四向穿梭車（Multi-directional Shuttle）是一種智能倉儲自動化設備，可在貨架的水平和垂直方向（X/Y軸）自由移動，實現三維空間內的貨物存取。其核心工作原理和自動化技術方案如下：

一、四向穿梭車工作原理

運動機制

四向行駛：通過兩組正交的驅動輪（通常為麥克納姆輪或雙向驅動輪），實現前進、后退、左移、右移，無需轉向即可切換方向。

換層功能：借助提升機或貨架內的升降裝置，在不同貨架層間切換，完成三維空間內的路徑規劃。

貨物存取

伸縮貨叉：車載伸縮式貨叉可橫向或縱向伸出，將貨物從貨位中取出或存入。

載貨平臺：支持托盤、料箱或定制載具，適應不同貨物類型。

協同作業

多車調度系統（RCS）分配任務，避免路徑沖突，優化作業效率。

與提升機、輸送線等設備聯動，實現全自動化倉儲流程。

二、關鍵自動化技術方案

導航與定位

條碼/RFID定位：通過地面條碼或RFID標簽實現精確定位（±5mm）。

激光SLAM：無標識導航，適應動態環境（需高精度地圖支持）。

慣性導航（IMU）：輔助輪式編碼器補償定位誤差。

控制系統

PLC/嵌入式控制器：實時控制運動、貨叉動作及安全監測。

無線通信：5G/Wi-Fi 6實現低延時數據交互，上報狀態及接收指令。

調度算法

路徑規劃：A*、Dijkstra算法動態計算路徑，避讓障礙。

任務分配：基于遺傳算法或強化學習，優化多車任務均衡。

安全防護

激光雷達/超聲波：動態避障，緊急制動。

機械防撞：緩沖設計+接觸式傳感器。

急停按鈕：符合ISO 13850標準。

能源管理

超級電容/鋰電池：快充技術，支持自動充電樁對接。

能耗優化：空閑時進入低功耗模式。

三、典型應用場景

密集倉儲：高密度立體庫，空間利用率提升40%以上。

柔性生產線：與AGV/機械臂協同，實現JIT物料配送。

冷鏈倉儲：低溫環境適應性設計（-25℃~45℃）。

四、優勢與挑戰

優勢：靈活性高、擴展性強（可增減車輛）、降低人工依賴。

挑戰：初期投資高、維護復雜度大，需配套WMS/ERP系統支持。

通過上述自動化技術整合，四向穿梭車系統可實現高效、精準的智能倉儲作業，適用于現代物流中心及智能制造領域。