基于“簡于形，精于心”的理念，快倉發(fā)布了具有世界級先進(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、計算平臺、定位技術(shù)、安全設(shè)計、維護(hù)方案、成本優(yōu)化等各方面都實現(xiàn)了從國內(nèi)領(lǐng)先到國際一流水平的跨越。

雖然智能搬運(yùn)機(jī)器人聽起來高大上，但是使用起來一定要接地氣，這也是快倉對于用戶使用體驗的深刻理解，越是先進(jìn)的產(chǎn)品，使用起來應(yīng)該越簡單，屏蔽掉復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)，也就是所謂的“大道至簡”。但是在追求用戶極致體驗的過程中，其中思考和迭代則是一個嘔心瀝血的過程，正因快倉工程師執(zhí)著于“精于心”的產(chǎn)品打磨，才有了最后“簡于形”的極致用戶體驗。

我們將通過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)

倉庫運(yùn)行環(huán)境千差萬別，比如倉庫連廊，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)雜多變的場景，快倉創(chuàng)新性的提出了一種底盤結(jié)構(gòu)來解決。

“刀鋒”M40機(jī)械結(jié)構(gòu)并未沿用過去使用的主動輪加彈簧的底盤設(shè)計方案，而是采用了雙段浮動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，而該設(shè)計方案則帶來了前所未有的性能提升。

所謂“雙段式”設(shè)計，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“浮動式底盤”的原因，因為兩個底盤結(jié)構(gòu)相互獨(dú)立，互不影響。相對于傳統(tǒng)的底盤設(shè)計方案，新底盤架構(gòu)將主動輪剛性連接至“前段底盤”，這樣無論“后段底盤”如何運(yùn)動，都不會影響到前底盤的運(yùn)動狀況，地形上的起伏造成的垂直運(yùn)動可以被中間鉸鏈系統(tǒng)抵消掉，顯著增加運(yùn)動的平順性，而“前置底盤”的主動輪距離前部支撐從動輪距離極短，可以顯著減少由于地面凹凸不平造成的主動輪抓地力損失，有效提升主動輪抓地力。保持貨架平衡，顯著提升了貨架運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性。

“刀鋒”M40最高運(yùn)行速度2.3米/秒，最快頂升時間1.8秒，整機(jī)通過5萬公里耐久測試，包括搓板路面測試、起伏路面測試，返潮路面測試、涉水路面測試等等，充分驗證了新的機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能、可靠性、耐久性，為客戶帶來一款長久、穩(wěn)定、高效的智能搬運(yùn)產(chǎn)品。按照客戶的單倉通量達(dá)到10萬+的倉庫，”刀鋒”M40每天運(yùn)行20公里，耐久續(xù)航可超過7年。

1 客戶場景：華東某電商倉，客戶希望機(jī)器人快速通過場區(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 客戶場景：華南某制造業(yè)現(xiàn)場，“刀鋒”M40快速穩(wěn)定通過電梯完成跨樓層搬運(yùn)作業(yè)。

3 客戶場景：華東某銀行金庫-“刀鋒”M40能穩(wěn)定通過進(jìn)出坡道。

4 客戶場景：針對多年老倉庫地面磨損嚴(yán)重等情況，“刀鋒”M40可以快速穩(wěn)定通過凹凸、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 客戶場景：南方地區(qū)因為經(jīng)常性下雨，地面相對潮濕、光滑。甚至有些食品和制造業(yè)客戶場景中經(jīng)常出現(xiàn)地面油漬的情況?！暗朵h”M40能更好適應(yīng)不同的嚴(yán)苛地面挑戰(zhàn)。

豐富的計算平臺

過去兩年，快倉團(tuán)隊接觸了許多制造業(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)了客戶的需求和計算平臺之間存在著耦合關(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，快倉發(fā)現(xiàn)了客戶的需求和計算平臺之間存在著耦合關(guān)系，因而為其提供了豐富的計算平臺選擇。目前“刀鋒”M40提供了恩智浦ARM平臺2核到16核全系列車規(guī)級高可靠計算平臺、瑞芯微4核ARM高性價比計算平臺，英偉達(dá)TX2高性能異構(gòu)計算平臺、IntelX86系列工控機(jī)計算平臺4個大類可供選擇，給予用戶充分的選擇空間，可以在高性能與高性價比之間取得平衡。

值得一提的是，快倉是業(yè)內(nèi)首家使用英偉達(dá)TX2高性能異構(gòu)計算解決方案作為主要計算平臺的企業(yè)，這是因為快倉考慮到未來3到5年的發(fā)展，市場和用戶對于設(shè)備感知能力的要求會越來越高，如果只是采用傳統(tǒng)的基于X86的計算平臺來說，無法提供類似于典型物體識別、車道線保持、視覺定位、人員跟隨等高算力要求的功能，而且會喪失面向未來的擴(kuò)展能力。

因此早在2017年，快倉就著手調(diào)研選擇能夠面向未來，滿足未來3到5年擴(kuò)展能力的計算平臺，期間快倉對于賽靈思FPGA、Intel神經(jīng)計算棒、英偉達(dá)Jetson嵌入式計算平臺等多種具有邊緣計算能力的設(shè)備進(jìn)行了深入調(diào)研和測試。最終敲定使用英偉達(dá)TX2計算平臺作為快倉面向未來的主打方案TX2平臺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計算密集型的任務(wù)需求，同時還內(nèi)置了256顆CUDA核心，可提供1.5T FLOPS的單精度浮點(diǎn)計算能力，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)物體識別示意圖

另外，英偉達(dá)還在TX2平臺內(nèi)置了一顆型號為Cortex-R5的ARM架構(gòu)實時處理器，用以配合需要高實時性和硬時鐘的應(yīng)用（如運(yùn)動控制系統(tǒng)），通過架構(gòu)上的巧妙設(shè)計，R5可以同主CPU共享硬件資源，實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交換，著實體現(xiàn)了英偉達(dá)對于用戶場景的理解之深，確實不愧為AI計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、長時間、高安全、長壽命等不同需求的作業(yè)場景，快倉設(shè)計了更為卓越的供電系統(tǒng)。

首先，針對高強(qiáng)度使用的場景，快倉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小時而無需充電。

充電耐久測試示意圖

其次，快倉提供了多種電池規(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，未來還會提供石墨烯電極電池，實現(xiàn)超快速充電的能力；同時為了實現(xiàn)電池的長壽命運(yùn)行，快倉加入了新的電池充放電機(jī)制，同特斯拉電動汽車類似，快倉電池的充放電區(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，避免涓流充電帶來的時間浪費(fèi)，同時避免電芯由于超充超放帶來的壽命損失。而且在大促等場景下，可以調(diào)整配置，將充放區(qū)間調(diào)整，就可以在長壽命和高強(qiáng)度之間獲得一個平衡。

第三，快倉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，要求整個換電動作在15秒內(nèi)完成，通過換電操作，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的迅速，而且由于電池組件和整機(jī)一般無法做到全生命周期匹配，因此未來更換的時候，不需要快倉的運(yùn)維人員到場，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、計算設(shè)備等，都可以直接接入到預(yù)留的供電接口，相對于臨時增加供電線路和接口來說，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)計的優(yōu)越性。

15秒快速換電示意圖