基于“簡(jiǎn)于形，精于心”的理念，快倉(cāng)發(fā)布了具有世界級(jí)先進(jìn)水平的第三代智能搬運(yùn)機(jī)器人“刀鋒”M40，從機(jī)械結(jié)構(gòu)、環(huán)境感知、計(jì)算平臺(tái)、定位技術(shù)、安全設(shè)計(jì)、維護(hù)方案、成本優(yōu)化等各方面都實(shí)現(xiàn)了從國(guó)內(nèi)領(lǐng)先到國(guó)際一流水平的跨越。

  雖然智能搬運(yùn)機(jī)器人聽起來(lái)高大上，但是使用起來(lái)一定要接地氣，這也是快倉(cāng)對(duì)于用戶使用體驗(yàn)的深刻理解，越是先進(jìn)的產(chǎn)品，使用起來(lái)應(yīng)該越簡(jiǎn)單，屏蔽掉復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)，也就是所謂的“大道至簡(jiǎn)”。但是在追求用戶極致體驗(yàn)的過(guò)程中，其中思考和迭代則是一個(gè)嘔心瀝血的過(guò)程，正因快倉(cāng)工程師執(zhí)著于“精于心”的產(chǎn)品打磨，才有了最后“簡(jiǎn)于形”的極致用戶體驗(yàn)。

  我們將通過(guò)系列文章深度解讀為大家展現(xiàn)“刀鋒”M40的獨(dú)特匠心和精湛工藝。

全新機(jī)械結(jié)構(gòu)

  倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行環(huán)境千差萬(wàn)別，比如倉(cāng)庫(kù)連廊，電梯，爬坡，水漬，油污等，又比如地面有瓷磚、鋼板、強(qiáng)化水泥地坪、環(huán)氧地坪、水磨石等，那么如何適應(yīng)如此復(fù)雜多變的場(chǎng)景，快倉(cāng)創(chuàng)新性的提出了一種底盤結(jié)構(gòu)來(lái)解決。

  “刀鋒”M40機(jī)械結(jié)構(gòu)并未沿用過(guò)去使用的主動(dòng)輪加彈簧的底盤設(shè)計(jì)方案，而是采用了雙段浮動(dòng)式底盤和分置式多連桿頂升一體化的獨(dú)特原創(chuàng)設(shè)計(jì)，而該設(shè)計(jì)方案則帶來(lái)了前所未有的性能提升。

  所謂“雙段式”設(shè)計(jì)，是指底盤結(jié)構(gòu)由兩部分組成，“前段底盤”和“后段底盤”，中間使用鉸鏈相連接，這也是為什么叫做“浮動(dòng)式底盤”的原因，因?yàn)閮蓚€(gè)底盤結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，互不影響。相對(duì)于傳統(tǒng)的底盤設(shè)計(jì)方案，新底盤架構(gòu)將主動(dòng)輪剛性連接至“前段底盤”，這樣無(wú)論“后段底盤”如何運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)影響到前底盤的運(yùn)動(dòng)狀況，地形上的起伏造成的垂直運(yùn)動(dòng)可以被中間鉸鏈系統(tǒng)抵消掉，顯著增加運(yùn)動(dòng)的平順性，而“前置底盤”的主動(dòng)輪距離前部支撐從動(dòng)輪距離極短，可以顯著減少由于地面凹凸不平造成的主動(dòng)輪抓地力損失，有效提升主動(dòng)輪抓地力。保持貨架平衡，顯著提升了貨架運(yùn)輸過(guò)程中的穩(wěn)定性。

  “刀鋒”M40最高運(yùn)行速度2.3米/秒，最快頂升時(shí)間1.8秒，整機(jī)通過(guò)5萬(wàn)公里耐久測(cè)試，包括搓板路面測(cè)試、起伏路面測(cè)試，返潮路面測(cè)試、涉水路面測(cè)試等等，充分驗(yàn)證了新的機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能、可靠性、耐久性，為客戶帶來(lái)一款長(zhǎng)久、穩(wěn)定、高效的智能搬運(yùn)產(chǎn)品。按照客戶的單倉(cāng)通量達(dá)到10萬(wàn)+的倉(cāng)庫(kù)，”刀鋒”M40每天運(yùn)行20公里，耐久續(xù)航可超過(guò)7年。

  1、客戶場(chǎng)景：華東某電商倉(cāng)，客戶希望機(jī)器人快速通過(guò)場(chǎng)區(qū)之間的連廊，“刀鋒”M40高效穩(wěn)定地完成不同分區(qū)之間的自由穿梭運(yùn)行。

  2、客戶場(chǎng)景：華南某制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，“刀鋒”M40快速穩(wěn)定通過(guò)電梯完成跨樓層搬運(yùn)作業(yè)。

  3、客戶場(chǎng)景：華東某銀行金庫(kù)-“刀鋒”M40能穩(wěn)定通過(guò)進(jìn)出坡道。

  4、客戶場(chǎng)景：針對(duì)多年老倉(cāng)庫(kù)地面磨損嚴(yán)重等情況，“刀鋒”M40可以快速穩(wěn)定通過(guò)凹凸、落差地面，有效幫助客戶節(jié)約因環(huán)境改造產(chǎn)生的費(fèi)用。

  5、客戶場(chǎng)景：南方地區(qū)因?yàn)榻?jīng)常性下雨，地面相對(duì)潮濕、光滑。甚至有些食品和制造業(yè)客戶場(chǎng)景中經(jīng)常出現(xiàn)地面油漬的情況。“刀鋒”M40能更好適應(yīng)不同的嚴(yán)苛地面挑戰(zhàn)。

豐富的計(jì)算平臺(tái)

  過(guò)去兩年，快倉(cāng)團(tuán)隊(duì)接觸了許多制造業(yè)的客戶，高柔性和安全穩(wěn)定的機(jī)器人技術(shù)顯得格外重要。我們發(fā)現(xiàn)了客戶的需求和計(jì)算平臺(tái)之間存在著耦合關(guān)系，比如要求的激光SLAM導(dǎo)航能力就需要較多的計(jì)算資源，而如果只是二維碼導(dǎo)航，并不需要較強(qiáng)的算力，但往往客戶要為不需要用到的算力買單，這顯然非常不合理！

  為了更好的在成本、性能、應(yīng)用之間取得平衡，快倉(cāng)發(fā)現(xiàn)了客戶的需求和計(jì)算平臺(tái)之間存在著耦合關(guān)系，因而為其提供了豐富的計(jì)算平臺(tái)選擇。目前“刀鋒”M40提供了恩智浦ARM平臺(tái)2核到16核全系列車規(guī)級(jí)高可靠計(jì)算平臺(tái)、瑞芯微4核ARM高性價(jià)比計(jì)算平臺(tái)，英偉達(dá)TX2高性能異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)、IntelX86系列工控機(jī)計(jì)算平臺(tái)4個(gè)大類可供選擇，給予用戶充分的選擇空間，可以在高性能與高性價(jià)比之間取得平衡。

  值得一提的是，快倉(cāng)是業(yè)內(nèi)首家使用英偉達(dá)TX2高性能異構(gòu)計(jì)算解決方案作為主要計(jì)算平臺(tái)的企業(yè)，這是因?yàn)榭靷}(cāng)考慮到未來(lái)3到5年的發(fā)展，市場(chǎng)和用戶對(duì)于設(shè)備感知能力的要求會(huì)越來(lái)越高，如果只是采用傳統(tǒng)的基于X86的計(jì)算平臺(tái)來(lái)說(shuō)，無(wú)法提供類似于典型物體識(shí)別、車道線保持、視覺定位、人員跟隨等高算力要求的功能，而且會(huì)喪失面向未來(lái)的擴(kuò)展能力。

  因此早在2017年，快倉(cāng)就著手調(diào)研選擇能夠面向未來(lái)，滿足未來(lái)3到5年擴(kuò)展能力的計(jì)算平臺(tái)，期間快倉(cāng)對(duì)于賽靈思FPGA、Intel神經(jīng)計(jì)算棒、英偉達(dá)Jetson嵌入式計(jì)算平臺(tái)等多種具有邊緣計(jì)算能力的設(shè)備進(jìn)行了深入調(diào)研和測(cè)試。最終敲定使用英偉達(dá)TX2計(jì)算平臺(tái)作為快倉(cāng)面向未來(lái)的主打方案TX2平臺(tái)除了擁有兩顆高性能的Denver核心以外，還兼具4顆ARMA57核心，可充分滿足CPU計(jì)算密集型的任務(wù)需求，同時(shí)還內(nèi)置了256顆CUDA核心，可提供1.5T FLOPS的單精度浮點(diǎn)計(jì)算能力，滿足基于深度學(xué)習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)棧的需求。

深度學(xué)習(xí)物體識(shí)別示意圖

  另外，英偉達(dá)還在TX2平臺(tái)內(nèi)置了一顆型號(hào)為Cortex-R5的ARM架構(gòu)實(shí)時(shí)處理器，用以配合需要高實(shí)時(shí)性和硬時(shí)鐘的應(yīng)用（如運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)），通過(guò)架構(gòu)上的巧妙設(shè)計(jì)，R5可以同主CPU共享硬件資源，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交換，著實(shí)體現(xiàn)了英偉達(dá)對(duì)于用戶場(chǎng)景的理解之深，確實(shí)不愧為AI計(jì)算力解決方案的翹楚。

更為卓越的供電系統(tǒng)

  為了滿足高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間、高安全、長(zhǎng)壽命等不同需求的作業(yè)場(chǎng)景，快倉(cāng)設(shè)計(jì)了更為卓越的供電系統(tǒng)。

  首先，針對(duì)高強(qiáng)度使用的場(chǎng)景，快倉(cāng)推出了超大容量電池組，配置了業(yè)內(nèi)目前標(biāo)配的最大電池容量，達(dá)到了驚人的38AH，可以支持滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)10小時(shí)而無(wú)需充電。

充電耐久測(cè)試示意圖

  其次，快倉(cāng)提供了多種電池規(guī)格供客戶選擇。目前提供了三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、低溫電池這三種電池規(guī)格，未來(lái)還會(huì)提供石墨烯電極電池，實(shí)現(xiàn)超快速充電的能力；同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)電池的長(zhǎng)壽命運(yùn)行，快倉(cāng)加入了新的電池充放電機(jī)制，同特斯拉電動(dòng)汽車類似，快倉(cāng)電池的充放電區(qū)間并不是在0%~100%之間進(jìn)行充放，而是兩端留有余地，這樣可以在電池最佳充放電區(qū)間進(jìn)行充放，避免涓流充電帶來(lái)的時(shí)間浪費(fèi)，同時(shí)避免電芯由于超充超放帶來(lái)的壽命損失。而且在大促等場(chǎng)景下，可以調(diào)整配置，將充放區(qū)間調(diào)整，就可以在長(zhǎng)壽命和高強(qiáng)度之間獲得一個(gè)平衡。

  第三，快倉(cāng)保留了客戶非常喜歡的換電功能，并且進(jìn)一步優(yōu)化了換電的操作，要求整個(gè)換電動(dòng)作在15秒內(nèi)完成，通過(guò)換電操作，設(shè)備可以在15秒內(nèi)重裝上陣，比任何的充電操作都要來(lái)的迅速，而且由于電池組件和整機(jī)一般無(wú)法做到全生命周期匹配，因此未來(lái)更換的時(shí)候，不需要快倉(cāng)的運(yùn)維人員到場(chǎng)，只需要客戶自己用全新的電池替換原有電池即可，配合電池回收方案，進(jìn)一步降低客戶電池的使用成本。除了電池本身以外，快倉(cāng)也考慮到外設(shè)供電能力，因此在供電系統(tǒng)上預(yù)留了48V和12V兩種對(duì)外的供電接口，任何需要額外供電的外設(shè)，比如機(jī)械臂、計(jì)算設(shè)備等，都可以直接接入到預(yù)留的供電接口，相對(duì)于臨時(shí)增加供電線路和接口來(lái)說(shuō)，即提升了連接的安全性，又增加了連接的可靠性，充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的優(yōu)越性。

15秒快速換電示意圖

<小結(jié)>

  追求卓越作為快倉(cāng)的核心價(jià)值觀，從始至終貫穿于每一個(gè)產(chǎn)品，本篇通過(guò)“全新機(jī)械結(jié)構(gòu)”、“豐富的計(jì)算平臺(tái)”、“更為卓越的供電系統(tǒng)”三個(gè)方面針對(duì)第三代智能機(jī)器人“刀鋒”M40硬件性能進(jìn)行了介紹，相信大家更了解快倉(cāng)產(chǎn)品的精心、細(xì)心、匠心、苦心，這也符合快倉(cāng)智能倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)導(dǎo)者的定位，下期專題將帶來(lái)更多精彩內(nèi)容，讓我們拭目以待吧！

上海快倉(cāng)智能科技有限公司成立于2014年，作為全球第二大的智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)解決方案提供商，快倉(cāng)致力于打造下一代智能機(jī)器人及機(jī)器人集群操作系統(tǒng)，讓智能機(jī)器人成為智能制造、智能物流的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)“四面墻內(nèi)智能駕駛-讓人類不再搬運(yùn)”的偉大愿景。快倉(cāng)作為一家以智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新公司，全球研發(fā)人員數(shù)量超400人，憑借在人工智能、機(jī)器人、自動(dòng)駕駛、深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，賦能傳統(tǒng)行業(yè)，打造智能物流新生態(tài)，已與國(guó)內(nèi)外60多家世界知名的企業(yè)和機(jī)構(gòu)建立合作，應(yīng)用場(chǎng)景超過(guò)200個(gè)項(xiàng)目和20個(gè)行業(yè)。

快倉(cāng)系統(tǒng)解決方案可以為傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式節(jié)省5-7成人工，并有效提高平效，降低錯(cuò)單率，產(chǎn)品損耗率和訂單消耗品開銷等，從而大幅降低倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)營(yíng)成本。