機器人百科：什么是物流機器人？物流機器人的結(jié)構(gòu)類型和組成介紹

本文關(guān)鍵詞：物流機器人、自主移動機器人、協(xié)作機器人、搬運機器人、倉儲機器人、碼垛機器人、裝配機器人

圖-工博士機器人

一、關(guān)于什么是物流機器人、搬運機器人、碼垛機器人、裝配機器人等10個的名詞介紹？

隨著科技的發(fā)展和物流行業(yè)對智慧化物流的推崇和追求，倉儲物流機器人也受到了物流行業(yè)的青睞，那么，什么是倉儲物流機器人呢？

1、什么是倉儲物流機器人？

倉儲物流機器人是指在物流倉儲和生產(chǎn)倉庫等室內(nèi)環(huán)境中，用于貨物出入庫搬運、分揀、揀選等操作的機器人，主要包括各類AGV（自動導(dǎo)引小車）、 AMR（自主移動機器人）、協(xié)作機器人機械臂等。

2、什么是物流機器人？

物流機器人是指應(yīng)用于倉庫、分揀中心、以及運輸途中等場景的，進行貨物轉(zhuǎn)移、搬運等操作的機器人。物流機器人（又可理解為自動引導(dǎo)車，Automated Guided Vehicle，簡稱：AGV）在整個智能物流系統(tǒng)中起關(guān)鍵性的作用，其中倉儲AGV被廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)及各大主流電商的倉庫存儲、分揀中心和運輸?shù)炔僮鲌鼍�，主要完成裝卸、搬運、存儲、分揀和運輸?shù)裙ぷ鳌?/p>

3、什么是搬運機器人？

搬運機器人【transfer robot】是可以進行自動化搬運作業(yè)的工業(yè)機器人。最早的搬運機器人出現(xiàn)在1960年的美國，Versatran和Unimate兩種機器人首次用于搬運作業(yè)。搬運作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，是指從一個加工位置移到另一個加工位置。搬運機器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動。世界上使用的搬運機器人逾10萬臺，被廣泛應(yīng)用于機床上下料、沖壓機自動化生產(chǎn)線、自動裝配流水線、碼垛搬運、集裝箱等的自動搬運。部分發(fā)達國家已制定出人工搬運的最大限度，超過限度的必須由搬運機器人來完成。

搬運機器人是近代自動控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項高新技術(shù)，涉及到了力學(xué)，機械學(xué)，電器液壓氣壓技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感器技術(shù)，單片機技術(shù)和計算機技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)體系中的一項重要組成部分。它的優(yōu)點是可以通過編程完成各種預(yù)期的任務(wù)，在自身結(jié)構(gòu)和性能上有了人和機器的各自優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)出了人工智能和適應(yīng)性。

4、什么是智能配送機器人？

智能配送機器人，進行快遞包裹配送的人工智能機器人。作為整個物流系統(tǒng)中末端配送的最后一環(huán)，配送機器人所具備的高負荷、全天候工作、智能等優(yōu)點，將為物流行業(yè)的“最后一公里”帶去全新的解決方案。

5、什么是AGV智能搬運機器人？

AGV智能搬運機器人用于物流搬轉(zhuǎn)運的機器人。AGV即:Automated Guided Vehicle 簡稱AGV，當(dāng)前最常見的應(yīng)用如:AGV智能搬運機器人或AGV小車，主要功用集中在自動物流搬轉(zhuǎn)運，AGV智能搬運機器人是通過特殊地標導(dǎo)航自動將物品運輸至指定地點，最常見的引導(dǎo)方式為磁條引導(dǎo)，激光引導(dǎo)，RFID引導(dǎo)等。

6、什么是移動機器人？

移動機器人，自動執(zhí)行工作的機器裝置。移動機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。

7、什么是協(xié)作機器人？

協(xié)作機器人，顧名思義，就是在機器人與人可以在生產(chǎn)線上協(xié)同作戰(zhàn)，充分發(fā)揮機器人的效率及人類的智能。這種機器人不僅性價比高，而且安全方便，能夠極大地促進制造企業(yè)的發(fā)展。協(xié)作型機器人作為一種新型的工業(yè)機器人，掃除了人機協(xié)作的障礙，讓機器人徹底擺脫護欄或圍籠的束縛，其開創(chuàng)性的產(chǎn)品性能和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，為工業(yè)機器人的發(fā)展開啟了新時代。

8、什么是碼垛機器人？

碼垛機器人，一種生產(chǎn)自動化設(shè)備。碼垛機器人，是機械與計算機程序有機結(jié)合的產(chǎn)物。為現(xiàn)代生產(chǎn)提供了更高的生產(chǎn)效率。碼垛機器在碼垛行業(yè)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。碼垛機器人大大節(jié)省了勞動力，節(jié)省空間。碼垛機器人運作靈活精準、快速高效、穩(wěn)定性高，作業(yè)效率高。碼垛機器人系統(tǒng)采用專利技術(shù)的坐標式機器人的安裝占用空間靈活緊湊。能夠在較小的占地面積范圍內(nèi)建造高效節(jié)能的全自動砌塊成型機生產(chǎn)線的構(gòu)想變成現(xiàn)實。

9、什么是裝配機器人？

裝配機器人，柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備。裝配機器人是柔性自動化裝配系統(tǒng)的核心設(shè)備，由機器人操作機、控制器、末端執(zhí)行器和傳感系統(tǒng)組成。其中操作機的結(jié)構(gòu)類型有水平關(guān)節(jié)型、直角坐標型、多關(guān)節(jié)型和圓柱坐標型等；控制器一般采用多CPU或多級計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)運動控制和運動編程；末端執(zhí)行器為適應(yīng)不同的裝配對象而設(shè)計成各種手爪和手腕等；傳感系統(tǒng)用來獲取裝配機器人與環(huán)境和裝配對象之間相互作用的信息。

10、什么是智能機器人？

智能機器人之所以叫智能機器人，這是因為它有相當(dāng)發(fā)達的“大腦”。在腦中起作用的是中央處理器，這種計算機跟操作它的人有直接的聯(lián)系。最主要的是，這樣的計算機可以進行按目的安排的動作。正因為這樣，我們才說這種機器人才是真正的機器人，盡管它們的外表可能有所不同。智能機器人作為一種包含相當(dāng)多學(xué)科知識的技術(shù)，幾乎是伴隨著人工智能所產(chǎn)生的。而智能機器人在當(dāng)今社會變得越來越重要，越來越多的領(lǐng)域和崗位都需要智能機器人參與、這使得智能機器人的研究也越來越頻繁。雖然我們?nèi)院茈y在生活中見到智能機器人的影子。但在不久的將來，隨著智能機器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。隨著眾多科研人員的不懈努力，智能機器人必將走進千家萬戶。更好的服務(wù)人們的生活，讓人們的生活更加舒適和健康。

二、物流機器人的類型

目前國內(nèi)外已經(jīng)有越來越多的企業(yè)開始使用物流機器人，本文盤點了近年來比較受歡迎的九款物流機器人。

1、自動導(dǎo)向搬運車（AGV）

自動引導(dǎo)車分為有軌RGV和無軌自動引導(dǎo)車AGV，無軌還能分為有無地標（地標還分磁導(dǎo)或條碼），或采用三維坐標定位（類似無人汽車的研發(fā)）。這類小車屬于目前主流研究方向。使用環(huán)境也是跟搬送機器人類似。國內(nèi)現(xiàn)在汽車制造商和煙草配送商大量在使用AGV小車，作用也是為了提有效率，降低作業(yè)強度，降低成本。

2、Click＆Pick系統(tǒng)

Swisslog是一家總部位于瑞士的自動化倉庫和配送物流解決方案提供商，其背后是工業(yè)機器人“四大天王”之一的KUKA（其持有Swisslog的96％以上股份）。與Kiva等貨架式存儲不同，Swisslog的Click＆Pick系統(tǒng)采用的是一種三維的立方體網(wǎng)格架系統(tǒng)，每個立方體內(nèi)有一個標準尺寸的箱子裝著特定貨物，如果裝著所需貨物的箱子埋在別的箱子下面，機器人會把上面的箱子拿起來堆在旁邊，拿到貨物后再放好。據(jù)Sisslog稱，Click＆Pick一小時能處理一千張訂單，速度是人類作業(yè)的4－5倍。

3、日立HITACHI智能機器人

子彈頭列車和發(fā)電站的制造商日立公司，近日推出了一款機器人，該機器人可以拿起大約1公斤重的商品，能夠潛在的代替企業(yè)中那些重復(fù)性的工作，如亞馬遜倉庫中從貨架上找物品。這些機器人也可以應(yīng)用于固定在工廠的地面上的工作，常見的類型如豐田汽車生產(chǎn)線上的工業(yè)機器人。

雖然近年來國內(nèi)機器人得到了快速的發(fā)展，但離歐美等國仍然有不小的差距。不過，隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，尤其是國內(nèi)電子商務(wù)的發(fā)達，在物流環(huán)節(jié)中引入機器人是必然地趨勢。值得一提的是國內(nèi)已有部分領(lǐng)先企業(yè)開始在倉儲領(lǐng)域開展機器人作業(yè)。

4、機器人“曹操”

國內(nèi)目前只有兩個物流倉庫有分揀機器人應(yīng)用，天貓超市的“曹操”就是其中之一。這個機器人是一部可承重50公斤，速度達到2米／秒的智能機器人，造價高達上百萬，所用的系統(tǒng)都是由阿里自主研發(fā)的。“曹操”接到訂單后，它可以迅速定位出商品在倉庫分布的位置，并且規(guī)劃優(yōu)撿貨路徑，揀完貨后會自動把貨物送到打包臺。能一定程度上解放出一線工人的勞動力，在“曹操”和小伙伴們的共同努力下，天貓超市在北京地區(qū)已經(jīng)可以實現(xiàn)當(dāng)日達。

5、Kiva

2012年亞馬遜以6．78億美元買下自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業(yè)務(wù)后，利用機器人來處理倉庫的貨物盤點以及配貨等工作。目前亞馬遜的幾十個倉庫里，有超過15000個Kiva機器人在辛勤工作。亞馬遜因此也被成為全球有效的倉庫。

Amazon將倉庫工作分解成兩部分：員工只需要在固定的位置進行盤點或配貨，而Kiva機器人則負責(zé)將貨物（連同貨架）一塊搬到員工面前。

6、Fetch和Freight機器人

Fetch和Freight是硅谷機器人公司FetchRoboTIcs的倉儲機器人，F(xiàn)etch的機器人可以根據(jù)訂單把貨架上的商品拿下來，放到另一個叫Freight的機器人里運回打包。Fetch相當(dāng)于Kiva的升級版，F(xiàn)etch機器人具備自動導(dǎo)航功能，可以在貨架間移動，識別產(chǎn)品并將其取下貨架并運動到叫Freight的自動駕車機器人里，F(xiàn)reight的作用則與Amazon的Kiva相當(dāng)。機器人可以自助規(guī)劃路線和充電，從而保證整個倉儲系統(tǒng)的無縫運行。FetchRoboTIcs是今年亮眼的機器人公司之一，主要團隊來自于大名鼎鼎的WillowGarage，這家硅谷公司在今年6月獲得了軟銀領(lǐng)投的2300萬美元融資。

7、Transwheel機器人

以色列申卡爾工程與設(shè)計學(xué)院的設(shè)計師設(shè)計出一款名為Transwheel的機器人。它采用自平衡系統(tǒng)，當(dāng)機器人手臂載貨時能腳踩單輪保持直立行駛，單個機器人可運送小包裹，而若干機器人組合協(xié)作可運送大包裹。此外該機器人可使用GPS系統(tǒng)進行導(dǎo)航，能通過面部識別軟件確認接收者的身份；對于較大的物品，機器人也可以共同分擔(dān)負載。同時其還具備智能取件的功能。它的設(shè)計者聲稱這種快遞機器人甚至可以替代大型運輸車輛，緩解交通擁堵。但也許更有用的是，采用這種機器人可避免在工作時間進行發(fā)貨。

8、“盒子機器人”

Skype創(chuàng)始人Heinla與Friis旗下的Starship公司推出了一種專門用來小件貨物配送的“盒子機器人”。之所以這么稱呼，是因為它的外形像極了一個配有六個輪子的儲物盒，它重可承載20磅（約合9公斤）的貨物，可達到物流中心方圓1英里（約合1．6公里）多的范圍。由于其硬件上配置了一系列攝像頭和傳感器，能夠保障其安全行走在人行道上，在指定時間從物流中心出發(fā)，穿越大街小巷，來到顧客家門口完成快遞任務(wù)。在配送過程中，所攜帶的包裹都是被嚴密封鎖，接收者只有通過其智能手機才能打開。Starship表示，這臺聯(lián)網(wǎng)機器人多可運送兩袋食雜貨物，能夠處理95%的包裹。它的成本比人力快遞便宜5－15倍，目前的平均快遞費為每趟5－15美元，Starship稱未來可以削減至1美元。

9、Bulter機器人

Bulter機器人相當(dāng)于一個方形版本的Kiva，由總部位于印度古爾岡和新加坡的機器人公司GrayOrange制造。這家創(chuàng)業(yè)公司由SamayKohli和AkashGupta于2009年建立，當(dāng)時是希望做一些和教育培訓(xùn)相關(guān)的機器人，后來它演變成一個工業(yè)機器人制造公司。目前主要致力于在零售、物流以及倉庫機器人領(lǐng)域構(gòu)建業(yè)務(wù)。

三、物流機器人的組成

1、執(zhí)行機構(gòu)

執(zhí)行機構(gòu)的功能是可以抓取物品，并按照規(guī)定的運動速度、運動軌跡將物品送到指定的位置，然后放下物品。要完成一個完整的作業(yè)過程，物流機器人需要具有手部、腕部、臂部、機身頭部、行走機構(gòu)幾個部分。手部是機器人用來握持工件或工具的部位，直接與工件或工具接觸。腕部是將手部和臂部連接在-起的部件，用于調(diào)整手部的位置和姿態(tài)，擴大手部的活動范圍。臂部支撐著手腕和手部，使手部的活動范圍擴大，有大臂和小臂。機身又稱立柱，是用來支承臂部，安裝驅(qū)動裝置和其他裝置的部件。行走機構(gòu)是擴大機器人活動范圍的機構(gòu)，被安裝于機器人的機身下部，有多種結(jié)構(gòu)形式，可以是軌道和車輪式，也可以模仿人的雙腿。

2、驅(qū)動系統(tǒng)

驅(qū)動系統(tǒng)是為物流機器人提供動力的裝置。一般情況下，機器人的每一個關(guān)節(jié)設(shè)置一個驅(qū)動系統(tǒng)，它接受動作指令，準確控制關(guān)節(jié)的運動位置。

3、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)控制著物流機器人按照規(guī)定的程序運動，它可以記憶各種指令信息，同時按照指令信息向各個驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)出指令。必要時，控制系統(tǒng)還可以對機器人進行監(jiān)控，當(dāng)動作有誤或出現(xiàn)故障時發(fā)出報警信號，同時還對機器人完成作業(yè)所需的外部設(shè)備進行控制和管理。

4、檢測傳感和人工智能系統(tǒng)

檢測傳感系統(tǒng)主要檢測機器人執(zhí)行系統(tǒng)的運動狀態(tài)和位置，并隨時將執(zhí)行系統(tǒng)的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調(diào)整，使執(zhí)行系統(tǒng)更準確地完成作業(yè)過程。人工智能系統(tǒng)賦予機器人視覺、學(xué)習(xí)、記憶和判斷能力。

四、倉儲物流機器人現(xiàn)在主要難題是什么？

眼觀倉儲物流機器人的概念和各種設(shè)計作品已經(jīng)出世，但是普及方面卻做的遠遠不足。那么，倉儲物流機器人現(xiàn)在主要難題是什么呢？一起來了解一下。

1、快速發(fā)展但弊端顯露

倉儲物流機器人行業(yè)屬于新興行業(yè)，在快速發(fā)展壯大的同時也暴露出了一些問題：機器人的智能化程度不夠?qū)е略诙鄨鼍斑\行下反應(yīng)能力不足；機器人功能不全，障礙物識別存在盲區(qū)，產(chǎn)品的設(shè)計上還需添加獨立的開關(guān)按鈕；機器人帶載運行穩(wěn)定性差，容易出現(xiàn)無法舉升貨架或行駛軌跡偏移等嚴重問題；機器人制造商服務(wù)水平相比工業(yè)發(fā)達國家的來說還有很大差距，還需要進一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性以及減少機器人故障率。

2、以電商物流為主的服務(wù)限制了倉儲物流機器人向其他行業(yè)滲透

當(dāng)前中國倉儲物流機器人行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)是如何解決客戶的痛點問題，如降低物流環(huán)節(jié)的勞動力成本和提高倉庫分揀效率等。因此機器人廠商所提供的產(chǎn)品與服務(wù)必須貼合客戶公司的實際物流需求，這既是倉儲物流機器人生產(chǎn)企業(yè)增強核心競爭力，也是倉儲物流機器人走向產(chǎn)品化的重要途徑。

3、本土品牌影響力不夠

倉儲物流機器人企業(yè)還需繼續(xù)加強品牌建設(shè)，加大對核心零部件的研發(fā)力度，推動行業(yè)快速走向成熟。

4、我國倉儲物流機器人核心零部件主要依賴于國外產(chǎn)品

例如AGV機器人主要為三部分組成，驅(qū)動、系統(tǒng)和導(dǎo)引。核心部件諸如驅(qū)動控制器、系統(tǒng)、以及激動導(dǎo)航傳感器等，依然是國外品牌的天下，國內(nèi)能加大研發(fā)投入的企業(yè)寥寥無幾，高端人才難求。與國外巨頭比，技術(shù)上還有差距較大，國產(chǎn)化的供應(yīng)鏈非常薄弱。

5、同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重

物流倉儲機器技術(shù)無論硬件還是軟件都需要不斷創(chuàng)新，推出值得信賴的產(chǎn)品。但目前國內(nèi)倉儲物流機器人企業(yè)基本是你有我也要有，一家研發(fā)出新的產(chǎn)品，一旦推向市場，第二家，第三家改個外觀，相繼也就推出了，專利基本就是一頁廢紙。

6、行業(yè)標準難統(tǒng)一制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展

國產(chǎn)倉儲物流機器人相關(guān)的行業(yè)標準和產(chǎn)品標準非常匱乏，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，市場應(yīng)用也因為難以實現(xiàn)標準統(tǒng)一而出現(xiàn)價格混戰(zhàn)的現(xiàn)象。

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