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松靈機器人—移動機器人底盤領域探索與創新的“引領者”

文：劉娟2024年第1期

　　UMR 工業機器人底盤，具身智能時代通用機器人匠心之作

　　在長期的探索與客戶合作過程中，松靈機器人發現：戶外機器場景面臨市場需求分散、場景無法聚焦、用戶基數不足等特點，研發周期長、通用性差，難以進行標準化，客戶和市場培育與服務成本高，對前端營銷人員要求高且前期投入存在較大不確定性;

　　與此同時，客戶面臨具體應用場景時，傳統機器人研發方案從場景剖析開始，往往被動陷入無止境的項目評估中，既需要采購合適的機器人平臺，也需要考慮合適的傳感器或導航方案，在與各供應商溝通選型及協調開發進展較為艱難，用戶往往存在集成過程實施難度較大的問題。

　　基于對上述行業現狀深入剖析解構，松靈機器人認為理想的機器人平臺應無縫融合于環境之中，并與運行場景長久和諧共存，UMR 中的“U”即松靈機器人量產級工業機器人底盤的核心理念，將產品研發重點直擊通用(Universal)這一核心痛點，并將此款新品定位為全場景移動機器人平臺。

　　具體來看，UMR 機身尺寸 830 x 540 x 410MM，配備 4 組諧波轉向電機及 4 組獨立輪轂電機，不僅可以完成阿克曼轉向、原地轉向，更兼具斜行、橫行能力，狹小空間出入自如，強勁的電機為其帶來極強的越野性能，可以輕松兼容各類通行要求。

　　為滿足工業化場景的應用，松靈機器人整合研發優勢及行業領先的量產經驗，為 UMR 設計了完整的可靠性測試流水線，經過顛簸震動、溫箱、水淋測試系統等多項嚴苛測試標準的長期測試，打造出速度 1.5M/S、負載 80KG、防護等級 IP65、持續可靠工作一萬公里的超強性能級機器人通用平臺。此外，電控系統具備相同防護能力，使得 UMR 底盤在 -10℃ - 40℃環境中依舊穩定可靠。

　　快捷維護保養，對時刻保障良好的機器運行狀態至關重要。松靈機器人解放上層設計限制，在底盤腹部兩側全新設計了抽拉式電控箱及快拆式電池結構;此外，為減少作業中斷，UMR 支持 3KW 快充，僅 1 小時即可將 20% 電量充電至 100%，并在充電模組中借鑒通訊技術，用戶可實時監測電池狀態，實現更智能的閑時自動充電、低電量自動回充等管理模式。

　　安全運行是機器人日常運行的重要基礎與保障。UMR 配備六重感知機制，集成包含激光雷達、深度相機、超聲波在內的 15 項傳感器，多傳感器融合方案保障 360°周邊安全，主 360°雙環視距離雷達、前雙目盲區感知、超聲波障礙探測等多種功能組合，基于 NAVIS 系統，實現系統級智能避障、動態路徑規劃等功能，有效地保障環境安全、可靠避障及人機、人車交互安全。

　　自研 NAVIS 三維導航系統，賦能全場景自主導航“利器”

　　導航系統作為移動機器人底盤的核心部分，在構建智能底盤系統實現感知、執行、決策等功能起到關鍵作用。市面上傳統的工業與移動機器人開發時間長、挑戰大、成本居高不下，為了幫助普通用戶加快場景的開發與部署速度，更好地實現移動機器人產業化，松靈機器人致力于并提供完整的一體化軟硬件。NAVIS 系統平臺在此背景下應運而生，而高效導航建圖正是其獨特性所在。

　　目前，市面上大多數廠商可以實現 50 萬平方米 2D 建圖，但一次性構建覆蓋面積高達 200 萬平方米的點云地圖，并準確還原三維環境從而快速完成地圖構建與任務規劃，這一難題的廠商可謂“鳳毛麟角”;而松靈機器人憑借在邊緣化技術上的突破攻關，基于三維導航設計，單次建圖能力 200+ 萬㎡，重復定位精度 ±2CM，實現自主定位、導航、路徑規劃等能力，在此過程中，搭載 NAVIS 導航系統的單車完成累計超過4000KM 室內、戶外運行測試，其強大的導航技術，支持實現全場景自主導航，未來結合云計算有望帶來更明顯的效率提升。另外，在全生命周期維護特性方面，松靈機器人更是向用戶提供更全面的保駕護航。具體而言，NAVIS 平臺開發web 端，提供完整的二次開發接口文檔，實現數據可視化、復雜任務編排、數據管理與系統管理等功能，這意味著用戶可以在電腦前，及時且方便地監控機器人狀態、查詢與存儲檢測數據，并進行遠程數據交互。此外，NAVIS 平臺還提供系統內部運行數據記錄和軟件升級，這項功能目前在汽車上較為普遍，能為客戶提供全方位的維護和迭代支持。為了進一步提升巡檢效率，減少時間與能源消耗，NAVIS平臺在業內首次采用先進的算法進行智能路線規劃。具體而言，

　　這是 NAVIS 平臺基于地圖和檢測點信息，系統能夠自動計算出最優的導航路線，以減少導航時間和能源消耗。在智能電力管理方面，一方面當機器人電力不足時，將自動向系統報備并自動充電;另一方面，在超大面積地圖構建過程中，智能電力管理系統確保導航的持續運行與任務的順利執行。無需人工干預，NAVIS 能夠在保證導航效率的同時，有效管理機器人的電力資源，提升了系統的可靠性和穩定性。

　　值得一提的是，松靈機器人將這款歷經 2 年自研開發的商用級機器人導航系統 NAVIS 融入內嵌至 UMR 底盤中，為整合生態級能力平臺，NAVIS 導航系統開放 NAVIS Plus 功能模塊，同時開放基于 Websocket/HTTP 協議的 API 接口，用戶可以將常見的如機械臂、升降桿、IO 模塊、IP 相機等定制硬件設備，通過配置 IP 地址與 UMR 進行便捷鏈接，即可實時控制機械臂動作，極大降低用戶設計機器人方案的集成和開發難度，提升開發效率，最快可 1 周時間完成行業級機器人方案 Demo 驗證開發。

　　助力生態合作伙伴，推動全行業機器人應用開發與落地

　　長期以來，松靈機器人始終致力于幫助生態合作伙伴構建自主方案能力，使得更多用戶在具身智能時代具備快速實現機器人場景應用，為機器人集成用戶提供更高效、敏捷、有效的全方位解決方案與技術能力支持。隨著軌道交通運營規模的擴大，傳統的人工巡檢手段已經不能滿足日益旺盛的維保要求，長距離與高重復的檢測作業成為地鐵及城市軌道交通運維工作中的一大痛點，探索一種智能化、信息化、少人化甚至無人化的維保模式，將為軌道交通維保探索更大的發展空間。