基于“簡于形，精于心”的理念，快倉發布了具有世界級先進水平的第三代智能搬運機器人“刀鋒”M40，從機械結構、環境感知、計算平臺、定位技術、安全設計、維護方案、成本優化等各方面都實現了從國內領先到國際一流水平的跨越。

雖然智能搬運機器人聽起來高大上，但是使用起來一定要接地氣，這也是快倉對于用戶使用體驗的深刻理解，越是先進的產品，使用起來應該越簡單，屏蔽掉復雜的技術細節，也就是所謂的“大道至簡”。但是在追求用戶極致體驗的過程中，其中思考和迭代則是一個嘔心瀝血的過程，正因快倉工程師執著于“精于心”的產品打磨，才有了最后“簡于形”的極致用戶體驗。

我們將通過系列文章深度解讀為大家展現“刀鋒”M40的獨特匠心和精湛工藝。

全新機械結構

倉庫運行環境千差萬別，比如倉庫連廊，電梯，爬坡，水漬，油污等，又比如地面有瓷磚、鋼板、強化水泥地坪、環氧地坪、水磨石等，那么如何適應如此復雜多變的場景，快倉創新性的提出了一種底盤結構來解決。

“刀鋒”M40機械結構并未沿用過去使用的主動輪加彈簧的底盤設計方案，而是采用了雙段浮動式底盤和分置式多連桿頂升一體化的獨特原創設計，而該設計方案則帶來了前所未有的性能提升。

所謂“雙段式”設計，是指底盤結構由兩部分組成，“前段底盤”和“后段底盤”，中間使用鉸鏈相連接，這也是為什么叫做“浮動式底盤”的原因，因為兩個底盤結構相互獨立，互不影響。相對于傳統的底盤設計方案，新底盤架構將主動輪剛性連接至“前段底盤”，這樣無論“后段底盤”如何運動，都不會影響到前底盤的運動狀況，地形上的起伏造成的垂直運動可以被中間鉸鏈系統抵消掉，顯著增加運動的平順性，而“前置底盤”的主動輪距離前部支撐從動輪距離極短，可以顯著減少由于地面凹凸不平造成的主動輪抓地力損失，有效提升主動輪抓地力。保持貨架平衡，顯著提升了貨架運輸過程中的穩定性。

“刀鋒”M40最高運行速度2.3米/秒，最快頂升時間1.8秒，整機通過5萬公里耐久測試，包括搓板路面測試、起伏路面測試，返潮路面測試、涉水路面測試等等，充分驗證了新的機械結構的性能、可靠性、耐久性，為客戶帶來一款長久、穩定、高效的智能搬運產品。按照客戶的單倉通量達到10萬+的倉庫，”刀鋒”M40每天運行20公里，耐久續航可超過7年。

1 客戶場景：華東某電商倉，客戶希望機器人快速通過場區之間的連廊，“刀鋒”M40高效穩定地完成不同分區之間的自由穿梭運行。

2 客戶場景：華南某制造業現場，“刀鋒”M40快速穩定通過電梯完成跨樓層搬運作業。

3 客戶場景：華東某銀行金庫-“刀鋒”M40能穩定通過進出坡道。

4 客戶場景：針對多年老倉庫地面磨損嚴重等情況，“刀鋒”M40可以快速穩定通過凹凸、落差地面，有效幫助客戶節約因環境改造產生的費用。

5 客戶場景：南方地區因為經常性下雨，地面相對潮濕、光滑。甚至有些食品和制造業客戶場景中經常出現地面油漬的情況。“刀鋒”M40能更好適應不同的嚴苛地面挑戰。

豐富的計算平臺

過去兩年，快倉團隊接觸了許多制造業的客戶，高柔性和安全穩定的機器人技術顯得格外重要。我們發現了客戶的需求和計算平臺之間存在著耦合關系，比如要求的激光SLAM導航能力就需要較多的計算資源，而如果只是二維碼導航，并不需要較強的算力，但往往客戶要為不需要用到的算力買單，這顯然非常不合理！

為了更好的在成本、性能、應用之間取得平衡，快倉發現了客戶的需求和計算平臺之間存在著耦合關系，因而為其提供了豐富的計算平臺選擇。目前“刀鋒”M40提供了恩智浦ARM平臺2核到16核全系列車規級高可靠計算平臺、瑞芯微4核ARM高性價比計算平臺，英偉達TX2高性能異構計算平臺、IntelX86系列工控機計算平臺4個大類可供選擇，給予用戶充分的選擇空間，可以在高性能與高性價比之間取得平衡。

值得一提的是，快倉是業內首家使用英偉達TX2高性能異構計算解決方案作為主要計算平臺的企業，這是因為快倉考慮到未來3到5年的發展，市場和用戶對于設備感知能力的要求會越來越高，如果只是采用傳統的基于X86的計算平臺來說，無法提供類似于典型物體識別、車道線保持、視覺定位、人員跟隨等高算力要求的功能，而且會喪失面向未來的擴展能力。

因此早在2017年，快倉就著手調研選擇能夠面向未來，滿足未來3到5年擴展能力的計算平臺，期間快倉對于賽靈思FPGA、Intel神經計算棒、英偉達Jetson嵌入式計算平臺等多種具有邊緣計算能力的設備進行了深入調研和測試。最終敲定使用英偉達TX2計算平臺作為快倉面向未來的主打方案TX2平臺除了擁有兩顆高性能的Denver核心以外，還兼具4顆ARMA57核心，可充分滿足CPU計算密集型的任務需求，同時還內置了256顆CUDA核心，可提供1.5T FLOPS的單精度浮點計算能力，滿足基于深度學習和神經網絡技術棧的需求。

深度學習物體識別示意圖

另外，英偉達還在TX2平臺內置了一顆型號為Cortex-R5的ARM架構實時處理器，用以配合需要高實時性和硬時鐘的應用（如運動控制系統），通過架構上的巧妙設計，R5可以同主CPU共享硬件資源，實現高速的數據交換，著實體現了英偉達對于用戶場景的理解之深，確實不愧為AI計算力解決方案的翹楚。

更為卓越的供電系統

為了滿足高強度、長時間、高安全、長壽命等不同需求的作業場景，快倉設計了更為卓越的供電系統。

首先，針對高強度使用的場景，快倉推出了超大容量電池組，配置了業內目前標配的最大電池容量，達到了驚人的38AH，可以支持滿負荷運轉10小時而無需充電。

充電耐久測試示意圖

其次，快倉提供了多種電池規格供客戶選擇。目前提供了三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池、低溫電池這三種電池規格，未來還會提供石墨烯電極電池，實現超快速充電的能力；同時為了實現電池的長壽命運行，快倉加入了新的電池充放電機制，同特斯拉電動汽車類似，快倉電池的充放電區間并不是在0%~100%之間進行充放，而是兩端留有余地，這樣可以在電池最佳充放電區間進行充放，避免涓流充電帶來的時間浪費，同時避免電芯由于超充超放帶來的壽命損失。而且在大促等場景下，可以調整配置，將充放區間調整，就可以在長壽命和高強度之間獲得一個平衡。

第三，快倉保留了客戶非常喜歡的換電功能，并且進一步優化了換電的操作，要求整個換電動作在15秒內完成，通過換電操作，設備可以在15秒內重裝上陣，比任何的充電操作都要來的迅速，而且由于電池組件和整機一般無法做到全生命周期匹配，因此未來更換的時候，不需要快倉的運維人員到場，只需要客戶自己用全新的電池替換原有電池即可，配合電池回收方案，進一步降低客戶電池的使用成本。除了電池本身以外，快倉也考慮到外設供電能力，因此在供電系統上預留了48V和12V兩種對外的供電接口，任何需要額外供電的外設，比如機械臂、計算設備等，都可以直接接入到預留的供電接口，相對于臨時增加供電線路和接口來說，即提升了連接的安全性，又增加了連接的可靠性，充分體現了設計的優越性。

15秒快速換電示意圖