Qu'est-ce qu'un robot mobile ? Définition, types et applications expliqués

Les robots mobiles sont des machines automatisées conçues pour effectuer des tâches de manière autonome. Ils peuvent soit suivre des commandes humaines, se déplacer de manière autonome, percevoir leur environnement et exécuter des tâches, soit exécuter des séquences préprogrammées contrôlées par logiciel. Par rapport aux robots fixes traditionnels, les robots mobiles sont plus intelligents et plus adaptables. Aujourd'hui, les robots mobiles sont de plus en plus populaires dans divers secteurs commerciaux. Ils sont utilisés pour assister ou remplacer la main-d'œuvre humaine et peuvent même effectuer des tâches impossibles ou dangereuses pour les humains. Les robots mobiles sont désormais omniprésents dans des environnements tels que les usines, les entrepôts logistiques, les hôtels, les hôpitaux, les fermes, les supermarchés, les ports et les chantiers de construction.

Mobile Robot Composition

Les robots mobiles sont des robots capables de se déplacer de manière autonome ou semi-autonome dans différents environnements et d'accomplir des tâches préprogrammées. Comprendre Comparaison AGV vs AMR pour les robots mobiles apporte un éclairage plus approfondi sur ce sujet. Contrairement aux robots fixes traditionnels, les robots mobiles sont comme des humains dotés d'un cerveau et d'un corps. Ils ont la capacité de percevoir leur environnement, de prendre des décisions et de se déplacer. Les robots mobiles se composent principalement de quatre parties :

Types de Mobile Robots

À l’échelle internationale, les robots mobiles se répartissent généralement en deux grandes catégories : les robots mobiles de service et les robots mobiles industriels. Les robots mobiles de service comprennent les robots d’accueil d’hôtel, les robots aspirateurs domestiques, les robots de livraison en restauration, etc. Les robots industriels comprennent robots de manutention pour usines, les robots de cueillette de fruits, les robots de manutention portuaire, robots de manutention pour la construction,  robots de livraison, robots de scan, etc. Nous pouvons grossièrement classer les robots mobiles dans les catégories suivantes selon différentes méthodes de classification :

Classification selon la présence ou l'absence de méthodes de guidage

Selon qu'ils sont équipés ou non de dispositifs de guidage, les robots mobiles se répartissent en robots guidés et robots non guidés.

Classification selon les différents types de transmission

Selon les différents mécanismes d’entraînement des robots mobiles, on distingue l’entraînement par roues, par chenilles, par pattes et l’entraînement hybride. Parmi ceux-ci, l’entraînement par roues se subdivise en Robot à châssis différentiel à deux roues motrices, robot à châssis à quatre roues motrices avec différentiel, Robot à châssis à roues omnidirectionnelles (capable de se déplacer dans toutes les directions, y compris latéralement, en diagonale et par rotations sur place), et Robot à direction Ackermann (semblable à une voiture, où les roues avant assurent la direction et la propulsion). :

Le tableau suivant présente un aperçu détaillé des différences et des exemples d’application des différents robots à roues, classés par type de transmission.

1. Différentiel à deux roues

Structure : Composé de deux roues motrices et de roulettes de support ; la direction est obtenue par la différence de vitesse entre les deux roues motrices.

Caractéristiques : Structure simple, 2 moteurs, coût réduit, petit rayon de braquage

Applications : Robot aspirateur domestique, robot de livraison en restauration

2. Différentiel à quatre roues

Structure : Composé de quatre roues motrices, chacune étant commandée indépendamment, le déplacement et la rotation sont obtenus par différentiel de vitesse entre les roues gauche et droite.

Caractéristiques : Par rapport à la traction deux roues, elle offre une capacité de charge supérieure et convient mieux aux terrains accidentés.

Applications : Robots d'inspection, robots de manutention de marchandises en entrepôt

3. Ackermann

Structure : Semblable à une voiture, ce type de châssis se caractérise par une direction sur les roues avant et une propulsion sur les roues arrière ou sur les quatre roues.

Caractéristiques : Haute vitesse déplacement et efficacité de conduite supérieure.

Applications : Véhicules sans conducteur, véhicules logistiques de livraison sans conducteur

4. Roues omnidirectionnelles

Structure : Using Mecanum wheels or omnidirectional wheels, it can move in all directions, such as diagonal movement, lateral movement, and turning in place.

Caractéristique :   Très flexible, il peut passer dans des espaces étroits, mais sa capacité de charge est limitée.

Applications : Robots de transport de matériel hospitalier

Les robots mobiles atteignent l'autonomie grâce à une architecture en couches comprenant la perception, la localisation, la planification et la commande. Pour une analyse approfondie de chaque couche, notre article sur comment fonctionnent les AMR explique la pile d'autonomie complète — des données des capteurs aux commandes moteur.

Classification des robots selon leur application

Selon leur usage prévu, les robots mobiles peuvent être classés en robots mobiles de transport de marchandises, robots mobiles à palettes, robots mobiles de remorquage de palettes, chariots élévateurs sans conducteur, robots commerciaux de nettoyage de sols, robots de service, systèmes de manutention de rayonnages et bras robotisés équipés de dispositifs, entre autres. Pour plus de détails, veuillez vous référer au tableau ci-dessous.

Robot mobile pour le transport de marchandises

Robot mobile secret de type ordinateur de bureau

Système logistique de manutention des étagères

Robot équipé d'un AMR robotique

Chariot élévateur sans conducteur

Robot nettoyeur de sols commerciaux

Robot de service

Comment choisir le bon robot mobile

Le choix du robot mobile (AGV/AMR) adapté est crucial pour la réussite d'un projet. C'est pourquoi plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Voici quelques critères à considérer lors de la sélection d'un robot mobile.

Étape 1 : Clarifiez les exigences de votre projet

Lorsque vous contactez des fabricants de robots mobiles, vous devez réfléchir clairement aux questions suivantes.

1. Quelle tâche le robot mobile doit-il accomplir ?

Transport : Qu'est-ce qui est transporté ? (Produits semi-finis, produits finis, rayonnages, palettes, denrées alimentaires, fruits)

Traction : S'agit-il de tracter des matériaux ou de les accrocher ?

Inspection : Inspection en intérieur ou en extérieur, ou inspection de sites particuliers tels que les mines ?

2. Charge utile des robots mobiles

Dimensions des marchandises : Les dimensions des marchandises à déplacer, y compris la longueur, la largeur, la hauteur et le centre de gravité, déterminent la taille de la surface de charge du robot.

3. Environnement d'exploitation du robot mobile

Intérieur ou extérieur : L'environnement intérieur est-il un entrepôt, un atelier ou un autre espace ? Déterminez si les zones intérieures nécessitent l'accès à un ascenseur et s'il existe des seuils de porte à franchir. Pour les zones extérieures, tenez compte de la pente et de l'état des voies de circulation.

Conditions du sol : La surface est-elle un sol en béton lisse, un revêtement époxy ou des plaques d’acier inégales avec des interstices ? Cela influence les méthodes de navigation et le choix des roues.

Niveau d'interaction homme-machine : S'agit-il d'une zone à forte densité de population, d'une zone mixte piétons-véhicules ou d'une zone entièrement isolée sans opérateur ? Cela est directement lié aux normes de sécurité.

Obstacles dynamiques : L'environnement compte-t-il un grand nombre de personnes, de chariots élévateurs ou d'autres véhicules en mouvement aléatoire ?

Infrastructure : Y a-t-il suffisamment de largeurs de passage, d'ascenseurs ou de portes automatiques ? L'environnement doit-il être modifié pour le robot ? (Par exemple, installation de codes QR ou de panneaux réfléchissants)

4. Quel type de flux de travail est nécessaire ?

Complexité de l'itinéraire : S'agit-il d'un transport simple de point à point, du point A au point B, ou le robot doit-il passer par plusieurs postes et s'arrêter à plusieurs endroits ?

Exigences d'interface : Doit-il s’interfacer automatiquement avec des ascenseurs, des portes automatiques, des convoyeurs à bande, des convoyeurs à rouleaux ou des monte-charges ?

Méthode de charge : S'agit-il d'une charge manuelle, d'une charge opportuniste (charge automatique sur une station de charge pendant les pauses entre les tâches) ou d'un échange de batterie ?

Exigences d'ordonnancement : Plusieurs robots doivent-ils travailler en coordination ? Une intégration avec votre MES (Manufacturing Execution System), votre WMS (Warehouse Management System) ou votre ERP (Enterprise Resource Planning System) est-elle requise ?

5. Indicateurs de performance

Efficacité : Combien de trajets doivent être effectués par heure/jour ? Cela impose des exigences en matière de vitesse, d'accélération et de temps de commutation des tâches du robot. –

Fiabilité : Quel est le taux de disponibilité attendu ? (par ex., >99,5 %)

Précision : Quelle est l'exigence de précision de répétabilité au point d'accostage ? (±10 mm, ±5 mm ou ±1 mm ?) C'est un facteur critique pour le chargement et le déchargement.

Étape 2 : Évaluer les principales options technologiques : Méthode de navigation

Conclusion : Actuellement, le SLAM laser est la tendance dominante pour les applications flexibles et intelligentes. Sauf exigence particulière de haute précision ou de trajectoire fixe à faible coût, il doit être envisagé en priorité.

Étape 3 : Méthode de déplacement (type de châssis)

Différentiel à deux roues : Le type le plus courant, composé de deux roues motrices et de plusieurs roues pivotantes. Sa structure est simple, son coût est faible et son rayon de braquage est nul. Il convient à la plupart des scénarios de transport intérieur.

Roues McNaughton : Permet un mouvement omnidirectionnel (avant, arrière, gauche, droite, diagonal, latéral et rotation). Très flexible, adapté au fonctionnement dans les espaces restreints. Cependant, il est coûteux, nécessite un sol lisse et présente une consommation d'énergie élevée. Couramment utilisé dans la logistique médicale.

Roue directionnelle : Semblable au mécanisme de direction d'une voiture. Capacité de charge élevée, fonctionnement fluide, adapté aux applications lourdes (à partir d'une tonne) et à grande vitesse en extérieur. Il présente toutefois un large rayon de braquage. Couramment utilisé dans l'agriculture et la logistique industrielle.

Étape 4 : Performance de sécurité  

Protection de sécurité multi-niveaux : Les capteurs d'évitement d'obstacles à laser, la vision et la fusion multi-capteurs à ultrasons permettent la planification de trajectoire, l'évitement de collision et la réduction des risques de collision, ainsi qu'un bouton d'arrêt d'urgence pour les situations imprévues.

Certification : conformité aux normes de sécurité internationales (telles que CE, UL, etc.).

Étape 5 : Capacités d’intégration logicielle et système

Système de programmation (système de gestion de la flotte) : Le cœur de la collaboration multi-robots. Un bon système d’ordonnancement optimise la répartition des tâches, la planification des trajectoires et la gestion du trafic afin d’éviter les congestions et les interblocages.

Ouverture de l'API : Peut-il s'interfacer facilement avec vos systèmes de niveau supérieur (WMS/MES/ERP) pour assurer la répartition des tâches, le retour d'état et le transfert de données ?

Robot mobile Évaluation et sélection des fournisseurs

1. Établir une liste de candidats:

Si vous souhaitez trouver un fournisseur de robots mobiles, utilisez les recherches en ligne, les salons professionnels et les recommandations de vos pairs pour établir une liste de 3 à 5 fournisseurs potentiels.

2. Communiquez vos exigences:

Fournir à chaque fournisseur les exigences détaillées identifiées à l'étape 1 et leur demander de soumettre des propositions préliminaires et des devis.

3. Assistez à des démonstrations sur site (étape cruciale !):

It is essential to observe demonstrations in your company’s environment (Proof of Concept, PoC). Request that suppliers bring the robot to your actual site for testing to assess its maneuverability, accuracy, stability, and human-machine interaction in real-world scenarios. Observe how the robot reacts to dynamic obstacles (e.g., suddenly appearing pedestrians). Test its docking accuracy.

4. Évaluer la solidité globale du fournisseur :

Équipe technique : est-elle professionnelle et réactive ? Cas clients : disposent-ils de cas similaires à votre secteur d'activité ? Vous pouvez vous rendre sur le site du client pour vérifier. Service après-vente : quel est le délai de réponse après-vente ? La fourniture de pièces de rechange est-elle suffisante ? Proposent-ils un support à distance ?

5. Coût total de possession (TCO)

Ne comparez pas uniquement le prix unitaire des robots. Calculez le coût total de possession, incluant : le prix d’achat du matériel, les frais de licence logicielle, les frais de déploiement et de mise en œuvre, les frais de modification de l’environnement, les frais de maintenance après installation et les frais de formation.

Résumé: Liste de contrôle rapide pour choisir le bon fournisseur de châssis

L'avenir des robots mobiles

Avec la hausse continue des coûts de main-d’œuvre, les robots jouent un rôle de plus en plus important dans nos vies. Actuellement, des problématiques mondiales telles que le vieillissement de la population et les difficultés de recrutement deviennent de plus en plus préoccupantes. À l’avenir, les robots mobiles seront largement déployés dans les industries manufacturières telles que les semi-conducteurs, les nouvelles énergies, les transports et la fabrication électronique 3C, favorisant l’amélioration de la qualité et de l’efficacité ainsi qu’un développement de haute qualité dans divers secteurs.

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