當(dāng)前位置: 首頁 > 工業(yè)控制產(chǎn)品 > 運(yùn)動控制 > 工業(yè)機(jī)器人 > 直角坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人
發(fā)布日期:2022-04-18 點(diǎn)擊率:129
長期以來,它們的運(yùn)轉(zhuǎn)完全依賴于一支支每人每天步行上萬米的人力大軍。這是一個非常低效、昂貴、容易出錯的過程。在機(jī)器人AGV系統(tǒng)出現(xiàn)之前,這方面最先進(jìn)的解決方案是讓員工在工廠里騎自行車。
如今,倉儲物流已經(jīng)成為機(jī)器人應(yīng)用最大的市場之一。在諸多物流機(jī)器人解決方案中,最成功的莫過于被亞馬遜以超過7億美金收購的Kiva。成千上萬的Kiva機(jī)器人早已投入使用,以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工的效率、更低的成本和錯誤率,晝夜不停地處理客戶的海量包裹。
而實(shí)現(xiàn)Kiva巨大成功的核心--Kiva機(jī)器人,出于商業(yè)保密考慮,一直鮮有曝光,支撐其強(qiáng)大性能的軟硬件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)我們無從知曉。然而,風(fēng)投公司Bolt的創(chuàng)始人Ben Einstein搞到了一臺老版本的Kiva機(jī)器人,并且把它拆解了并po在公司的博客上。從其中的細(xì)節(jié)里,我們能看到Kiva工程師大量工程思維和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。
Kiva部署的倉庫地面上每隔大約1米就有一個二維碼,Kiva就根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行定位。它的每一個動作都來自于云端的指令。在它到達(dá)目標(biāo)貨架底部后,其使用一個精巧的滾珠絲杠升降梯結(jié)構(gòu),通過原地旋轉(zhuǎn)來升高自己,將貨架頂起約10厘米。
Kiva機(jī)器人做的事情聽上去很簡單。但你要意識到,一個貨架往往裝著重達(dá)半噸的貨物,一個倉儲中心通常有上萬個貨架,成千上百臺機(jī)器人,以及幾十個進(jìn)貨出貨口。在這么復(fù)雜而密集的系統(tǒng)里,需要保證機(jī)器人不發(fā)生碰撞。任何一臺機(jī)器人如果發(fā)生碰撞,把貨架摔倒,造成的損失都將是巨大的。
Kiva機(jī)器人如何做到如此可靠?下面就讓我們跟著Ben Einstein一邊拆,一邊看。
1系統(tǒng)架構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)
從外面看,Kiva機(jī)器人外殼的每一側(cè)都有紅外傳感陣列,以及氣動保險(xiǎn)杠,用于檢測和緩沖碰撞。外殼上還有充電接口和一系列狀態(tài)指示燈。
每一臺Kiva機(jī)器人有三個獨(dú)立的自由度:兩個驅(qū)動輪,加上一個用于起重的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。起重電機(jī)轉(zhuǎn)動時,兩個驅(qū)動輪反方向旋轉(zhuǎn),結(jié)果是托盤相對于地面沒有旋轉(zhuǎn),只在滾珠絲杠的作用下升高。相比于傳統(tǒng)的大負(fù)載直線驅(qū)動方案比如液壓、剪式升降臺,Kiva的這種利用輪子的結(jié)構(gòu)顯然更加簡單可靠。
圖Kiva的X形托盤
起重結(jié)構(gòu)托盤的頂部是一些厚實(shí)的X形鋁鑄件,這些鑄件全部使用319號通用鋁。每個鋁鑄件上還有二次精密加工出來的參考面和螺紋孔。這種工藝在包括汽車發(fā)動機(jī)和液壓泵等設(shè)備中大量使用。
左:打開外殼后看到的Kiva內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)。圖中可以看到外殼上的紅外陣列,無線模塊,重結(jié)構(gòu)和起重電機(jī)。
右:Kiva俯視圖。可以看到起重結(jié)構(gòu)和電池。
每一個紅外傳感器都配有獨(dú)立的濾波芯片,通過串口總線通訊。在圖中你可以看到升降模塊使用的電機(jī)和巨大齒輪。在機(jī)器人靠近底部的位置,安裝有四塊鉛蓄電池。
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