在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和工業(yè)4.0（Industry 4.0）時(shí)代內(nèi)部物流發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,。對(duì)貨物和材料進(jìn)行精確運(yùn)輸將成為高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素,。由Evocortex公司研發(fā)的移動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)通過(guò)與眾不同的方式完成此任務(wù),。在實(shí)現(xiàn)他們的創(chuàng)新技術(shù)方案過(guò)程中，具有高功率密度的FAULHABER電機(jī)也起到了決定性作用,。

　　在今天,，“生產(chǎn)”似乎已經(jīng)成為“復(fù)雜性”的代名詞,。越來(lái)越多的產(chǎn)品需要根據(jù)客戶(hù)的特殊要求來(lái)生產(chǎn)。通過(guò)應(yīng)用IoT技術(shù),，即使是極小的批量,，甚至單個(gè)工件，也能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)生產(chǎn),。多變的參數(shù)需要工藝過(guò)程之間的緊密銜接,，同時(shí)還要保證高度的靈活性。在零部件參數(shù)變化無(wú)止境的情況下,，還必須保證正確的部件在正確的時(shí)間到達(dá)對(duì)應(yīng)生產(chǎn)工位,。

　　AMR技術(shù)大步向前

　　原材料輸送（比如從供應(yīng)點(diǎn)到生產(chǎn)設(shè)備之間）的個(gè)性化要求越來(lái)越高,，與此同時(shí)該過(guò)程還需要盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,。因此可移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，即所謂的自主可移動(dòng)機(jī)器人（AMR）在全球各地的倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)車(chē)間得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,。

　　位于德國(guó)紐倫堡的初創(chuàng)企業(yè)Evocortex公司成立于2016年,，由經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)家創(chuàng)建，專(zhuān)注該市場(chǎng),。與紐倫堡技術(shù)研究機(jī)構(gòu)（紐倫堡工業(yè)大學(xué)）以及其它教育和科研部門(mén)緊密合作,，該公司憑借全新AMR方案打入市場(chǎng)。該公司提供的創(chuàng)新產(chǎn)品方案符合現(xiàn)代化物流的技術(shù)要求,。

　　“傳統(tǒng)的AMR通常需要對(duì)應(yīng)用場(chǎng)地的空間進(jìn)行調(diào)整,，比如運(yùn)行軌道，或者甚至需要對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行技術(shù)調(diào)整,，”總經(jīng)理Hubert Bauer解釋道,。“比如必須安裝用于車(chē)輛定位的光學(xué)標(biāo)記,，路徑和交叉口必須符合規(guī)定的尺寸以及弧線半徑,。我們的宗旨正好與此相反，我們要打造能夠適應(yīng)客戶(hù)需求的輸送機(jī)器人,?！?/p>

　　通過(guò)車(chē)間地面的“指紋”實(shí)現(xiàn)精確定位

　　Evocortex公司的自主移動(dòng)式機(jī)器人（AMR）不需要預(yù)轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。它們可以通過(guò)車(chē)間地面的不規(guī)則特征實(shí)現(xiàn)定位,。即使在常見(jiàn)的混凝土地面上,，機(jī)器人也能夠通過(guò)高分辨率照相機(jī)確定地面的不規(guī)則特征。照相機(jī)安裝在運(yùn)輸車(chē)底側(cè),，對(duì)10x10厘米的地面區(qū)域進(jìn)行拍照,，并通過(guò)圖片數(shù)據(jù)創(chuàng)建車(chē)間地面的“指紋”。在這個(gè)新穎獨(dú)特的系統(tǒng)背后,，Evocortex自行研發(fā)的Localization Module （ELM）發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。

　　在最初的示教過(guò)程中,，機(jī)器人按照網(wǎng)格圖案在車(chē)間地面上運(yùn)行。借助復(fù)雜的算法,，它可以通過(guò)不同位置的圖形繪制出高度精密的地圖,。在未來(lái)，還可通過(guò)自學(xué)式人工智能來(lái)完成這一步,。除此之外,，控制器可以檢測(cè)到小車(chē)的移動(dòng)過(guò)程。通過(guò)數(shù)據(jù)組合,，它可以在一平方公里的理論區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)別的定位精度,。為此，機(jī)器人只需要對(duì)三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行識(shí)別,。即使有50%的地面被切屑覆蓋,，ELM模塊仍然不受影響，保證完成精確導(dǎo)航,。出現(xiàn)在地面上的永久性劃痕將被添加到地圖上,，消失的地面特征也將在一定時(shí)間后被從地圖上清除。

　　此外還可以為AMR機(jī)器人在一個(gè)或兩個(gè)端面安裝LIDAR傳感器,。它們可以在行駛方向進(jìn)行空間掃描和障礙物識(shí)別,，其中包括移動(dòng)的物體，比如穿過(guò)運(yùn)行道路的人,。運(yùn)輸車(chē)立即停止,，以確保工作人員的安全。

　　通過(guò)麥克納姆輪實(shí)現(xiàn)無(wú)限制可移動(dòng)性

　　普通車(chē)輪只能按照輪軸轉(zhuǎn)向移動(dòng),。采用這類(lèi)車(chē)輪的車(chē)輛如果需要精確定位,，就必須完成類(lèi)似于停車(chē)時(shí)的操作。為了避免這個(gè)情況,，Evocortex公司的研發(fā)人員決定采用麥克納姆輪,。它與普通車(chē)輪的環(huán)繞式運(yùn)行表面不同，而是在輪轂上裝有多個(gè)筒形輥輪,。它們與車(chē)輪軸形成45度角,，可以圍繞自己的軸承軸旋轉(zhuǎn)。通過(guò)選擇輥輪的形狀,、尺寸和間距,，即可實(shí)現(xiàn)車(chē)輪的連續(xù)滾動(dòng)面。

　　麥克納姆輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)力,，一個(gè)沿著車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)方向,，另一個(gè)則與車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)方向形成一個(gè)角度。最終的運(yùn)動(dòng)方向正好位于兩者之間,，麥克納姆輪總是沿著與軸向成45度角的方向運(yùn)動(dòng),。由于輥輪具備可移動(dòng)性,，因此車(chē)輪的方向不穩(wěn)定。如果受到其它的作用力,，車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)方向可能發(fā)生任意改變,。

　　在安裝了四個(gè)麥克納姆輪的車(chē)輛上，如果將每個(gè)車(chē)輪的45度運(yùn)動(dòng)方向都偏移90度角,，那么每個(gè)車(chē)輪都朝著相反的方向運(yùn)動(dòng),。通過(guò)調(diào)整單個(gè)車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)方向和速度，即可控制處于靜止?fàn)顟B(tài)的車(chē)輛朝任何方向運(yùn)動(dòng),，或在原地旋轉(zhuǎn),。在水平面上，它就可以像氣墊車(chē)一樣完全自由移動(dòng),。也就是說(shuō),，麥克納姆輪讓機(jī)器人可以完成靈活的全方位移動(dòng)。

　　可達(dá)到毫米級(jí)別的精確度

　　Evocortex公司的AMR機(jī)器人還具有另一個(gè)出色的靈活性,，那就是它的尺寸不受任何限制,。“我們可以根據(jù)用戶(hù)的需要以毫米為單位對(duì)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)整,，”Hubert Bauer進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)?！叭魏瓮獠砍叽缰灰谠?00x800和800x1200毫米的范圍內(nèi)都可以得到實(shí)現(xiàn),。”EvoRobot R&D 和 EvoRobot Industrial系列產(chǎn)品的尺寸幾乎與承載平臺(tái)的外部尺寸相等,。所有的技術(shù)部件——傳感器,、控制器、提升單元和車(chē)輪驅(qū)動(dòng)裝置都安裝在平臺(tái)下方,。

　　車(chē)輪驅(qū)動(dòng)模塊是實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性的關(guān)鍵因素,。它直接安裝在車(chē)輪上方，與車(chē)輪共同構(gòu)成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的獨(dú)立功能單元,。這樣一來(lái),，車(chē)輪的安裝間距就不受到限制。功率大,，尺寸小的電機(jī)在實(shí)現(xiàn)此技術(shù)要求上起到了決定性作用,。

　　“為了找到最適合的電機(jī)，我們對(duì)市面上的產(chǎn)品進(jìn)行了仔細(xì)審核,，”Hubert Bauer在回憶研發(fā)階段的情況時(shí)說(shuō)道,。“只有FAULHABER的產(chǎn)品才具備我們需要的功率密度,。其它廠家的電機(jī)如果能夠達(dá)到我們要求的轉(zhuǎn)矩,，體積都太大,。”

　　功率大,，體積小

　　EvoRobot 的車(chē)輪模塊安裝了3257… CR或3272…CR系列有刷電機(jī),。每臺(tái)電機(jī)都配備一個(gè)IEF3編碼器和38/2S減速箱。為了實(shí)現(xiàn)快速停止以及確保車(chē)輪停止后能夠鎖定,，車(chē)輪電機(jī)還配有制動(dòng)器,。“依靠這些強(qiáng)大動(dòng)力的微電機(jī),，EvoRobot的載重量最高可達(dá)200公斤,。不用很長(zhǎng)時(shí)間我們還將推出載重量更大的型號(hào)，”Huber Bauer解釋道,?！霸诓怀^(guò)5度的斜坡上，它還能夠以每秒一米的速度載重行駛,?！?/p>

　　EvoCarrier 產(chǎn)品主要用于小負(fù)載托盤(pán)的運(yùn)輸。這款A(yù)MR機(jī)器人的內(nèi)部空間與EvoRobot相比更加緊湊,。它的離地間隙還不到100 mm,，因此可以行駛到離地面比較近的貨物下方。兩臺(tái)或者四臺(tái)EvoCarrier可以用來(lái)搬運(yùn)托盤(pán)或者整個(gè)貨架,。研發(fā)人員選擇了所謂的“扁平轉(zhuǎn)子電機(jī)”——也就是長(zhǎng)度僅21毫米的4221… BXT系列無(wú)刷電機(jī)作為驅(qū)動(dòng),。EvoCarrier可以用來(lái)搬運(yùn)裝載總重量不超過(guò)120公斤小負(fù)載托盤(pán)的輥輪貨架。公司總經(jīng)理認(rèn)為,，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看,，EvoRobot機(jī)器人也會(huì)改用無(wú)刷電機(jī)，而且模塊會(huì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,。

　　除了功率和體積比以外,，零維護(hù)和持續(xù)工作可靠性在AMR運(yùn)行方面也起重要作用?！霸谑褂脡勖矫鍲AULHABER電機(jī)超越了我們的期待,，”Hubert Bauer說(shuō)道?！安粌H如此,，這些驅(qū)動(dòng)裝置還可以和普通工業(yè)控制器組合。FAULHABER公司的專(zhuān)家們也積極配合我們,，為量產(chǎn)找到最佳的參數(shù)設(shè)置,。”

　　企業(yè)介紹：來(lái)自德國(guó)舍奈希的驅(qū)動(dòng)技術(shù)專(zhuān)家

　　FAULHABER 致力于高精度小型和微型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、伺服組件以及最高輸出功率250瓦的驅(qū)動(dòng)電子部件的研發(fā),、生產(chǎn)和銷(xiāo)售,。其中包括客戶(hù)定制的專(zhuān)用解決方案以及范圍齊全的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，例如無(wú)刷電機(jī),、直流微電機(jī),、編碼器和運(yùn)動(dòng)控制器。FAULHABER 品牌在全球被公認(rèn)為復(fù)雜和嚴(yán)苛應(yīng)用領(lǐng)域的高品質(zhì)和高可靠性的象征,，如醫(yī)療技術(shù),、工廠自動(dòng)化、精密光學(xué),、電信,、航空航天和機(jī)器人技術(shù)。從224 mNm持續(xù)扭矩的強(qiáng)大直流電機(jī)到外徑為1.9 mm的精巧微型驅(qū)動(dòng),，F(xiàn)AULHABER標(biāo)準(zhǔn)系列有超過(guò)2500萬(wàn)種組合,，為特定應(yīng)用帶來(lái)最佳驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。與此同時(shí),，這種技術(shù)上的“構(gòu)造組合”也是調(diào)整解決方案的基礎(chǔ),，從而讓我們能夠設(shè)置各種特殊版本來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的具體需求。