1 Introduksjon

Industrielle mobile roboter er intelligent utstyr som brukes i industriell logistikk og produksjonsmiljøer. Disse robotene er vanligvis utstyrt med navigasjonssystemer og styres sentralt av kontrollsystemer ombord. De tar hovedsakelig i bruk hjulmobilitetsstrukturer og integrerer kraftsystemer eller kraftoverføringsmekanismer for å utføre oppgaver som materialhåndtering, produksjonssamarbeid og automatisert levering.

Fra et systemarkitekturperspektiv består industrielle mobile roboter generelt av flere moduler, inkludert kjøretøyets karosseristruktur, drivsystem, utførelsesmekanisme, sikkerhetsbeskyttelsessystem, kontrollsystem, strømforsyningssystem, navigasjonssystem, kommunikasjonssystem og menneske-maskin interaksjonssystem. Det høye nivået av integrasjon mellom disse delsystemene gjør at roboter kan operere stabilt, sikkert og effektivt i komplekse industrielle miljøer.

Med den raske utviklingen av industriell automasjon og intelligent produksjon, har industrielle mobile roboter utviklet seg til forskjellige teknologiske ruter. Når det gjelder navigasjonsmetoder, inkluderer vanlig brukte teknologier elektromagnetisk navigasjon, magnetstripe-navigasjon, magnetisk spikernavigasjon, QR-kodenavigasjon, optisk navigasjon, lasernavigasjon, synsnavigasjon, treghetsnavigasjon, RFID-navigasjon og multi-sensorfusjonsnavigasjon. Når det gjelder drivmetoder, kan systemene kategoriseres i enkelt-hjulsdrift, dobbel-hjulsdrift og multi-hjulsdrift. Fra et chassisarkitekturs perspektiv inkluderer konfigurasjoner differensielle drivkonstruksjoner, styrekonstruksjoner, mecanum-hjulstrukturer, beltekonstruksjoner og strukturer av- akseltype.

I tillegg, i henhold til ulike applikasjonsfunksjoner, kan industrielle mobile roboter også klassifiseres i håndteringsroboter, sleperoboter, monteringsroboter, inspeksjonsroboter, sorteringsroboter og hybridroboter. Ettersom applikasjonsscenarier fortsetter å utvide seg, har ulike typer mobile roboter gradvis dannet representative tekniske systemer og applikasjonsmodeller.

2 autonome mobile roboter (AMR)

2.1 Oversikt over AMR-teknologi

Autonome mobile roboter (AMR) representerer en av de raskest-voksende kategoriene av industrielle mobile roboter de siste årene. I motsetning til tradisjonelle AGV-er som er avhengige av faste ruter, har AMR-er miljøoppfatning, autonom lokalisering og dynamiske baneplanleggingsmuligheter, som gjør dem i stand til å operere fleksibelt i komplekse miljøer.

For tiden brukes AMR-er hovedsakelig i industriell produksjon og intelligente logistikkscenarier. Deres kjerneteknologiske tilnærminger inkluderer først og fremst laser SLAM og visuell SLAM. Gjennom sanntids-miljøkartlegging og lokaliseringsalgoritmer kan roboter oppnå autonom navigasjon og stiplanlegging selv i ukjente miljøer.

I praktiske applikasjoner endres produksjonsmiljøer ofte ofte og krever høy systemfleksibilitet. Som et resultat er AMR-er gradvis i ferd med å bli den vanlige typen mobil robot som brukes i intelligente produksjonsscenarier.

2.2 Teknologiutviklingstrender

For tiden er de fleste industrielle AMR-er fortsatt hovedsakelig basert på laser SLAM-teknologi. Dette er hovedsakelig fordi LiDAR yter godt når det gjelder stabilitet, miljøtilpasningsevne og posisjoneringsnøyaktighet. Selv om visuell SLAM gir kostnadsfordeler og kan trekke ut mer semantisk informasjon, står den fortsatt overfor utfordringer i komplekse lysmiljøer og scenarier med utilstrekkelig visuell tekstur.

Fremtidige utviklingstrender gjenspeiles hovedsakelig i flere aspekter.

For det første vil multi-sensorfusjon bli den vanlige teknologiske tilnærmingen. En enkelt sensor kan ikke fullt ut oppfylle pålitelighetskravene til industrielle miljøer. Derfor vil LiDAR, synssystemer, treghetsnavigasjon og høy-posisjoneringsteknologi gradvis bli integrert for å danne mer stabile navigasjonssystemer.

For det andre vil tre-dimensjonale persepsjonsevner fortsette å forbedres. Med utviklingen av 3D LiDAR-teknologi vil mobile roboter ikke bare utføre to-dimensjonal navigasjon, men også oppnå tre-dimensjonal miljøoppfatning, noe som gir grunnlaget for unngåelse av hindringer, samarbeid og intelligent-beslutningstaking i komplekse scenarier.

I tillegg vil mobile roboter gradvis utvides fra innendørsmiljøer til utendørs- og semi{0}utendørsapplikasjoner, og spille viktige roller i scenarier som smarte campuser, smarte gruver og smarte flyplasser.

3 gaffel-Type mobile roboter

3.1 Tekniske egenskaper

Mobilroboter av -type gaffel er automatisert utstyr for-materiell håndtering utviklet ved å integrere navigasjonssystemer, automatisk kontrollteknologi og sikkerhetssystemer i tradisjonelle gaffeltruckplattformer. Ved å bruke autonom kjøreteknologi på gaffeltruckplattformer, kan disse robotene utføre automatiserte operasjoner som lasthåndtering, stabling og transport.

De siste årene, med den økende etterspørselen etter automatisert logistikk i bedrifter, har ubemannede gaffeltrucker gradvis blitt et viktig segment av markedet for industrielle mobile roboter.

3.2 Utviklingstrender

Når det gjelder navigasjonsteknologi, er SLAM-navigasjon gradvis i ferd med å bli mainstream-løsningen for autonome gaffeltrucker. Sammenlignet med tradisjonell laserreflektornavigasjon gir SLAM-navigasjon betydelige fordeler når det gjelder utplasseringseffektivitet og systemfleksibilitet.

Når det gjelder produktdesign, begynner noen selskaper å bevege seg utover tradisjonelle gaffeltruckstrukturer ved å utvikle innovative chassis- og gaffeldesign. Eksempler inkluderer U-formede strukturer, side-gaffelstrukturer og doble-pallehåndteringsstrukturer, som alle har som mål å forbedre driftseffektiviteten og plassutnyttelsen.

Samtidig er miniatyrisering og lett design også viktige utviklingsretninger for mobile roboter av gaffel-type. Disse produktene er kompakte, svært fleksible og enkle å distribuere, noe som gjør dem spesielt egnet for kort-materialtransport innen fabrikker.

4 oppbevaringsroboter

4.1 Teknologioversikt

Bin-lagringsrobotsystemer (CTU, Container Transfer Unit) er automatiserte plukkesystemer som brukes i lagerlogistikk. Disse systemene består vanligvis av mobile roboter, hyllesystemer, ladesystemer, arbeidsstasjoner og intelligente planleggingssystemer.

Roboter bruker kasser eller originale kartonger som håndteringsenheter og beveger seg autonomt for å fullføre oppgaver som hylletilgang og ordreplukking.

4.2 Teknologiutviklingstrender

Når det gjelder navigasjonsteknologi, er QR-kodenavigasjon fortsatt den vanlige løsningen for søppellagringsroboter. Fordi lagermiljøer er relativt faste og krever mindre sti-fleksibilitet, gir QR-kodenavigering klare fordeler når det gjelder kostnader og stabilitet.

Fra perspektivet til teknologisk innovasjon har markedet for oppbevaringsroboter allerede dannet et relativt modent produktsystem. Industriinnovasjon er hovedsakelig fokusert på flere aspekter.

For det første er den kontinuerlige optimaliseringen av maskinvareytelsen, for eksempel forbedring av robothastighet, lastekapasitet og batteriholdbarhet.

For det andre er den pågående oppgraderingen av programvaresystemer, der intelligente planleggingsalgoritmer brukes for å optimalisere den generelle effektiviteten til lagersystemer.

For det tredje er innovasjonen av systemløsninger, for eksempel muliggjør samarbeid mellom ulike typer roboter for ytterligere å forbedre den generelle logistikkeffektiviteten.

5 hybride mobile roboter

5.1 Teknologioversikt

Hybride mobile roboter er intelligente robotsystemer som kombinerer en mobil plattform med en robotarm. Slike systemer består vanligvis av et mobilt chassis, robotarm, synssystem og ende-effektor, som gjør dem i stand til å utføre operasjonelle oppgaver mens de beveger seg.

Ved å kombinere mobilitet med manipulasjonsevner, kan disse robotene utføre mer komplekse produksjonsoppgaver som automatisert montering, materialsortering og kvalitetsinspeksjon.

5.2 Utviklingstrender

I de tidlige stadiene stolte hybridmobilroboter ofte på magnetisk navigasjon og krevde ekstra posisjoneringsenheter for å oppnå høy-presisjonsoperasjoner. Med utviklingen av AMR-teknologi er autonome navigasjonsmobilplattformer gradvis i ferd med å bli mainstream-plattformen for hybridroboter.

Fremtidige utviklingstrender omfatter hovedsakelig flere aspekter.

For det første vil kontrollsystemene bli ytterligere integrert. Koordinert kontroll mellom mobile roboter og robotarmer vil bli en nøkkelteknologi, og enhetlige kontrollere kan etter hvert muliggjøre fullstendig koordinert drift.

For det andre vil multi-sensorfusjonsposisjoneringsteknologi ytterligere forbedre roboters romlige persepsjonsevner, og dermed forbedre den generelle nøyaktigheten og stabiliteten til systemet.

I tillegg, med utviklingen av kunstig intelligens, tingenes internett og 5G-teknologi, vil hybride mobile roboter oppnå sterkere intelligente evner og muliggjøre mer fleksibel og effektiv automatisert produksjon.

6 tunge-mobile roboter

6.1 Tekniske egenskaper

Kraftige-mobilroboter refererer vanligvis til industrielt mobilt utstyr med lastekapasitet på over 10 tonn. De brukes hovedsakelig i tung produksjon, jernbanetransport, romfart og storskala utstyrsindustri.

Sammenlignet med konvensjonelle mobile roboter stiller tunge-roboter høyere tekniske krav til strukturell design, kraftsystemer og sikkerhetskontroll.

6.2 Utviklingstrender

Ettersom nivået på industriell automatisering fortsetter å øke, øker markedsetterspørselen etter kraftige-mobilroboter jevnt og trutt. Fremtidig teknologisk utvikling vil i hovedsak gjenspeiles i flere aspekter.

Først er utviklingen mot høyere lastekapasitet, med noen tunge-roboter som allerede beveger seg mot lastekapasiteter på flere hundre tonn.

For det andre er utviklingen av mer intelligente navigasjonsteknologier, der naturlig navigasjon gradvis erstatter tradisjonelle magnetstripe- eller QR-kodenavigeringsmetoder.

For det tredje er samarbeidsteknologi for flere-kjøretøyer, der flåtekoordinering muliggjør effektiv transport av stort utstyr.

7 semi-mobile utendørsroboter

7.1 Applikasjonsscenarier

Etter hvert som mobil robotteknologi fortsetter å modnes, har anvendelsesomfanget gradvis utvidet seg fra innendørsmiljøer til semi-utendørs og til og med fullstendig utendørsmiljøer.

I scenarier som industriparklogistikk, havneterminaler, flyplasstransport og mineinspeksjon, erstatter mobile roboter gradvis tradisjonelt manuelt transportutstyr.

7.2 Teknologiutviklingstrender

Teknologisk sett er semi-utendørs mobile roboter svært lik lav-autonome kjøretøy. Kjerneteknologiene deres inkluderer miljøoppfatning, posisjonering og navigering, stiplanlegging og bevegelseskontroll.

I fremtiden vil mobile roboter integreres ytterligere med teknologi for autonom kjøring. Gjennom høy-posisjonering, visuell persepsjon og LiDAR-teknologi, vil roboter oppnå mer stabile og sikrere funksjoner utendørs.

Samtidig, med utviklingen av kunstig intelligens og kommunikasjonsteknologi, vil mobile roboter gradvis danne mer intelligente logistikknettverk, noe som muliggjør mer effektive ubemannede transportsystemer.

Konklusjon

Totalt sett utvikler industrielle mobile roboter seg fra enkeltautomatiserte enheter til intelligente samarbeidssystemer. Med kontinuerlige fremskritt innen navigasjonsteknologi, kunstig intelligens og autonom kjøreteknologi, vil industrielle mobile roboter spille en stadig viktigere rolle i intelligent produksjon, smart logistikk og smarte byer, og bli en sentral drivkraft for oppgradering av industriell automatisering.