為更智能的移動倉庫機器人提供動力

在全球各地的倉庫中，自主機器人正在與人類協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)比以往更快速的貨物配送——而對速度的需求也在持續(xù)上升。 在許多零售商承諾兩天送達，且訂單量龐大的背景下，倉庫能在多大程度上實現(xiàn)貨物定位、揀選和包裝流程的自動化，成為決定成功與否的關(guān)鍵。最初，工作人員需要手持條形碼掃描儀穿梭于倉庫中，找到訂單中的商品，然后將它們運回發(fā)貨區(qū)進行打包和發(fā)運。

為了加速這一過程，主要零售商投資引進了能夠在倉庫內(nèi)搬運整排貨架的機器人，將貨架直接運送到人工揀貨員處。隨著機器人技術(shù)變得更加智能和靈巧，倉庫得以進一步簡化流程，讓機器人直接從貨架上揀選商品，并將商品放上傳送帶輸送至發(fā)貨區(qū)。

下一階段的發(fā)展則需要對倉庫機器人的運行方式進行根本性的變革。到目前為止，系統(tǒng)在很大程度上將人類和機器人分開作業(yè)。下一代機器人將被“釋放出籠子”，實現(xiàn)與人類在同一空間協(xié)同工作。這種轉(zhuǎn)變要求機器人在安全性、智能化、小型化和自主能力方面有新的提升。

隨著我們賦予機器人越來越多類似人類的認知、靈巧性、適應(yīng)性和推理等能力，機器人的形態(tài)也將越來越像人類。機器人執(zhí)行的任務(wù)重點也將發(fā)生變化，從最初的人機協(xié)作轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥淼耐耆珯C器人自主運作，屆時機器人將在無需人為干預(yù)下獨立作業(yè)。這場即將到來的倉庫變革，將對連接、樓宇自動化、電力和電氣化產(chǎn)生深遠影響。 

讓移動機器人更加安全和智能

隨著機器人獲得更多能力并承擔倉庫中的更多任務(wù)， 我們必須確保它們在實現(xiàn)如更快交付等關(guān)鍵目標的同時，安全高效地運行。

為了實現(xiàn)這一平衡，機器人需要配備先進的傳感器、集成的安全系統(tǒng)和更完善的連接能力。機器人必須升級其傳感器，以具備類似人類的感知、靈巧性和推理能力：

在視覺感知方面，機器人需要配備激光雷達 (LIDAR)、攝像頭或紅外傳感器，來識別周圍環(huán)境。

為了提高推理能力，機器人需要更強大的計算能力，以便處理復(fù)雜的人工智能和機器學習算法，包括圖形處理單元 (GPU) 和神經(jīng)處理單元 (NPU)。

為了在倉庫生態(tài)系統(tǒng)中實現(xiàn)協(xié)作和高效互動，機器人需要通過以太網(wǎng)、RJ45、邊緣計算設(shè)備和/或云端設(shè)備與協(xié)議，來提升本地和遠程網(wǎng)絡(luò)的連接能力。

為了在人類周圍安全地運行，機器人需要配置定時器、編碼器和扭矩傳感器，以幫助它們將運動保持在工作現(xiàn)場的指定范圍內(nèi)，并能及時覆蓋或停止?jié)撛诘牟话踩袨椤?/p>

為了提供電力并保持電池電量充足，機器人需要配備配套的連接器和靈活的對接系統(tǒng)，以支持自主充電功能。

機器人還需要電機和運動系統(tǒng)，以便能夠自由且靈巧地移動，從而確保在整個倉庫范圍內(nèi)執(zhí)行更多樣化的任務(wù)。

確保機器人在各種環(huán)境下——無論是正常還是嚴苛環(huán)境、白天還是黑夜——都能實現(xiàn)可靠、安全的自主運行至關(guān)重要。除了具備高性能外，傳感和連接解決方案還須具備耐用性。隨著系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜，能夠通過云端連接，自我診斷潛在維護問題的能力，將有助于倉庫節(jié)省時間和成本，更好地維護其機器人設(shè)備。

充電能力至關(guān)重要

要最大化機器人的移動能力，擺脫有線束縛是關(guān)鍵。但是，依靠電池運行的自主機器人必須能夠定期為自己充電，才能實現(xiàn)最佳的工作效率。讓機器人在不需要人工干預(yù)的情況下，自動對接充電并安全連接各組件并非易事。機器人根據(jù)所承擔的任務(wù)有不同的大小和形狀。它們所承擔的負載和所處理的具體應(yīng)用各不相同，具體取決于它們執(zhí)行的任務(wù)是揀選、放置、分揀還是搜索。

TE Connectivity 的充電解決方案旨在提供穩(wěn)固的連接，同時允許機器人有足夠的容差空間，以便能夠自主完成對接過程。TE的充電連接器針對不同類型的機器人做了專門設(shè)計。例如，用于移動和搬運重型托盤的機器人的充電連接器，其技術(shù)要求與用于自動移動機器人（這些機器人負責從貨架揀選單個產(chǎn)品）進行插式充電的連接器截然不同。

無論哪種情況，充電站都必須配備能夠在嚴苛和塵土環(huán)境中可靠工作的連接器。同時，還需要配備線路濾波器，以確保能夠高效地向機器人傳輸適量的電流進行充電。充電器和充電接口都需要具備耐久性，能夠承受成百上千次、甚至數(shù)十萬次的自動連接和斷開操作。

更小的組件意味著更高的靈活性

工程師們始終面臨著尺寸與性能之間的權(quán)衡。 幾乎每個制造商都會生產(chǎn)一系列載荷不同的機器人，而這些機器人對電力的需求各不相同。在一個不需要處理小于托盤尺寸物品的中轉(zhuǎn)倉庫中，操作員可以使用行動能力有限但非常重型的機器人。相反，能夠揀選單個物品甚至在藥房里進行藥品分類的機器人，就需要體積更小、更加靈活。

與此同時，隨著倉庫空間日益受限，對更小型機器人的需求不斷增加，這些機器人的功率、信號和扭矩要求也隨之增加。為了滿足這一需求，像 TE 這樣的零部件制造商專注于生產(chǎn)體積更小但更強大且更可靠的部件。隨著零部件制造商開發(fā)出滿足各種客戶需求的創(chuàng)新產(chǎn)品，高度專業(yè)化的工程和制造能力將變得越來越重要。

為更加靈活的未來做好準備

機器人動作的進一步精細化將使它們能夠承擔許多需要人工干預(yù)的任務(wù)。 例如，大多數(shù)倉庫存儲的商品數(shù)量通常比一個普通訂單的數(shù)量要多。比如一箱有 20 支牙刷，這意味著機器人必須將整箱牙刷送到發(fā)貨區(qū)，由人工從中挑選出單支牙刷來完成訂單。下一代機器人可能能夠自主定位并挑選出那支牙刷。同樣，易碎和易腐的雜貨需要更高的靈活性，以及智能調(diào)控壓力和扭矩的能力，以確保機器人的動作不會損壞諸如水果蔬菜等脆弱物品。

處理能力以及快速安全地在狹小空間內(nèi)穿行的能力，對于能夠執(zhí)行日益復(fù)雜任務(wù)的倉庫機器人來說將變得更加重要。而不斷推動機器人從受限環(huán)境中解放出來、推進倉庫自動化的組件技術(shù)進步，也將為機器人自動化在其他行業(yè)的應(yīng)用鋪平道路，這些領(lǐng)域同樣可以通過機器人提升速度、動力和安全性。機器人在倉庫中承擔新任務(wù)的速度將呈指數(shù)級增長。隨著這一趨勢的發(fā)展，對驅(qū)動電氣化、自動化、傳感和移動性的關(guān)鍵組件的需求也將隨之大幅上升。

關(guān)于作者：

Lavanya Manohar

TE Connectivity 自動化與互聯(lián)生活業(yè)務(wù)領(lǐng)域，戰(zhàn)略、營銷和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁