| 标题 | 林德搬运机器人的原理及组成 |
| 范文 | 许真聪 摘 要：林德搬运机器人是智能化的自动导引车，在LT物流技术大会中获得了“2017物流技术创新产品奖”。本文介绍了林德搬运机器人，它将独特的地形导引技术嵌入成熟可靠的标准化叉车上，以实现智能化的物料搬运。 关键词：林德搬运机器人；地形导引技术；系统组成；机器人管理系统 中图分类号：TP391 文献标识码：A 近几年，以互联网大数据技术为基础的自动化、智能化技术引领着“工业4.0”对制造业发展的深度影響，使得物流行业成为创新的热点领域，成为我国产业变革和经济转型发展的关键。 林德物料搬运是全球物料搬运的领导者，智能搬运技术的领先者。林德的宗旨是实现超越性的高效作业。针对用户需求，最大化地提高物流作业效率是林德解决方案的核心。在这种理念的激励下，林德搬运机器人（以下简称林德机器人） 诞生了。它是智能化的自动导引车，在年度LT物流技术大会中获得了“2017物流技术创新产品奖”。 1.传统导引技术 传统导引技术主要有电磁导引、激光导引、超声波导引等。 1.1电磁导引 电磁导引的历史最悠久。它在车辆行驶路径中埋设金属导线，并加载低频、低压导引电流，使得导线周围产生磁场。自动导引车辆上的电磁感应线圈能够识别和跟踪导引磁场，从而实现对车辆的导引作用。电磁导引的优势是引线比较隐蔽，在运行中不会遭到破坏；控制原理比较简单，建设成本低。主要缺点是路径必须固定，更改和扩充比较困难；感应线圈对周围金属比较敏感，很容易受到干扰。 1.2激光导引 激光导引是在车辆行驶路径周围安装激光反射板，自动导引车辆采集不同角度反射的激光束，并通过三角形运算方式计算出具体的位置，从而实现对车辆的导引。激光导引定位准确，能够适应复杂的路径和工作环境，修改路径或者扩充路径比较容易；其缺点是对激光扫描器的视场要求比较高，系统抗干扰能力比较差。 1.3 超声波导引 超声波导引可利用一般的墙面或者类似物体进行导引，而不需要设置专门的反射板，因此它在特定的环境下提供了较大的柔性和较低成本的方案。但由于反射面大，在制造车间环境下应用十分困难。超声波导引大多应用于集装箱码头，利用规则摆放的集装箱反射超声波，可以很好地达到自动导引的目的，而且价格低廉。 2.林德机器人的导引技术 林德机器人配有独特的地形导引技术。通过激光雷达图形成像技术识别建筑物内部的特征（比如墙壁，货架，机器等），建立参考地图；执行360°的环境扫描，实时关联所看到的景象和参考地图，从而实现自我定位，并沿预期路径行走。这种解决方案的优势是：无需额外的基础设施，比如反光镜、电线或磁铁；可以帮助客户更经济和更容易地适应环境变化。 那么林德机器人是如何识别其所处的环境呢？通常需要3个阶段（如图1～图3所示）： 第一阶段，现场工程师在工作区域内手动驾驶林德机器人。林德机器人使用激光雷达记录它所接受的所有信息，并转换为2D的地图，比如墙壁、货架、托盘、机器等等。 第二阶段，建立参考地图。现场工程师清除草图，只留下特征，比如墙壁、货架等，接着根据物流流程和需求添加虚拟路程以及物料的拾取点和放置点。这样就形成了参考地图，并植入林德机器人的控制中心，作为它的“认知”。 第三阶段，林德机器人执行360°的环境扫描，实时比较它所看到的东西（通过激光导航扫描到的图像）与它自己的“认知”（参考地图），因此能够自我定位，并沿预期路径行走。 3.林德机器人的组成 林德机器人是基于标准化和成熟技术的物料搬运车辆，增加先进的智能装置而构成的系统。 智能装置包括自动导引控制器和传感器。 自动导引控制器联结至叉车的机械系统及电子系统，可发送指令给叉车，指挥叉车的前进、后退和停止以及货叉的提升和下降，它充当着“司机”的大脑。 传感器配备了全方位的PL-D级别安全认证的激光雷达传感器（前方，后方，侧面）、托盘检测装置、货架检测装置等，用于搜集所有的信息，相当于“司机”的眼睛，图4和图5所示。 4.林德机器人管理系统（图6） 林德机器人管理系统能够完全融入客户的使用环境和具体需求。 作为解决方案的纽带，它使客户的IT系统，机器和基础设施能够与林德机器人进行实时通信。比如它可与客户的仓库管理软件WMS或者企业管理软件ERP进行接口对接，可实时接收、处理和传输数据，通过和其他网络机器、设备的交互，实现车辆与操作信息流的无缝集成。 作为解决方案的核心部分，它监控和协调着林德机器人车队，进行定位、任务规划和分配。同时智能计算机模块也可确保车辆状态等信息数据的传输，方便售后服务等需求。 那么林德机器人管理系统是如何进行任务分配的？有以下几种方式： （1）客户可直接在林德机器人管理系统的界面上指定或者规划任务。 （2）客户WMS或者ERP系统向林德机器人管理系统发送指令，机器人管理系统再将任务分配给机器人车辆。比如准备一个装运区域，储存一个特定类型的托盘等等。 （3）基础设施或机器上的传感器向林德机器人管理系统发送信息，并触发机器人车辆工作。例如供应托盘或者排空生产线。 （4）客户操作员按下呼叫按钮，通知林德机器人执行一个预先设定的任务。例如将准备好的托盘运送至运输平台。 （5）林德机器人使用前端的PL-D安全激光雷达扫描地板储存区，检测是否有空间可用于存放托盘。 结语 叉车行业已经朝着工业4.0的方向发展，林德机器人智能化的解决方案使客户的设备更加灵活，这样就可以保证无论是产品的不同规格、还是任意工作时间都可以避免由于不正当的操作而导致的风险事故，从而减少人员成本等损失。在加强用户物料搬运和仓储过程中的精确性的同时，使复杂多变的物流作业工况得以更加安全高效地运行。 参考文献 [1]林德搬运机器人获物流技术创新产品奖[J].铁路采购与物流，2017 （4）：72. [2]关宏，张智勇，张勇，等.自动导引车系统的结构及组成[J].物流技术与应用，2004，9（10）：80-84. [3]王皓君，张为公，等.自动导引车导引技术研究现状与发展趋势[J].传感器与微系统，2009，28（12）：5-7. |
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