為了更好地滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)器人的使用需求，和利時(shí)電機(jī)開發(fā)的伺服電動(dòng)輪采用小型化、集成化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，目前已在 AGV、商用清潔服務(wù) 機(jī)器人、電力巡檢機(jī)器人等細(xì)分市場上獲得了成功應(yīng)用。

　　1 伺服電動(dòng)輪進(jìn)入 AGV 應(yīng)用領(lǐng)域

　　“Quick Pick”解決方案是由上?？靷}智能提出的優(yōu)化倉庫 存儲(chǔ)能力的組合方案。該方案是由高空作業(yè)的“鴻鵠”料箱機(jī)器 人和在貨架中快速穿梭的“青鸞”潛伏式機(jī)器人組成的“大小工”AGV 智能倉，不僅充分利用了貨架上層空間(存儲(chǔ)空間利用率相較 傳統(tǒng)模式提高了 60% 以上) ，還有效地解決了在“超高出入庫 流量”的要求下“拆零揀選及海量 SKU 退貨”人工作業(yè)效率低的“痛點(diǎn)”。

　　“Quick Pick”解決方案機(jī)器人成本是市面上純料箱機(jī)器人 方案的 60% 左右， 由于遠(yuǎn)距離快速搬運(yùn)交給了“青鸞”，客戶整 體需要料箱機(jī)器人的數(shù)量減少，而“青鸞”價(jià)格只有料箱機(jī)器人 的百分之二十幾，因此，很大程度上降低了機(jī)器人購買成本。

　　和利時(shí)電機(jī)特制 10530NE 低壓伺服電動(dòng)輪搭載快倉智能 的“青鸞”搬運(yùn)料箱，具備高速通行和工作占地面積小的特點(diǎn)， 單件揀選分撥時(shí)間可從 7 秒縮短至最快 5 秒，空載速度可達(dá) 2m/s，負(fù)載 30Kg。

　　和利時(shí)電機(jī)為快倉“青鸞”量身定做的 10530NE 伺服電動(dòng)輪， 屬直驅(qū)低壓伺服輪轂電機(jī)，最大優(yōu)勢是省去了傳統(tǒng)電機(jī)必配的 減速器，使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了低噪音，低故障率，低成本，結(jié)構(gòu)簡 單，車身小巧，大幅度地提升了設(shè)備空間利用率，使“青鸞”整 車成本及生產(chǎn)組裝成本大大降低。

　　小巧靈活的低壓伺服電動(dòng)輪 10530NE 是輕載 AGV 降本增 效的首選產(chǎn)品，它的特點(diǎn)包括：

　　? 10530NE 伺服電動(dòng)輪采用明亮色彩的特殊包膠材質(zhì)，確 保機(jī)器人在運(yùn)行過程中避免打滑、磨損;

　　? 10530NE 的良好的低速性能(最低轉(zhuǎn)速 1RPM) 使“青鸞“高 低速切換柔順、高效;

　　? 10530NE 使“青鸞”最大負(fù)載能力達(dá) 80kg(不計(jì)小車自重) ，

　　并具有防水、過熱保護(hù)功能，使“青鸞”能適應(yīng)更多應(yīng)用場景。

　　和利時(shí)電機(jī)公司研制的 10530NE 低壓伺服電動(dòng)輪賦能 快倉“青鸞”，也是輕載 AGV 的首選，開創(chuàng)了伺服電動(dòng)輪進(jìn)入 AGV 行業(yè)的先河。

　　2 伺服電動(dòng)輪專為小型商用清潔機(jī)器人量身打造

圖 1 8030 電動(dòng)輪尺寸圖

　　目前， 國內(nèi)商用清潔機(jī)器人體型大都比較大， 對(duì)于1000m2 以下商超門店、寫字樓等面積相對(duì)較小的場景來說， 體型相對(duì)較小的機(jī)器人則更受市場追捧。

　　“小型化”清潔機(jī)器人不僅需要具備全能清潔、運(yùn)行安全、 避障靈敏等技術(shù)性能，還要滿足小巧身材、隨心穿梭狹小區(qū)域 的獨(dú)特本體設(shè)計(jì)，因此，在設(shè)計(jì)清潔機(jī)器人時(shí)，不僅需要考慮 機(jī)械本體的尺寸質(zhì)量，在保證功能實(shí)現(xiàn)的前提下，還應(yīng)盡量減少系統(tǒng)硬件的成本，和便于日后功能擴(kuò)展、軟硬件調(diào)試、及系 統(tǒng)維護(hù)。

　　運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)作為清潔機(jī)器人的重要組成部分，電機(jī)和驅(qū) 動(dòng)器的選型尤為重要。傳統(tǒng)的商用清潔機(jī)器人行進(jìn)單元包括機(jī) 械輪系 + 減速機(jī) + 電機(jī) + 驅(qū)動(dòng)器 + 其它連接件，繁雜的機(jī)械 單元使得機(jī)器人底盤本體較大，成本較高。

　　為了解決以上問題，北京和利時(shí)電機(jī)公司專為小型清潔機(jī) 器人量身打造了 7030 系列、8030 系列低壓伺服電動(dòng)輪。電機(jī) 及外輪一體化設(shè)計(jì)的 7030 系列 /8030 系列伺服電動(dòng)輪是低壓 伺服電機(jī)的完美變形，具有伺服電機(jī)高精度、高響應(yīng)速度等優(yōu) 良特性，不需要減速箱，安裝極其方便。

　　相較于傳統(tǒng)的清潔機(jī)器人底盤方案，和利時(shí)電機(jī)公司伺服 電動(dòng)輪方案設(shè)計(jì)則非常簡單， 只需伺服電動(dòng)輪 + 伺服驅(qū)動(dòng)器， 大幅度提升了機(jī)器人底盤的空間利用率并降低了成本。

　　與 7030 系列 /8030 系列相配套使用的，是小體積、經(jīng)濟(jì) 型 DS20230E 低壓伺服驅(qū)動(dòng)器。該驅(qū)動(dòng)器采用最新的第三代 DSP 平臺(tái)， 利用 TMU、FPU、FDIV 的強(qiáng)大性能， 可對(duì)伺服電 動(dòng)輪的位置、速度和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行精確控制。在硬件上，驅(qū)動(dòng)器采 用了小體積功率器件，精簡了輸入輸出端口，并將控制板、功 率板兩層 PCB 板整合為一層，使得驅(qū)動(dòng)器體積大幅度縮小， 降低了成本。

　　搭配 7030/8030 系列伺服電動(dòng)輪系統(tǒng)的清潔機(jī)器人，體 積小巧，結(jié)構(gòu)緊湊，不僅能實(shí)現(xiàn)無半徑轉(zhuǎn)向、跨越障礙、輕松 穿梭狹小區(qū)域，還可以實(shí)現(xiàn)在大理石、瓷磚、PVC 地面、水磨 石、人造石等材質(zhì)地面清潔作業(yè)無印痕、不打滑、靜音等特有 的功能。

　　北京和利時(shí)電機(jī)公司通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，直擊 用戶“痛點(diǎn)”，解決了商用清潔機(jī)器人體型大、成本高的難點(diǎn)問題。 基于伺服電動(dòng)輪系統(tǒng)特有的性能優(yōu)勢，有助于客戶快速搭建機(jī) 器人底盤，形成產(chǎn)品，并極具產(chǎn)品優(yōu)勢。

　　3 低壓伺服電動(dòng)輪賦能電力巡檢機(jī)器人

　　行進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是巡檢機(jī)器人的重要組成部分，如何改進(jìn)行 進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，讓機(jī)器人更加安全有效的完成線上作業(yè)，是眾多 機(jī)器人廠商亟待解決的“痛點(diǎn)”問題。

　　市場上的巡檢機(jī)器人的行進(jìn)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要有固定導(dǎo)軌式結(jié) 構(gòu)、車輪式結(jié)構(gòu)、仿人類行進(jìn)結(jié)構(gòu)、履帶式結(jié)構(gòu)，但各結(jié)構(gòu)差 異較為明顯，比如履帶式結(jié)構(gòu)可以在山地、川地等復(fù)雜地形施 展功能，它的障礙通過性強(qiáng)、行進(jìn)平穩(wěn)，但技術(shù)難度較高，設(shè) 計(jì)環(huán)節(jié)較為復(fù)雜，機(jī)動(dòng)能力也有待增強(qiáng)。而車輪式結(jié)構(gòu)以移動(dòng) 方便、定位準(zhǔn)確、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為變電站巡檢機(jī)器 人的主流方式。

　　一般輪式巡檢機(jī)器人常見的有三輪、四輪兩種結(jié)構(gòu)形式。 三輪式機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡單，但穩(wěn)定性低，常在低速狀態(tài)下運(yùn)行。 四輪式機(jī)器人也有兩輪轉(zhuǎn)向兩輪驅(qū)動(dòng)、四輪轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動(dòng)等結(jié) 構(gòu)?？傮w來說，四輪式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但轉(zhuǎn)向靈活，且在高速運(yùn) 行情況下具有良好的穩(wěn)定性。

　　目前四輪式機(jī)器人大都采用兩輪轉(zhuǎn)向和兩輪驅(qū)動(dòng)的方式， 但兩輪轉(zhuǎn)向、兩輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的最小轉(zhuǎn)彎半徑受到限制，且兩個(gè) 驅(qū)動(dòng)輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)處于滑動(dòng)狀態(tài)，降低了機(jī)器人的穩(wěn)定性，不能 很好地在有限空間運(yùn)動(dòng)且能夠?qū)崿F(xiàn)任意角度運(yùn)動(dòng)功能。

　　和利時(shí)電機(jī)公司自主研發(fā)的低壓伺服電動(dòng)輪屬直驅(qū)低壓伺 服輪轂電機(jī)，具備伺服電機(jī)高精度、高響應(yīng)速度等優(yōu)良特性， 三位一體的極簡化設(shè)計(jì)，直接替代原有電機(jī) + 減速器 + 輪子 的結(jié)構(gòu)，大大提升了機(jī)器人底盤空間利用率，降低了機(jī)器人本 體質(zhì)量過大的缺陷。

　　由于低壓伺服電動(dòng)輪具備單個(gè)車輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的特性，因此 無論是前驅(qū)、后驅(qū)還是四驅(qū)形式，它都可以比較輕松地實(shí)現(xiàn)。 同時(shí)，低壓伺服電動(dòng)輪可以通過左右車輪的不同轉(zhuǎn)速甚至反轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)類似履帶式車輛的差動(dòng)轉(zhuǎn)向， 大大減小機(jī)器人的轉(zhuǎn)變半徑， 甚至可以實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。