1 Вступ
Промислові мобільні роботи — це інтелектуальне обладнання, яке використовується в промисловій логістиці та на виробництві. Ці роботи зазвичай оснащені навігаційними системами та централізовано керуються бортовими системами керування. Вони в основному використовують колісні конструкції мобільності та інтегрують системи живлення або механізми передачі енергії для виконання таких завдань, як обробка матеріалів, виробнича співпраця та автоматизована доставка.
З точки зору архітектури системи, промислові мобільні роботи, як правило, складаються з кількох модулів, включаючи конструкцію кузова транспортного засобу, систему приводу, механізм виконання, систему захисту безпеки, систему керування, систему живлення, систему навігації, систему зв’язку та систему взаємодії людина-машина. Високий рівень інтеграції між цими підсистемами дозволяє роботам працювати стабільно, безпечно та ефективно в складних промислових середовищах.
Зі швидким розвитком промислової автоматизації та інтелектуального виробництва промислові мобільні роботи перетворилися на різноманітні технологічні маршрути. Що стосується методів навігації, то широко використовувані технології включають електромагнітну навігацію, навігацію з магнітною смугою, навігацію за допомогою магнітних цвяхів, навігацію за допомогою QR-коду, оптичну навігацію, лазерну навігацію, навігацію за допомогою візуалізації, інерціальну навігацію, навігацію RFID і навігацію з використанням кількох-сенсорів. З точки зору способів приводу, системи можна класифікувати на конструкції з одним-приводом, подвійним-приводом і кількома-приводами. З точки зору архітектури шасі, конфігурації включають конструкції диференціального приводу, структури рульового приводу, конструкції меканових коліс, гусеничні структури та конструкції типу -осей.
Крім того, відповідно до різних функцій застосування промислові мобільні роботи також можуть бути класифіковані на роботів-розвантажувачів, буксирних роботів, монтажних роботів, інспекційних роботів, сортувальних роботів і гібридних роботів. Оскільки сценарії додатків продовжують розширюватися, різні типи мобільних роботів поступово сформували репрезентативні технічні системи та моделі додатків.
2 автономні мобільні роботи (AMR)
2.1 Огляд технології AMR
Автономні мобільні роботи (AMR) представляють собою одну з категорій-промислових мобільних роботів, які найшвидше розвиваються за останні роки. На відміну від традиційних AGV, які покладаються на фіксовані маршрути, AMR володіють можливостями сприйняття навколишнього середовища, автономної локалізації та динамічного -планування шляху, що дозволяє їм гнучко працювати в складних середовищах.
В даний час AMR в основному застосовуються в сценаріях промислового виробництва та інтелектуальної логістики. Їхні основні технологічні підходи передусім включають лазерний SLAM і візуальний SLAM. За допомогою-картографування навколишнього середовища та алгоритмів локалізації роботи можуть досягти автономної навігації та планування шляху навіть у невідомому середовищі.
У практичних застосуваннях виробниче середовище часто змінюється і вимагає високої гнучкості системи. У результаті AMR поступово стають основним типом мобільних роботів, які використовуються в сценаріях інтелектуального виробництва.
2.2 Тенденції розвитку технологій
В даний час більшість промислових AMR все ще засновані переважно на лазерній технології SLAM. Це головним чином тому, що LiDAR добре працює з точки зору стабільності, адаптивності до навколишнього середовища та точності позиціонування. Хоча візуальний SLAM пропонує економічні переваги та може отримувати більше семантичної інформації, він все ще стикається з проблемами в складних середовищах освітлення та сценаріях із недостатньою візуальною текстурою.
Майбутні тенденції розвитку відображаються в основному в кількох аспектах.
По-перше, багато{0}}сенсорний синтез стане основним технологічним підходом. Один датчик не може повністю відповідати вимогам надійності промислових середовищ. Таким чином, LiDAR, системи бачення, інерціальна навігація та технології високо-точного позиціонування будуть поступово інтегровані, щоб сформувати більш стабільні навігаційні системи.
По-друге, -можливості тривимірного сприйняття продовжуватимуть покращуватися. З удосконаленням технології 3D LiDAR мобільні роботи не лише виконуватимуть дво{3}}вимірну навігацію, але й досягнуть три-вимірного сприйняття навколишнього середовища, створюючи основу для уникнення перешкод, співпраці та-прийняття інтелектуальних рішень у складних сценаріях.
Крім того, мобільні роботи поступово розповсюджуватимуться з внутрішнього середовища на зовнішнє та нап-зовнішнє застосування, відіграючи важливу роль у таких сценаріях, як розумні кампуси, розумні шахти та розумні аеропорти.
Мобільні роботи типу 3-Fork
3.1 Технічні характеристики
Мобільні роботи вилкового-типу — це автоматизоване-транспортно-розвантажувальне обладнання, розроблене шляхом інтеграції систем навігації, технології автоматичного керування та систем безпеки в традиційні платформи навантажувачів. Застосовуючи технологію автономного водіння на платформах навантажувачів, ці роботи можуть виконувати автоматизовані операції, такі як обробка вантажів, укладання та транспортування.
Останніми роками, зі збільшенням попиту на автоматизовану логістику на підприємствах, безпілотні навантажувачі поступово стали важливим сегментом ринку промислових мобільних роботів.
3.2 Тенденції розвитку
Що стосується навігаційних технологій, навігація SLAM поступово стає основним рішенням для автономних навантажувачів. У порівнянні з традиційною лазерною рефлекторною навігацією навігація SLAM пропонує значні переваги в ефективності розгортання та гнучкості системи.
Що стосується дизайну продукту, деякі компанії починають виходити за рамки традиційних конструкцій навантажувачів, розробляючи інноваційні конструкції шасі та вил. Приклади включають U-подібні конструкції, бічні-виличні конструкції та-подвійні{3}}піддонні конструкції для обробки, усі вони спрямовані на підвищення ефективності роботи та використання простору.
Водночас мініатюризація та легка конструкція також є важливими напрямками розвитку мобільних роботів типу fork-. Ці продукти компактні, дуже гнучкі та прості в розгортанні, що робить їх особливо придатними для транспортування матеріалів на короткі -відстані всередині заводів.
Роботи для зберігання 4 контейнерів
4.1 Огляд технології
Роботи-системи зберігання контейнерів (CTU, Container Transfer Unit) — це автоматизовані системи комплектування, які використовуються в складській логістиці. Ці системи зазвичай складаються з мобільних роботів, стелажних систем, систем заряджання, робочих станцій і інтелектуальних систем планування.
Роботи використовують сумки або оригінальні картонні коробки як одиниці обробки та автономно переміщуються для виконання таких завдань, як доступ до полиць і збір замовлень.
4.2 Тенденції розвитку технологій
З точки зору технології навігації, навігація за допомогою QR-коду залишається основним рішенням для роботів-сховищ. Оскільки складське середовище є відносно фіксованим і вимагає меншої гнучкості шляху, навігація за допомогою QR-коду пропонує явні переваги з точки зору вартості та стабільності.
З точки зору технологічних інновацій, ринок роботів-сховищ уже сформував відносно зрілу систему продуктів. Галузеві інновації в основному зосереджені на кількох аспектах.
По-перше, це безперервна оптимізація продуктивності апаратного забезпечення, наприклад покращення швидкості робота, вантажопідйомності та витривалості акумулятора.
По-друге, це постійне оновлення систем програмного забезпечення, де інтелектуальні алгоритми планування використовуються для оптимізації загальної ефективності складських систем.
По-третє, це інновації системних рішень, наприклад, уможливлення співпраці між різними типами роботів для подальшого підвищення загальної ефективності логістики.
5 гібридних мобільних роботів
5.1 Огляд технології
Гібридні мобільні роботи — це інтелектуальні роботизовані системи, які поєднують мобільну платформу з роботизованою рукою. Такі системи зазвичай складаються з мобільного шасі, роботизованої руки, системи огляду та кінцевого -ефектора, що дозволяє їм виконувати оперативні завдання під час руху.
Поєднуючи мобільність із можливостями маніпулювання, ці роботи можуть виконувати більш складні виробничі завдання, такі як автоматизоване складання, сортування матеріалів і перевірка якості.
5.2 Тенденції розвитку
На ранніх етапах гібридні мобільні роботи часто покладалися на магнітну навігацію та вимагали додаткових пристроїв позиціонування для високо-точних операцій. З розвитком технології AMR автономні навігаційні мобільні платформи поступово стають основною платформою для гібридних роботів.
Майбутні тенденції розвитку в основному включають кілька аспектів.
По-перше, системи контролю будуть інтегровані. Скоординоване керування між мобільними роботами та роботизованими руками стане ключовою технологією, а уніфіковані контролери можуть з часом забезпечити повністю скоординовану роботу.
По-друге, багато{0}}сенсорна технологія позиціонування покращить просторове сприйняття роботів, тим самим підвищуючи загальну точність і стабільність системи.
Крім того, з розвитком штучного інтелекту, Інтернету речей і технології 5G гібридні мобільні роботи отримають сильніші інтелектуальні можливості та забезпечать більш гнучке й ефективне автоматизоване виробництво.
6 важких-мобільних роботів
6.1 Технічні характеристики
Важкі-мобільні роботи зазвичай належать до промислового мобільного обладнання з вантажопідйомністю понад 10 тонн. Вони в основному використовуються у важкій промисловості, залізничному транспорті, аерокосмічній галузі та виробництві великого -устаткування.
Порівняно зі звичайними мобільними роботами важкі-роботи пред’являють вищі технічні вимоги до конструктивного дизайну, систем живлення та контролю безпеки.
6.2 Тенденції розвитку
Оскільки рівень промислової автоматизації продовжує зростати, ринковий попит на важкі-мобільні роботи постійно зростає. Майбутній технологічний розвиток в основному відображатиметься в кількох аспектах.
По-перше, це підвищення вантажопідйомності: деякі важкі-роботи вже рухаються до вантажопідйомності в кілька сотень тонн.
По-друге, це розвиток більш інтелектуальних навігаційних технологій, де природна навігація поступово замінює традиційні методи навігації за допомогою магнітної смуги або QR-коду.
По-третє, це технологія спільного транспортування кіл-автомобілів, де координація парку дозволяє ефективно транспортувати велике обладнання.
7 напів-мобільних роботів для вуличного використання
7.1 Сценарії застосування
Оскільки технологія мобільних роботів продовжує вдосконалюватися, сфера її застосування поступово розширюється від внутрішнього середовища до напів-зовнішнього та навіть зовнішнього середовища.
У таких сценаріях, як логістика індустріальних парків, портові термінали, транспортування до аеропорту та інспекція шахт, мобільні роботи поступово замінюють традиційне ручне транспортне обладнання.
7.2 Тенденції розвитку технологій
Технологічно мобільні роботи-напів-зовні дуже схожі на низько-автономні транспортні засоби. Їхні основні технології включають сприйняття навколишнього середовища, позиціонування та навігацію, планування шляху та керування рухом.
У майбутньому мобільні роботи будуть ще більше інтегруватися з технологією автономного водіння. Завдяки високо-точному позиціонуванню, візуальному сприйняттю та технології LiDAR роботи зможуть працювати стабільніше та безпечніше на відкритому повітрі.
Водночас із розвитком штучного інтелекту та комунікаційних технологій мобільні роботи поступово формуватимуть більш інтелектуальні логістичні мережі, забезпечуючи більш ефективні безпілотні транспортні системи.
Висновок
Загалом промислові мобільні роботи еволюціонують із окремих автоматизованих пристроїв у інтелектуальні системи для спільної роботи. З постійним прогресом у навігаційних технологіях, штучному інтелекті та технологіях автономного водіння промислові мобільні роботи відіграватимуть дедалі важливішу роль у інтелектуальному виробництві, розумній логістиці та розумних містах, стаючи ключовою рушійною силою для модернізації промислової автоматизації.
