你有沒有想過，快遞公司那些幾萬平米的物流中轉(zhuǎn)倉庫是如何運(yùn)行的？長期以來，它們的運(yùn)轉(zhuǎn)完全依賴于一支支每人每天步行上萬米的人力大軍。這是一個(gè)非常低效、昂貴、容易出錯(cuò)的過程。在機(jī)器人AGV系統(tǒng)出現(xiàn)之前，這方面最先進(jìn)的解決方案是讓員工在工廠里騎自行車。

　　如今，倉儲(chǔ)物流已經(jīng)成為機(jī)器人應(yīng)用最大的市場之一。在諸多物流機(jī)器人解決方案中，最成功的莫過于被亞馬遜以超過7億美金收購的Kiva。成千上萬的Kiva機(jī)器人早已投入使用，以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工的效率、更低的成本和錯(cuò)誤率，晝夜不停地處理客戶的海量包裹。

　　而實(shí)現(xiàn)Kiva巨大成功的核心--Kiva機(jī)器人，出于商業(yè)保密考慮，一直鮮有曝光，支撐其強(qiáng)大性能的軟硬件、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)我們無從知曉。然而，風(fēng)投公司Bolt的創(chuàng)始人Ben Einstein搞到了一臺(tái)老版本的Kiva機(jī)器人，并且把它拆解了并po在公司的博客上。從其中的細(xì)節(jié)里，我們能看到Kiva工程師大量工程思維和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。Kiva部署的倉庫地面上每隔大約1米就有一個(gè)二維碼，Kiva就根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行定位。它的每一個(gè)動(dòng)作都來自于云端的指令。在它到達(dá)目標(biāo)貨架底部后，其使用一個(gè)精巧的滾珠絲杠升降梯結(jié)構(gòu)，通過原地旋轉(zhuǎn)來升高自己，將貨架頂起約10厘米。

　　Kiva機(jī)器人做的事情聽上去很簡單。但你要意識(shí)到，一個(gè)貨架往往裝著重達(dá)半噸的貨物，一個(gè)倉儲(chǔ)中心通常有上萬個(gè)貨架，成千上百臺(tái)機(jī)器人，以及幾十個(gè)進(jìn)貨出貨口。　　在這么復(fù)雜而密集的系統(tǒng)里，需要保證機(jī)器人不發(fā)生碰撞。任何一臺(tái)機(jī)器人如果發(fā)生碰撞，把貨架摔倒，造成的損失都將是巨大的。Kiva機(jī)器人如何做到如此可靠？下面就讓我們跟著Ben Einstein一邊拆，一邊看。

——系統(tǒng)架構(gòu)和機(jī)械結(jié)構(gòu)——

　　從外面看，Kiva機(jī)器人外殼的每一側(cè)都有紅外傳感陣列，以及氣動(dòng)保險(xiǎn)杠，用于檢測和緩沖碰撞。外殼上還有充電接口和一系列狀態(tài)指示燈。

　　每一臺(tái)Kiva機(jī)器人有三個(gè)獨(dú)立的自由度：兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪，加上一個(gè)用于起重的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。起重電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪反方向旋轉(zhuǎn)，結(jié)果是托盤相對于地面沒有旋轉(zhuǎn)，只在滾珠絲杠的作用下升高。相比于傳統(tǒng)的大負(fù)載直線驅(qū)動(dòng)方案比如液壓、剪式升降臺(tái)，Kiva的這種利用輪子的結(jié)構(gòu)顯然更加簡單可靠。

Kiva的X形托盤

　　起重結(jié)構(gòu)托盤的頂部是一些厚實(shí)的X形鋁鑄件，這些鑄件全部使用319號(hào)通用鋁。每個(gè)鋁鑄件上還有二次精密加工出來的參考面和螺紋孔。這種工藝在包括汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵等設(shè)備中大量使用。