AGV技術(shù)詳解-Kiva機(jī)器人的獨(dú)特設(shè)計(jì)

AGV技術(shù)詳解——Kiva機(jī)器人的獨(dú)特設(shè)計(jì)7Kiva。如今，倉(cāng)儲(chǔ)物流已經(jīng)成為機(jī)器人應(yīng)用最大的市場(chǎng)之一。在諸多物流機(jī)器人解7KivaKiva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(cuò)誤率，晝夜不停地處理客戶的海量包裹。Kiva巨大成功的核心--Kiva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BoltBenEinsteinKiva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。Kiva110厘米。KivaKivaBenEinstein邊看。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(dòng)保險(xiǎn)杠，用于檢測(cè)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(tái)Kiva機(jī)器人有三個(gè)獨(dú)力的自由度：兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，加上一個(gè)用于起重的旋剪式升降臺(tái)，Kiva的這種利用輪子的結(jié)構(gòu)顯然越發(fā)簡(jiǎn)單可靠。圖：Kiva的X形托盤X319號(hào)汽車發(fā)動(dòng)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，起重結(jié)構(gòu)和起重電機(jī)。右：Kiva俯視圖?？梢钥吹狡鹬亟Y(jié)構(gòu)和電池。每一個(gè)紅外傳感器都配有獨(dú)力的濾波芯片，經(jīng)過串口總線通訊。在圖中你可鉛蓄電池。ABSKivaKiva外殼既復(fù)雜又造價(jià)高昂，新版本估量會(huì)采用全注塑結(jié)構(gòu)。碰撞傳感器Kiva這種大塊的流線型外殼而言，做傳統(tǒng)的一體化碰撞傳感器是非常困難的。Kiva的工程師們找到了一個(gè)非常聰明的低成本解決方案：用乙烯/橡即停滯一切運(yùn)動(dòng)。上圖右邊的黑盒子用于檢測(cè)壓力信號(hào)和一切紅外傳感器的信號(hào)，以簡(jiǎn)化與主控制器的協(xié)議和接線。升降機(jī)構(gòu)Pittman3N*M1KW的堵轉(zhuǎn)功率。電機(jī)輸出軸25:1Brother72rpm46N*M的扭矩。這款齒輪箱1000美金，想必大量訂貨的話會(huì)便宜不少。底盤和驅(qū)動(dòng)輪把升降結(jié)構(gòu)拆下來后，我們可以把機(jī)器人翻個(gè)底朝天來看一看其底盤上的驅(qū)旋轉(zhuǎn)的差分結(jié)構(gòu)。U319機(jī)驅(qū)動(dòng)器的巨型MOSFET。這種結(jié)構(gòu)可以自然地利用底盤來以獲得最大的散熱效率。連接懸掛結(jié)構(gòu)的U型夾銷，底盤上的散熱片。電子元件要讓Kiva機(jī)器人身上這三個(gè)大功率電機(jī)和一身的傳感器長(zhǎng)時(shí)間可靠地工作，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)是相當(dāng)重要的一環(huán)。電池模塊電池的線束，充電口（頂視圖和側(cè)視圖）整個(gè)系統(tǒng)的能源來自于四個(gè)串聯(lián)的當(dāng)電量過低時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)脫離中央控制器的指令，并且自行回到充電站充電。充電站的設(shè)計(jì)留有很大空間裕度，保證機(jī)器人能夠正常充上電。攝像頭和成像模塊朝上和網(wǎng)下看的攝像頭。兩個(gè)都安裝于滾珠絲杠內(nèi)部。置于升降機(jī)構(gòu)內(nèi)部的Kiva2條形碼，另一個(gè)向上看貨架的底部。每個(gè)攝像頭都6LEAIASP-BF548Blackfin矩陣檢測(cè)。主板和子板48VC供電；邏（BLC）的驅(qū)動(dòng)LFXP6C隱藏在主板下FOC控制，編碼器以及6個(gè)經(jīng)過機(jī)箱冷卻FPGA單元、緊急制動(dòng)、連接紅外/壓力傳感器、電源管理和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功能，大大減輕了主板的壓力。MCU32位，400MHzFreescaleMPC5123，很可能運(yùn)PowerPCLinux。兩個(gè)以太網(wǎng)端口連接到無線模塊和固件存儲(chǔ)，它們由MircelKSZ8993切換。整個(gè)機(jī)器人唯一一個(gè)現(xiàn)成的電子元件是通信模塊：SoekrisEngineeringNet4526WinstronNeWebCM9無線模塊，經(jīng)過以太網(wǎng)和主板連接。堪稱神器的升降模塊Kiva（約半噸——Kiva28厘米，而且是空心，內(nèi)螺紋結(jié)外殼在旋轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)側(cè)與滾珠接觸，外側(cè)與升降電機(jī)經(jīng)過齒輪連接。根據(jù)工藝復(fù)雜度，整個(gè)升降結(jié)構(gòu)的成本估量在1000美金左右。KivaSystems是少數(shù)幾家能夠?qū)?fù)雜的硬件和軟件巧妙地集成到