现在应用比较成熟的移动机器人（超强集成底层架构革新）

近年来，世界制造强国纷纷推进制造业向智能化、自动化转型，在此契机下，兼具柔性化与自动化的AGV/AMR迎来旺盛需求，被广泛应用于各类工业制造领域。

仅在中国，2022年工业应用移动机器人(AGV/AMR）市场就呈现出持续高速增长趋势。根据CMR产业联盟数据显示，2022年度，中国工业应用移动机器人(AGV/AMR）销售数量高达93000台（含销往海外市场），较2021年增长29.17%，其市场规模达到185亿元，同比增长46.82%。工业应用移动机器人(AGV/AMR）行业无疑正在迎来前所未有的发展机遇期。

然而，在过去很长一段时间里，技术却一定程度上滞后于市场发展速度。

这体现在工业应用移动机器人(AGV/AMR）在安全、成本、开发和维护方面均进展不大。但在半导体、精密制造等一些细分与创新领域，工业应用移动机器人对于安全性、维护性等方面的需求却愈发广泛，因此可以预见，未来能解决类似问题的部分创新型企业有望迎来更大幅度增长。

在德国LogiMAT展会上，Synapticon带来的全新AGV解决方案demo，毫无疑问展示了一种变革性。

▍架构复杂，初代AGV/AMR产品的困扰

复杂的架构是阻碍移动机器人企业进行创新的重要原因。

一般来说，完整的AGV/AMR产品需包括电源装置、驱动装置、负载搬运装置、导航装置、运动控制装置、通信装置、信息传输系统和急停按钮、安全PLC、安全速度模块等安全装置，组件繁多且较为复杂。

对于产品主要应用在仓储物流行业的AGV/AMR厂商来说，如何分布排列集成优化这些部件装置，是个不得不考虑却又相当困难的问题。

如果进一步从架构拆分可以发现，AGV/AMR内部各种组件较多，且以伺服驱动器为首的复杂运动控制系统占地较大、需通过铺设大量线路将各组件进行连接，以便各类不同的组件在能源管理、控制和生产方面进行大量的协调工作。在AGV/AMR有限的空间内，作为动力源头的电池所能占到的面积非常有限，这在一定程度上对作业效率造成了影响。

但市场对于更小体积AGV/AMR的需求却已经非常明显。

因为近几年随着经济发展和土地单价成本的提升，仓库租赁与建设的成本已经随之增加，多以批量式、集群式规模应用于大型仓库的AGV/AMR，在保证工作效率的同时必须降低空间使用率，这对于AGV/AMR提出了体积更小、便于安装的要求。

因此，如何在保证产品小体积的同时，扩大可应用、可开发空间，成为桎梏诸多AGV/AMR研发制造商发展的一大难题，也成为一个实现技术领跑的机遇。

除了优化架构，均衡安全、成本、开发和维护工作也是AGV/AMR的几大挑战。

由于AGV/AMR通常需要与人合作，为了人类安全，当其失效或发生故障时必须仍能保持安全条件或进入安全状态。因此，功能安全的实现和突破对众多AGV/AMR研发商来说尤为重要。

为了确保产品的安全功能，AGV/AMR的安全相关控制系统一般需具备紧急停止、模式开关、碰撞检测开关、区域检测、速度监控和安全力矩关断几个基本功能。

传统的AGV安全架构是通过配备安全编码器、安全激光扫描仪、安全控制器、安全IO模块，安全监控模块等安全组件，由安全IO模块去触发驱动器STO/SBC功能，MOC安全监控模块采集安全编码器的数据，EFI安全总线来采集激光扫描仪的数据，不仅组件繁多，各模块之间还需通过使用电缆进行连接，挤占本就不多的空间。

▍一体化集成，Synapticon的创新设计

针对以上这些痛点，机器人大讲堂关注到，德国创新企业Synapticon以EtherCAT为底层逻辑，进行产品开发，推出了一体化集成的Circulo驱动器代替离散驱动器组件。

从底层架构来看，该Circulo驱动器基于IEC 61508开发，创新性采取了FSoE(FailSafe over EtherCAT)技术。

据悉，该项技术由全球领先的工业设备测试和验证机构TÜV Süd Rail认证，并已经被IEC 61784-3国际标准化认可推行。

FSoE作为一种相对较新、不太复杂的架构，特别适用于带有机械手的移动机器人，允许构建Cobot和AGV的混合系统，即通过一个控制器来控制移动平台上的机器人手臂，这对于当下急需提升移动机器人复合作业能力的企业来说无疑非常适合。

从技术原理而言，与CAN不同，Synapticon采取的FSoE架构支持高带宽，速率高，并且延迟特别低，几个或几十个的从站有小于100纳秒的延迟，数据刷新率非常快，因此这更加有助于Cobot和AGV混合的系统减小作业误差，同时也有利于安全性。

值得一提的是，Synapticon的Circulo驱动器实现了将超高速通讯与动力系统整合在一根电缆中，减少了缆线使用数量，降低了链接复杂程度，只需要单根电缆连接运动控制器和安全PLC，便可实现传输控制数据和安全相关数据，使AGV/AMR不再需要额外的安全扩展模块，真正做到了基于EtherCAT协议的“一网到底”。

简单来说，由于Circulo集成的编码器符合安规，从而省去了外部安全编码器和安全驱动监控模块，通过FSoE触发安全停车，从而省去了安全IO模块，使得“新一代”AGV/AMR架构的内部组件和内部布线可以大量减少。

针对AGV内部部件繁多，占据面积过大的情况，Synapticon所推出的Circulo除却采用全新底层架构外，还在其经典产品高功率输出和运动控制性能的基础上，同时提供了复杂的机械集成解决方案：即环形外形及大中空孔设计下集成了双路高分辨率编码器、散热和布线优化、可选的集成抱闸。

同时，机器人大讲堂还注意到一些创新设计细节，Synapticon可选的插销抱闸还能快速阻止旋转的电机，从而防止在电源故障时发生不必要的运动。与传统伺服制抱闸相比，它的重量减轻了 90%，使得安装空间更紧凑，但能耗更低。

综合而言，与传统方案进行比对，Synapticon所推出的Circulo驱动器具有减小系统复杂性、扩大电池安装空间、缩短系统维护时间和减少内部元器件使用的优势，这为AGV/AMR研发商带来更充沛的研发时间，和更大的产品可开发空间、更少的机器系统维护需求。

▍行业所需，或将促进AGV/AMR迭代

当前，随着移动机器人技术的发展，以AGV/AMR为首的工业应用移动机器人已从仓储、物流等常见应用场景，逐渐深入到制造业的各个领域及环节。

与之相对应，用户对于AGV/AMR等移动机器人的要求也越来越高，安全性、体积、可部署性已经成为大多数场景下企业关注的重点。

在下游需求带动下，路径自主规划、周边环境理解、规模化集群作业、智能化一站服务、多元化应用场景等产品性能要求更是成为新一代移动机器人发展的核心方向。由需求向内延展，意味着在技术/工艺上移动机器人开始朝向综合化方向发展，尤其是核心零部件开始由此朝向小体积、集成化、精细化、易拓展、易开发方向转变。

Synapticon所推出的Circulo驱动器便是一个很好的移动机器人驱动器“进化发展”缩影，其多项优势正助力移动机器人行业快速跨越技术壁垒，实现多场景的开拓应用。

我们期待未来在越来越多“Synapticon化”移动机器人零部件的支持下，移动机器人迈向一个新的世界。