上世紀60年代，貨物運輸集裝箱化逐漸發展興盛并成為現代運輸業的重要組成部分?；诟哌\輸量、加快貨物周轉與流通速度、節約包裝材料等優勢，貨物集裝箱運輸已占到世界雜貨運輸量的四分之一。

貨物運輸集裝箱化從目的上來說，就是要實現加快運輸速度、降低運費；而隨著世界經濟發展步伐越來越快，集裝箱內裝卸貨物環節無論是采用人工還是純機械裝卸的方式，都成為了降本增效的阻礙。

人工OR機械裝卸集裝箱內裝卸貨物“bug”重重

招人難基本上是所有體力勞動崗位面臨的最大困境，集裝箱貨物裝卸就屬勞力密集型工作，而這些崗位往往又對人的身體有著一定的損害，即使提高工人工資，問題也只是暫時緩解得不到有效解決；其次人工裝卸效率提升上限較低。

因此，大部分企業嘗試用純機械（叉車）或者混合裝卸（人工加機械）來取代完全的人工作業，以革新生產工具的方式來提升生產效率，雖然在某種程度上可以達到提升效率的目的，但這兩種作業方式又產生了新問題。

一方面，機械裝卸方式需要事先將貨物事放置在托盤，雖然實現了碼垛單元化，但貨物裝在集裝箱之中由于貨物底部由托盤承載，占據了很大的空間，且貨物上方要便于叉車的裝卸會預留出一部分空間，導致裝載完成后集裝箱內部上方的空間沒有得到充分利用。

另一方面，受叉車操作人員的操作熟練程度不同的影響，機械裝卸貨物的效率以及對貨物的損壞率差異較大，無形中增加了運輸的總成本。

為盡可能擺脫人力缺失的影響，降低集裝箱貨物裝卸的成本，提高集裝箱貨物裝卸的效率和裝卸人員及貨物的安全性，基于省力化、順暢化、短距化、單元化、連續化、人性化等原則，隆深機器人設計了用于集裝箱自動裝卸貨物的機器人代替現有的集裝箱貨物裝卸方式。

▲隆深機器人集裝箱機器人裝卸解決方案

據悉，隆深機器人集裝箱機器人裝卸解決方案集成了箱管控系統、AGV與川崎拆裝/裝卸機器人、傳輸帶等物理設備，用于集裝箱內部箱式貨物的高效自動裝卸，該解決方案按功能可劃分為箱外拆垛、貨物輸送、箱內碼垛三大模塊。

集裝箱機器人裝卸解決方案——破解物流自動化“最后一米”難題

集裝箱機器人裝卸解決方案在集裝箱內實現自動裝箱碼垛時，關鍵動作點包括：

AGV在集裝箱內的定位，對碼垛基準位置進行定位控制；

機器人箱內碼垛過程中對實時工作位置的識別，并調整自身運動軌跡；

碼完一整層后AGV后退，再次對碼垛基準點進行定位；

根據AGV定位偏差調整機器人參考坐標系。

因此，隆深機器人必須解決在密閉而有限的工作空間內：機器人實時運動軌跡規劃，避免機器人、貨物、集裝箱三者之前的干擾與影響；在動態過程中實現貨物的合理堆放，避免集裝箱內空間的浪費；AGV的高精度定位問題等。

據了解，在整個工作過程中，機械臂完成每一次抓取、堆放動作后，貨物的空間坐標位置和機器人的動作軌跡都發生了實時變化，隆深機器人開發的小空間大負載機械臂軌跡規劃，可以將貨物的尺寸與機械臂初始的運動軌跡進行融合，作為搬運貨物時機械臂軌跡規劃的依據，保證機器人工作的順暢化、短距化、連續化，避免貨物與集裝箱的干涉，導致機器人或者集裝箱受到損壞。

同時，隆深機器人開發的三維堆疊路徑規劃系統，基于集裝箱尺寸和內部空間的固定性，其在規劃箱子堆放路徑時，用戶只要輸入相應的箱子尺寸，路徑規劃系統就會做出相應的三維規劃，對集裝箱空間進行充分的利用，同時結合機械臂抓取貨物的軌跡規劃，計算出最適合的三維堆疊方式；避免存儲空間的浪費，從而大大提高貨物存儲運輸的數量。

AGV的高精度定位事實上是整個解決方案的基礎。一方面，當AGV進入集裝箱內部時，裝有機械臂的一端與貨物之間要保持合適的距離，便于機器人對貨物的抓取；同時小車兩側需要與集裝箱兩側保證最低安全距離，不產生碰撞，當一排貨物卸載完畢后，控制系統可以根據提前輸入的貨物的尺寸控制小車前進相應的距離，保證貨物的實時抓取。

在整個方案設計過程中，隆深機器人采用數字孿生技術，對集裝箱、機器人、紙箱夾具、紙箱、推板、傳輸帶、AGV等進行虛擬建模，對川崎機器人裝箱過程進行動態仿真，實現虛擬空間與實物裝箱的聯動控制。

基于此，隆深機器人集裝箱機器人裝卸解決方案最終實現了集裝箱的自動碼垛，徹底代替人工進行24小時碼垛工作：不僅可以解放勞動力，提高生產效率，還可以為集裝箱貨物完全自動化裝車作業的不斷發展提供參考。

該解決方案應用之后，大大提高了生產效率：之前人工的工作效率為2.5h/柜，機器人可以達到1h/柜，隆深機器人認為機器人自動裝車系統融合了3D視覺識別與定位、軌跡規劃、碼垛算法等多項關鍵技術，將代替傳統人工裝車，是解決物流自動化行業“最后一米”難題的關鍵，可廣泛應用于物流、汽車、家電等行業。

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