Với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, các ngành công nghiệp như sản xuất, kho bãi, logistics ngày càng áp dụng robot di động. Xe nâng không người lái, là một loại robot di động, cải thiện đáng kể hiệu quả công việc và giảm chi phí lao động thông qua tự động hóa và vận hành thông minh. Tuy nhiên, những thiết bị công nghệ cao này cũng tiềm ẩn những rủi ro về an toàn. Bài viết này sẽ phân tích những rủi ro chính mà robot di động phải đối mặt và giải thích cách xe nâng không người lái giải quyết những rủi ro này bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến và thiết kế hệ thống
1. Rủi ro chính
1. Rủi ro va chạm
Trong quá trình hoạt động, robot di động có thể va chạm với nhân viên, robot khác hoặc các thiết bị cố định (chẳng hạn như kệ, tường, v.v.). Những va chạm như vậy có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị, mất mát hàng hóa và thậm chí thương tích cá nhân. Để nâng cao hiệu quả trong kho hoặc nhà máy, các nhà quản lý đã giới thiệu xe nâng không người lái để vận chuyển và xếp hàng hóa. Những chiếc xe nâng không người lái này di chuyển qua nhà kho dọc theo các con đường xác định trước, di chuyển hàng hóa đến các vị trí được chỉ định.
Tình huống 1: Chướng ngại vật đột ngột
Một công nhân kho vô tình làm rơi một chiếc hộp trên đường của một chiếc xe nâng không người lái khi đang vận chuyển hàng hóa. Xe nâng không người lái dựa vào cảm biến để điều hướng, nhưng nếu các cảm biến không phát hiện kịp thời chướng ngại vật bất ngờ này có thể va chạm trực tiếp với thùng gây hư hỏng hàng hóa. Nghiêm trọng hơn, nếu người lao động không thể tránh được va chạm kịp thời, nó có thể dẫn đến thương tích cá nhân.
Tình huống 2: Trục trặc thiết bị
gặp trục trặc trong cảm biến hoặc hệ thống định vị trong quá trình hoạt động, nó có thể không đánh giá chính xác môi trường xung quanh. Ví dụ, một trục trặc trong hệ thống LiDAR có thể ngăn xe nâng nhận ra kệ sắp tới. Do đó, xe nâng không người lái có thể va chạm với kệ, khiến hàng hóa bị rơi và có khả năng dẫn đến thất thoát hàng hóa hoặc gây nguy hiểm cho sự an toàn của người lao động. Nguyên nhân 1: Hệ thống định vị bị trục trặc, lỗi cảm biến, lập kế hoạch đường đi không đúng cách, xuất hiện đột ngột của nhân viên hoặc chướng ngại vật.
Nguyên nhân 2: Trục trặc cảm biến
Mô tả: Các robot di động, chẳng hạn như xe nâng không người lái, phụ thuộc vào cảm biến để nhận diện môi trường và định vị. Khi các cảm biến này gặp sự cố, robot sẽ không thể nhận biết chính xác môi trường xung quanh, có thể dẫn đến lỗi vận hành hoặc sự cố an toàn. Trong quá trình vận chuyển, nếu cảm biến LiDAR của xe nâng bị hư hỏng đột ngột (ví dụ, bị va chạm bởi hàng hóa rơi hoặc va đập gây vỡ vỏ), cảm biến sẽ bị hỏng. Do sự cố của LiDAR, xe nâng có thể không phát hiện được các chướng ngại vật xung quanh hoặc các xe nâng khác, có thể gây va chạm với kệ, tường hoặc các thiết bị khác, dẫn đến hư hỏng thiết bị. Cảm biến hư hỏng cũng không nhận diện được nhân viên gần đó, làm tăng nguy cơ chấn thương nghiêm trọng. Lỗi vận hành do cảm biến hư hỏng có thể dẫn đến việc xử lý sai, làm rơi hoặc nghiền nát hàng hóa, gây hư hỏng hàng hóa.
2.Nguyên nhân: Hư hỏng cảm biến, can thiệp từ bên ngoài (chẳng hạn như ánh sáng mạnh, bụi, khói, v.v.), nhiễu điện từ, v.v.
3. Thay đổi môi trường
1.Nguyên nhân: Thiết bị điện từ công suất cao hoặc nhiễu ánh sáng mạnh, v.v. Các thiết bị điện từ công suất cao (chẳng hạn như máy hàn, máy cắt, v.v.) trong xưởng tạo ra nhiễu điện từ mạnh, có thể gây ra các lỗi vận hành xe và sự cố cảm biến. Nhiễu điện từ có thể dẫn đến báo cáo sai và bỏ sót báo cáo từ cảm biến, khiến robot phát hiện chướng ngại vật không chính xác hoặc nhận diện những chướng ngại vật không tồn tại, từ đó làm tăng sự không chắc chắn trong quá trình vận hành. Bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ, robot có thể mất khả năng định vị và điều hướng chính xác, dẫn đến lệch hướng hoặc đi lại trên các tuyến đường lặp lại, ảnh hưởng đến hiệu quả công việc. Các robot bị nhiễu điện từ có thể vận hành sai, chẳng hạn như tăng tốc đột ngột hoặc dừng lại, làm tăng nguy cơ va chạm với các thiết bị khác và gây hư hỏng thiết bị. Công nhân làm việc gần các thiết bị công suất cao, nếu không được robot nhận diện chính xác, có thể đối mặt với nguy cơ bị va chạm hoặc bị kẹp, dẫn đến các sự cố an toàn.
2. Các biện pháp an toàn cho xe nâng không người lái
Công nghệ cảm biến tiên tiến
LiDAR (Phát hiện và phân vùng ánh sáng):
Được sử dụng để đo khoảng cách và phát hiện chướng ngại vật, LiDAR có thể tạo ra các bản đồ môi trường có độ chính xác cao, giúp xe nâng không người lái định vị chính xác và tránh chướng ngại vật. Nó sử dụng các xung laser để đo khoảng cách giữa các vật thể, đạt độ chính xác cấp centimet để đảm bảo xe nâng nhận diện chính xác thông tin khoảng cách trong môi trường xung quanh. LiDAR độ phân giải cao ghi lại những thay đổi và chi tiết môi trường tinh tế, nâng cao độ chính xác trong việc định vị và điều hướng. Với khả năng quét 360 độ toàn diện, LiDAR giám sát môi trường mà không có điểm mù, cho phép xe nâng nhận diện toàn diện các chướng ngại vật và sự thay đổi môi trường, từ đó tăng cường độ an toàn. Hơn nữa, LiDAR có tần suất làm mới cao, cung cấp dữ liệu nhận thức môi trường theo thời gian thực về khoảng cách và thông tin chướng ngại vật. LiDAR giúp xe nâng không người lái đưa ra quyết định tránh chướng ngại vật nhanh chóng trong môi trường phức tạp và động, đảm bảo an toàn cho xe. Nó cũng có khả năng chống lại sự thay đổi ánh sáng mạnh (như ánh sáng mạnh hoặc bóng tối) và nhiễu điện từ công nghiệp, đảm bảo hoạt động ổn định trong các điều kiện môi trường đa dạng.
Camera nhận dạng pallet:
Máy ảnh nhận diện pallet là một thiết bị tích hợp công nghệ nhận diện hình ảnh dùng để nhận diện và xác định vị trí của pallet và các nội dung bên trong. Công nghệ này có ứng dụng rộng rãi trên các xe nâng, giúp nâng cao hiệu quả công việc, an toàn và độ chính xác trong vận hành. Máy ảnh nhận diện pallet nhanh chóng xác định vị trí và hướng của pallet, hỗ trợ xe nâng nhanh chóng và chính xác trong việc định vị pallet, từ đó giảm thời gian vận hành và cải thiện hiệu quả công việc. Nó có thể nhận diện các đặc điểm chính của pallet trong môi trường và đánh dấu chúng, tạo điều kiện cho việc căn chỉnh chính xác của xe nâng trong các điều kiện lộn xộn với nhân viên và các vật thể di chuyển khác. Điều này giúp trong việc điều hướng và hoạt động của đơn vị điều khiển chính (MCU) cho việc chọn và đặt chính xác để tránh lệch xe và va chạm. Bằng cách liên tục giám sát pallet và môi trường xung quanh trong thời gian thực, máy ảnh nhận diện pallet giúp xe nâng tránh va chạm, giảm thiểu hư hỏng thiết bị và rủi ro gây thương tích cho nhân viên. Dữ liệu hình ảnh thời gian thực từ camera đảm bảo việc rút và đặt pallet ổn định, ngăn ngừa hàng hóa bị rơi do xử lý không đúng cách. Bằng cách tự động nhận diện pallet, xe nâng có thể thực hiện việc căn chỉnh và xử lý tự động, giảm thiểu các thao tác thủ công, nâng cao mức độ tự động hóa và tối ưu hóa quy trình logistics và kho bãi. Máy ảnh có thể nhận diện các loại và kích thước pallet khác nhau, phù hợp với nhiều ứng dụng trong kho bãi và logistics, từ đó tăng cường tính linh hoạt của xe nâng. Việc sử dụng máy ảnh nhận diện pallet giúp giảm sự phụ thuộc vào kỹ năng của người vận hành, cho phép ngay cả những người mới bắt đầu cũng có thể thực hiện các thao tác chính xác bằng cách sử dụng dữ liệu hình ảnh từ máy ảnh, đơn giản hóa quá trình đào tạo. Các máy ảnh này có thể ghi lại dữ liệu vận hành cho mỗi nhiệm vụ, cung cấp sự hỗ trợ giá trị để tối ưu hóa quản lý kho bãi.
Công nghệ ngăn ngừa va chạm cơ khí linh hoạt: Công nghệ ngăn ngừa va chạm cơ khí linh hoạt là một tính năng an toàn tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị tự động hóa như robot di động và xe nâng không người lái. Công nghệ này sử dụng vật liệu linh hoạt và thiết kế cấu trúc để hấp thụ lực va chạm trong quá trình va chạm, từ đó giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị và chấn thương cho nhân viên.
2. Hệ thống điều khiển robot di động hiệu quả
Trong các hệ thống xe nâng không người lái và robot di động, các công nghệ điều khiển tiên tiến rất quan trọng để đảm bảo vận hành hiệu quả và an toàn. Các công nghệ chính bao gồm SLAM (Định vị và Lập bản đồ đồng thời), thuật toán lập kế hoạch lộ trình, và các thuật toán hiệu chỉnh nhận diện động tiên tiến được sử dụng trong xe nâng Jiuxing, cùng nhiều công nghệ khác.
SLAM (Định vị và Lập bản đồ đồng thời): Công nghệ SLAM tích hợp dữ liệu từ radar laser và máy ảnh để xây dựng các bản đồ môi trường có độ chính xác cao trong thời gian thực. Điều này cho phép xe nâng không người lái đạt được định vị và điều hướng chính xác trong các môi trường chưa biết và động, đảm bảo vận hành an toàn trong các tình huống công việc phức tạp. Bằng cách kết hợp dữ liệu từ nhiều cảm biến, hệ thống SLAM đạt được độ chính xác định vị theo cấp độ centimet, cho phép xe nâng không người lái xác định chính xác vị trí hiện tại của nó trong các môi trường như kho bãi và nhà máy, từ đó nâng cao độ chính xác và hiệu quả vận hành. SLAM thích ứng với các thay đổi môi trường, chẳng hạn như sự xuất hiện của các vật cản mới hoặc sự di chuyển của hàng hóa, tự động điều chỉnh bản đồ và lộ trình để tránh thời gian chết và tổn thất thời gian liên quan đến việc lập kế hoạch lại.
Thuật toán lập kế hoạch lộ trình: Bằng cách sử dụng các thuật toán lập kế hoạch lộ trình động, xe nâng không người lái có thể tự động điều chỉnh các lộ trình di chuyển của mình dựa trên dữ liệu môi trường thời gian thực, tránh các vật cản và khu vực nguy hiểm. Khả năng thích ứng này giúp xe nâng không người lái hoạt động hiệu quả trong các môi trường bận rộn và liên tục thay đổi. Các thuật toán lập kế hoạch lộ trình không chỉ tập trung vào việc tránh vật cản mà còn tối ưu hóa các lộ trình di chuyển để giảm chiều dài và thời gian của lộ trình, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý và hiệu quả vận hành tổng thể. Lập kế hoạch lộ trình động có thể chủ động nhận diện các khu vực nguy hiểm tiềm ẩn, chẳng hạn như các khu vực đông đúc hoặc các lối đi hẹp, để chọn các lộ trình di chuyển an toàn nhất và giảm thiểu nguy cơ tai nạn.
3. Giám sát thời gian thực và điều khiển từ xa
- Hệ thống giám sát thời gian thực: Sử dụng 4G hoặc WiFi không dây, dữ liệu cảm biến xe nâng được truyền theo thời gian thực qua mạng đến các máy chủ phụ trợ để theo dõi tình trạng hoạt động của xe nâng không người lái. Nó nhanh chóng cảnh báo trong trường hợp tình trạng xe bất thường, tạo điều kiện khắc phục sự cố nhanh chóng để nâng cao hiệu quả.
- Chức năng điều khiển từ xa: Người vận hành có thể can thiệp và vận hành xe nâng không người lái ở trạng thái bất thường thông qua hệ thống điều khiển từ xa, từ đó ngăn ngừa tai nạn kịp thời.
4.Giao thức an toàn và đào tạo
- Quy trình vận hành an toàn: Thiết lập quy trình vận hành chi tiết cho xe nâng không người lái, bao gồm các bước khởi động, vận hành, đỗ xe và xử lý khẩn cấp, để đảm bảo người vận hành tuân thủ.
- Đào tạo và diễn tập: Cung cấp đào tạo có hệ thống cho người vận hành và tiến hành các cuộc diễn tập an toàn thường xuyên để nâng cao khả năng ứng phó với các trường hợp khẩn cấp một cách hiệu quả.
- Phân đoạn khu vực và biển cảnh báo: Lắp đặt biển cảnh báo rõ ràng và phân chia khu vực làm việc của xe nâng không người lái thành các khu vực an toàn để nhắc nhở nhân viên thận trọng và tránh vào khu vực nguy hiểm.
Tóm tắt
Robot di động, đặc biệt là xe nâng không người lái, mang lại những lợi thế đáng kể trong việc nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm chi phí. Tuy nhiên, đảm bảo an toàn của chúng cũng quan trọng không kém. Bằng cách sử dụng các công nghệ cảm biến tiên tiến, hệ thống định vị hiệu quả, thiết kế dự phòng, giám sát thời gian thực và khả năng điều khiển từ xa, các biện pháp an ninh mạng, cũng như thiết lập các giao thức an toàn và tiến hành đào tạo, xe nâng không người lái có thể giảm thiểu hiệu quả các rủi ro an toàn khác nhau. Điều này đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả trong các lĩnh vực công nghiệp, kho bãi và hậu cần. Trong tương lai, những tiến bộ công nghệ liên tục sẽ nâng cao hơn nữa sự an toàn của robot di động, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển của các hệ thống thông minh và tự động.