倉庫、製造施設、物流センター、サービス現場で、資材、製品、機器の自律搬送をリードするのが車輪型ロボットです。その機動性を生み出すアーキテクチャは、高い自律性を持って自ら経路を決定するAMRから、固定されたガイダンス･システムに沿って走行するAGVまで多岐にわたります。車輪構成やナビゲーション手法は各種運用要件ごとに最適化されています。
モバイル･ロボットのコネクティビティ
AMRの制御ループおよび認識ループは、タイミングが保証された有線接続に基づいて動作します。一方、ワイヤレス接続はロボットと外部のあらゆるシステムを結ぶ役割を担っており、フリート管理システム、監視ツール、設定や診断を担当する技術者との接続などに使用されます。
実装方法によっては、複数の役割を果たすテクノロジーもあります。下記の表では、各テクノロジーに対応する代表的な役割を示しています。
実装方法によっては、複数の役割を果たすテクノロジーもあります。下記の表では、各テクノロジーに対応する代表的な役割を示しています。
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モバイル･ロボットのパワー･マネージメント
AMRのすべての機能は1つのバッテリで動作しており、パワー･マネージメントはそのバッテリとシステム内のすべての電源レールをつなぐレイヤです。その役割には、バッテリ電圧の各種サブシステムに適したレベルへの変換、バッテリの健全性維持、障害発生時の回路切断または電圧クランプなどがあります。
特定のサブシステム専用のコンポーネントがある一方、LDOやPMICはプラットフォーム全体にわたって電源レールを供給するため、ほぼあらゆる機能に適用されます。
特定のサブシステム専用のコンポーネントがある一方、LDOやPMICはプラットフォーム全体にわたって電源レールを供給するため、ほぼあらゆる機能に適用されます。
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モバイル･ロボットの制御とセンシング
車輪駆動は、AMRの中で最も高密度なサブシステムであり、他のどの機能よりも多くのカテゴリに含まれるコンポーネントを必要とします。その理由は、閉ループにあります。車輪を駆動するには、電源のスイッチング、動作結果のセンシング、信号のコンディショニング、それらに対するリアルタイムの応答が必要であり、そのすべての過程を保護機能が監視しています。 アーキテクチャにより、ディスクリートのスイッチ･デバイスと専用のドライバを組み合わせて使用する場合もあれば、ドライバとスイッチまたはコントローラを集積化する場合
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モバイル･ロボットの車輪駆動
車輪駆動は、AMRの中で最も高密度なサブシステムであり、他のどの機能よりも多くのカテゴリに含まれるコンポーネントを必要とします。その理由は、閉ループにあります。車輪を駆動するには、電源のスイッチング、動作結果のセンシング、信号のコンディショニング、それらに対するリアルタイムの応答が必要であり、そのすべての過程を保護機能が監視しています。 アーキテクチャにより、ディスクリートのスイッチ･デバイスと専用のドライバを組み合わせて使用する場合もあれば、ドライバとスイッチまたはコントローラを集積化する場合
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一般的なモバイル･ロボットの構成
| タイプ | 車輪構成 | ナビゲーション手法 | 代表的な用途 |
|---|---|---|---|
| 差動駆動型AMR | 駆動輪2輪 + キャスタ | ダイナミック制御 — 自律的に地図を生成しながら経路を計画 | 倉庫内フロアでの在庫搬送 |
| 三輪式 ⁄ 同期駆動型AMR | 操舵･駆動兼用輪1輪 + フリー輪2輪 | ダイナミック制御 | 混在交通環境におけるサービス提供 |
| 全方向移動型AMR（メカナム･ホイール ⁄ オムニ･ホイール） | 4輪独立駆動 | ダイナミック制御（横方向移動対応） | 狭い通路、高密度の物流現場 |
| フリート協調型AMR | プラットフォームごとに各種構成あり | ダイナミック制御（集中オーケストレーション方式） | 大規模物流センター |
| 無人搬送車（AGV） | 通常は2輪駆動、固定経路 | 物理的誘導（磁気テープ、QRコード、ワイヤ）に沿った固定走行 | 安定した再現性の高い搬送経路 |
このような違いはあるものの、車輪式モバイル･ロボットは共通の電子機能に基づいて構築されています。
上記のソリューション･アーキテクチャをご覧になり、多様なモバイル･ロボット･プラットフォーム全般でモーション制御、環境認識、コネクティビティ、自己位置推定、効率的なエネルギー管理を実現するSTのテクノロジーをご確認ください。