自動搬運(yùn)小車總體設(shè)計(jì)與功能實(shí)現(xiàn)的幾點(diǎn)思考

葉偉彪

摘 ?要：隨著現(xiàn)代科技水平的不斷提高，人工智能研究領(lǐng)域獲得了長足的進(jìn)展。在人工智能的支持下，自動搬運(yùn)小車已經(jīng)成為了日常生活中的常見品。本文就對自動搬運(yùn)小車的概況及在各個行業(yè)中應(yīng)用情況作出總結(jié)，并提出幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵字：自動搬運(yùn)小車;小車設(shè)計(jì);小車功能

引言

在生產(chǎn)高度自動化的今天，自動搬運(yùn)小車也已經(jīng)越來越普遍地運(yùn)用到各個領(lǐng)域，自動搬運(yùn)小車的種類也越來越多。目前，自動搬運(yùn)小車已經(jīng)可以承擔(dān)種類繁多的搬運(yùn)任務(wù)，在印刷、物流、醫(yī)療等各大專業(yè)領(lǐng)域都占有重要地位。隨著自動搬運(yùn)小車的發(fā)展，它逐漸替代了原本需要人力完成的繁重勞動，極大地提高了勞動生產(chǎn)效率，降低了人們的工作強(qiáng)度，減少了企業(yè)的人力勞動支出。不僅如此，自動搬運(yùn)小車還可以在高溫、寒冷、放射性或其他有毒物質(zhì)污染的場所等條件下工作。

自動搬運(yùn)小車的發(fā)展歷史應(yīng)從美國超市的遙控小車開始，但自動搬運(yùn)小車正式出現(xiàn)，是在機(jī)械加工廠的FA·FMS生產(chǎn)線上，它的出現(xiàn)，解決了大量工裝、材料、零部件等的搬運(yùn)問題，極大提高了生產(chǎn)的效率。

自動搬運(yùn)小車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括了：供電系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)、避障系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。四個系統(tǒng)有機(jī)的聯(lián)動實(shí)現(xiàn)了自動搬運(yùn)小車基本的功能要求。除此之外，自動搬運(yùn)小車還需要有合理的路徑設(shè)計(jì)，路徑設(shè)計(jì)是自動搬運(yùn)小車設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)的最大的問題，也是最難的問題，要根據(jù)不同企業(yè)及工作環(huán)境的要求，做出不同的設(shè)計(jì)方案，以完成不同的任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，為滿足不同的需求，自動搬運(yùn)小車還需要進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)。在完成了自動搬運(yùn)小車的模型后，為實(shí)現(xiàn)各種功能，需要很強(qiáng)的“中介”，這個“中介”需要有分析、處理、傳送、檢驗(yàn)以及與人互動的作用，通過功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)、單片機(jī)配合系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)自動搬運(yùn)小車的功能。每臺自動搬運(yùn)小車都配有一臺單片機(jī)，通過它與電腦相聯(lián)系，除此之外，單片機(jī)還可以分析和接受指令，協(xié)調(diào)各個部件的工作，這一過程也需要軟件支持。同時，為實(shí)現(xiàn)躲避障礙、調(diào)整速度、轉(zhuǎn)變方向及識別物件等功能，也同樣需要完善的硬件和軟件支持。[1]

1、 自動搬運(yùn)小車在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用及思考

印刷企業(yè)存在搬運(yùn)量大、搬運(yùn)頻繁等問題，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，多種多樣的搬運(yùn)小車已經(jīng)應(yīng)用于日常生產(chǎn)中，各種各樣的搬運(yùn)小車不僅能識別運(yùn)輸物件，而且可以快速度、高精度的搬運(yùn)物件到達(dá)指定的地點(diǎn)，并且還可以智能識別障礙，通過普通人工無法通過的路線，實(shí)現(xiàn)了工作效率的提高。

對于應(yīng)用于印刷企業(yè)的自動搬運(yùn)小車，其核心任務(wù)是應(yīng)對各種各樣繁重的搬運(yùn)任務(wù)，工作路徑相對簡單，但是需要識別不同的物件，搬運(yùn)物件到達(dá)目的地后卸下，做到精準(zhǔn)搬運(yùn)，精準(zhǔn)卸貨。這是看似簡單卻難以實(shí)現(xiàn)的過程。搬運(yùn)系統(tǒng)包含了識別模塊、機(jī)械手以及卡扣。[2]

在印刷企業(yè)中，自動搬運(yùn)小車功能相對簡單，不需要面對復(fù)雜的情況，通過合理的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)其基本功能。但是在應(yīng)對自動化程度越來越高的流水線工作要求中，自動搬運(yùn)小車的精準(zhǔn)程度還有很大的提升空間。自動搬運(yùn)小車需要與人工智能有機(jī)的結(jié)合起來，讓小車可以在工作中承擔(dān)更多、更精確的搬運(yùn)功能，甚至可以成為生產(chǎn)流水線的一部分。

2、 自動搬運(yùn)小車在物流領(lǐng)域的應(yīng)用及思考

人工智能技術(shù)以及自動化的高速發(fā)展，為自動搬運(yùn)小車的研究與應(yīng)用帶來了廣闊的發(fā)展空間，尤其在自動化物流倉庫中，自動搬運(yùn)小車占有重要的地位。

物流行業(yè)日常工作中存在諸多問題，如物件搬運(yùn)頻繁，物件數(shù)量多，部分物件易碎及貨架安全隱患等。常規(guī)搬運(yùn)小車存在占用空間大、無法折疊等問題。在現(xiàn)代物流業(yè)中，用于物流搬運(yùn)的自動搬運(yùn)小車已成為了不可或缺的重要因素，它具有智能、靈活、快速的優(yōu)點(diǎn)，可以大大地提高生產(chǎn)和工作效率。具體來說，自動搬運(yùn)小車具有以下特點(diǎn)：首先，可以明確工作類型，確?？煽?、精確、高效地完成重復(fù)工作。第二，導(dǎo)向方便，可以更好地促進(jìn)功能調(diào)整，合理規(guī)劃。第三，可以極大地節(jié)省人力支出。第四，自動搬運(yùn)小車可以做到自動裝卸。第五，自動搬運(yùn)小車供能部件是電池，具有污染少、噪音小的特點(diǎn)，可以改善工作環(huán)境。[3]

自動搬運(yùn)小車是當(dāng)今社會物流業(yè)自動化、及智能化發(fā)展的集中體現(xiàn)，是倉庫和配送智能化的基礎(chǔ)。目前自動搬運(yùn)小車技術(shù)主要以應(yīng)用于室內(nèi)搬運(yùn)，今后將會隨著市場及行業(yè)的不斷發(fā)展，逐步變?yōu)閼敉饣虬霊敉?。在新技術(shù)、新設(shè)備日益更新的當(dāng)今社會，將會具有更加廣闊的發(fā)展空間及平臺。

3、 自動搬運(yùn)小車在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用及思考

現(xiàn)代手術(shù)室的發(fā)展中，為滿足患者及家屬、麻醉和手術(shù)醫(yī)生、醫(yī)院的管理等多方面要求，建成數(shù)字化、智能化手術(shù)室已經(jīng)成為了重要的方面。這對手術(shù)室諸多方面提出了新的要求。其中很重要的一個環(huán)節(jié)是對手術(shù)后相關(guān)物品的運(yùn)輸。

手術(shù)室是進(jìn)行手術(shù)的重要場所，現(xiàn)代科技的發(fā)展為數(shù)字化手術(shù)室的發(fā)展提供了條件，同時，手術(shù)室也要向著更全面、更智能的方向發(fā)展。手術(shù)室日常工作的過程中，需要轉(zhuǎn)運(yùn)的物品很多，熱別是現(xiàn)代綜合性醫(yī)院各個科室所需設(shè)備、器械、藥品等不盡相同，關(guān)注不同科室間物品的運(yùn)輸已成為影響手術(shù)的重要因素，這是手術(shù)室管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，部分醫(yī)院手術(shù)室的管理過程中，使用了智能化軌道小車作為手術(shù)物品的運(yùn)輸媒介，并取得了很好的效果，不僅提高了各種物品的運(yùn)輸效率，而且提高了轉(zhuǎn)運(yùn)精度，降低了污染風(fēng)險。

我國目前大中型醫(yī)院多為小高層建筑，不同科室位于不同的樓層，不同科室的不同手術(shù)中需要用到的物品種類繁多，比如藥物、血液制品、病歷資料、手術(shù)器械等。過去很長時間，物品的運(yùn)送主要依靠人工運(yùn)送，效率較低。主要因素有人員混雜、等候電梯事件較長、工作人員工作量大且種類繁多。工作人員每天運(yùn)送多次不同種類的物品，對于精力和體力都是很大的考驗(yàn)。而且由于醫(yī)療行業(yè)的特殊性，運(yùn)輸過程中容易出現(xiàn)問題，如物品出現(xiàn)差錯、無菌物品污染等?？偟膩碚f，人工轉(zhuǎn)運(yùn)效率低下、精準(zhǔn)度低。

因此，自動搬運(yùn)小車傳輸系統(tǒng)，將現(xiàn)代智能技術(shù)與運(yùn)輸要求相結(jié)合，借助于專用的傳輸系統(tǒng)完成多種多樣的手術(shù)物品運(yùn)輸，不僅僅提高了工作效率、降低了人工勞動量，而且提高了運(yùn)送精度，為手術(shù)效果提供了更堅(jiān)實(shí)的保障。

手術(shù)室在應(yīng)用自動搬運(yùn)小車的過程中，需要加強(qiáng)管理，依靠高效的管理提高其使用價值。具體運(yùn)用中需要注意的問題有：（1）及時收發(fā)物品，手術(shù)室物品種類多，較容易出現(xiàn)問題，這就要求醫(yī)護(hù)人員熟練掌握基本操作，降低錯誤發(fā)生率。在小車上，應(yīng)該設(shè)計(jì)對應(yīng)的顯示區(qū)，顯示科室或者手術(shù)間編號，將運(yùn)送頻率高的科室及物品設(shè)置為快捷鍵，這樣可以降低運(yùn)送時間。（2）安排人員核查，這樣有助于降低轉(zhuǎn)運(yùn)風(fēng)險。（3）處理常見問題，醫(yī)護(hù)人員要熟悉轉(zhuǎn)運(yùn)小車的工作流程，避免因人為原因?qū)е碌墓收?，同時還要處理常見問題。轉(zhuǎn)運(yùn)小車要設(shè)置快捷的重啟功能，以降低在使用時帶來的麻煩。（4）設(shè)置和培訓(xùn)相關(guān)人員，自動搬運(yùn)小車需要專業(yè)人員的配備。由于自動搬運(yùn)小車節(jié)約了大量的人力，配備相關(guān)人員在總體上還是一種人力資源的節(jié)約。[4]

自動搬運(yùn)小車是手術(shù)室自動化的重要體現(xiàn)，可以有效地降低物品運(yùn)動時間，提高物品運(yùn)送精度，提高工作效率，保障了各類手術(shù)的開展及進(jìn)行。但是在實(shí)用過程中依然存在問題，如運(yùn)載箱無反應(yīng)、目的地錯誤等。手術(shù)室工作性質(zhì)特殊，對自動搬運(yùn)小車要求質(zhì)量高，在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中需要應(yīng)對不同環(huán)境。這既是自動搬運(yùn)小車應(yīng)用的挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，隨著設(shè)計(jì)技術(shù)水平的不斷提高，自動搬運(yùn)小車應(yīng)用前景非常寬闊。

4、 結(jié)語

目前，自動搬運(yùn)小車已經(jīng)應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域，為各行各業(yè)的現(xiàn)代化、智能化建設(shè)提供了可靠的支持。同時，自動搬運(yùn)小車依然有很多需要改進(jìn)的地方，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動搬運(yùn)小車的應(yīng)用前景非常廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]李國亮，盧健瀚.一種智能搬運(yùn)小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界，2017，No.51909：164-165+168

[2]馬賽華，徐迪煒，李杰.自動搬運(yùn)小車在印刷企業(yè)的開發(fā)與應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，No.17123：109-110.

[3]徐英利，周敏.物流搬運(yùn)AGV總體設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，No.15911：56.

[4]宋慶年.智能化軌道小車物流傳輸系統(tǒng)在手術(shù)室的應(yīng)用及管理[J].電聲技術(shù)，2018，v.42;No.40309：57-60