为更智能的移动仓库机器人提供动力

在全球各地的仓库中，自主机器人正在与人类协同作业，实现比以往更快速的货物配送——而对速度的需求也在持续上升。在许多零售商承诺两天送达，且订单量庞大的背景下，仓库能在多大程度上实现货物定位、拣选和包装流程的自动化，成为决定成功与否的关键。最初，工作人员需要手持条形码扫描仪穿梭于仓库中，找到订单中的商品，然后将它们运回发货区进行打包和发运。

为了加速这一过程，主要零售商投资引进了能够在仓库内搬运整排货架的机器人，将货架直接运送到人工拣货员处。随着机器人技术变得更加智能和灵巧，仓库得以进一步简化流程，让机器人直接从货架上拣选商品，并将商品放上传送带输送至发货区。

下一阶段的发展则需要对仓库机器人的运行方式进行根本性的变革。到目前为止，系统在很大程度上将人类和机器人分开作业。下一代机器人将被“释放出笼子”，实现与人类在同一空间协同工作。这种转变要求机器人在安全性、智能化、小型化和自主能力方面有新的提升。

随着我们赋予机器人越来越多类似人类的认知、灵巧性、适应性和推理等能力，机器人的形态也将越来越像人类。机器人执行的任务重点也将发生变化，从最初的人机协作转变为未来的完全机器人自主运作，届时机器人将在无需人为干预下独立作业。这场即将到来的仓库变革，将对连接、楼宇自动化、电力和电气化产生深远影响。

让移动机器人更加安全和智能

随着机器人获得更多能力并承担仓库中的更多任务，我们必须确保它们在实现如更快交付等关键目标的同时，安全高效地运行。

为了实现这一平衡，机器人需要配备先进的传感器、集成的安全系统和更完善的连接能力。机器人必须升级其传感器，以具备类似人类的感知、灵巧性和推理能力：

·在视觉感知方面，机器人需要配备激光雷达 (LIDAR)、摄像头或红外传感器，来识别周围环境。
·为了提高推理能力，机器人需要更强大的计算能力，以便处理复杂的人工智能和机器学习算法，包括图形处理单元 (GPU) 和神经处理单元 (NPU)。
·为了在仓库生态系统中实现协作和高效互动，机器人需要通过以太网、RJ45、边缘计算设备和/或云端设备与协议，来提升本地和远程网络的连接能力。
·为了在人类周围安全地运行，机器人需要配置定时器、编码器和扭矩传感器，以帮助它们将运动保持在工作现场的指定范围内，并能及时覆盖或停止潜在的不安全行为。
·为了提供电力并保持电池电量充足，机器人需要配备配套的连接器和灵活的对接系统，以支持自主充电功能。
·机器人还需要电机和运动系统，以便能够自由且灵巧地移动，从而确保在整个仓库范围内执行更多样化的任务。

确保机器人在各种环境下——无论是正常还是严苛环境、白天还是黑夜——都能实现可靠、安全的自主运行至关重要。除了具备高性能外，传感和连接解决方案还须具备耐用性。随着系统变得越来越复杂，能够通过云端连接，自我诊断潜在维护问题的能力，将有助于仓库节省时间和成本，更好地维护其机器人设备。

充电能力至关重要

要最大化机器人的移动能力，摆脱有线束缚是关键。但是，依靠电池运行的自主机器人必须能够定期为自己充电，才能实现最佳的工作效率。让机器人在不需要人工干预的情况下，自动对接充电并安全连接各组件并非易事。机器人根据所承担的任务有不同的大小和形状。它们所承担的负载和所处理的具体应用各不相同，具体取决于它们执行的任务是拣选、放置、分拣还是搜索。

TE Connectivity 的充电解决方案旨在提供稳固的连接，同时允许机器人有足够的容差空间，以便能够自主完成对接过程。TE的充电连接器针对不同类型的机器人做了专门设计。例如，用于移动和搬运重型托盘的机器人的充电连接器，其技术要求与用于自动移动机器人（这些机器人负责从货架拣选单个产品）进行插式充电的连接器截然不同。

无论哪种情况，充电站都必须配备能够在严苛和尘土环境中可靠工作的连接器。同时，还需要配备线路滤波器，以确保能够高效地向机器人传输适量的电流进行充电。充电器和充电接口都需要具备耐久性，能够承受成百上千次、甚至数十万次的自动连接和断开操作。

更小的组件意味着更高的灵活性

工程师们始终面临着尺寸与性能之间的权衡。几乎每个制造商都会生产一系列载荷不同的机器人，而这些机器人对电力的需求各不相同。在一个不需要处理小于托盘尺寸物品的中转仓库中，操作员可以使用行动能力有限但非常重型的机器人。相反，能够拣选单个物品甚至在药房里进行药品分类的机器人，就需要体积更小、更加灵活。

与此同时，随着仓库空间日益受限，对更小型机器人的需求不断增加，这些机器人的功率、信号和扭矩要求也随之增加。为了满足这一需求，像 TE 这样的零部件制造商专注于生产体积更小但更强大且更可靠的部件。随着零部件制造商开发出满足各种客户需求的创新产品，高度专业化的工程和制造能力将变得越来越重要。

为更加灵活的未来做好准备

机器人动作的进一步精细化将使它们能够承担许多需要人工干预的任务。例如，大多数仓库存储的商品数量通常比一个普通订单的数量要多。比如一箱有20 支牙刷，这意味着机器人必须将整箱牙刷送到发货区，由人工从中挑选出单支牙刷来完成订单。下一代机器人可能能够自主定位并挑选出那支牙刷。同样，易碎和易腐的杂货需要更高的灵活性，以及智能调控压力和扭矩的能力，以确保机器人的动作不会损坏诸如水果蔬菜等脆弱物品。

处理能力以及快速安全地在狭小空间内穿行的能力，对于能够执行日益复杂任务的仓库机器人来说将变得更加重要。而不断推动机器人从受限环境中解放出来、推进仓库自动化的组件技术进步，也将为机器人自动化在其他行业的应用铺平道路，这些领域同样可以通过机器人提升速度、动力和安全性。机器人在仓库中承担新任务的速度将呈指数级增长。随着这一趋势的发展，对驱动电气化、自动化、传感和移动性的关键组件的需求也将随之大幅上升。

关于作者：
Lavanya Manohar
TE Connectivity 自动化与互联生活业务领域，战略、营销和业务发展副总裁