1 Introduktion

Industriella mobila robotar är intelligent utrustning som används i industriell logistik och tillverkningsmiljöer. Dessa robotar är vanligtvis utrustade med navigationssystem och styrs centralt av styrsystem ombord. De använder huvudsakligen hjulförsedda mobilitetsstrukturer och integrerar kraftsystem eller kraftöverföringsmekanismer för att utföra uppgifter som materialhantering, produktionssamarbete och automatiserad leverans.

Ur ett systemarkitekturperspektiv består industriella mobila robotar i allmänhet av flera moduler, inklusive fordonets karossstruktur, drivsystem, utförandemekanism, säkerhetsskyddssystem, kontrollsystem, strömförsörjningssystem, navigationssystem, kommunikationssystem och interaktionssystem mellan människa och maskin. Den höga integrationsnivån mellan dessa delsystem gör att robotar kan arbeta stabilt, säkert och effektivt i komplexa industriella miljöer.

Med den snabba utvecklingen av industriell automation och intelligent tillverkning har industriella mobila robotar utvecklats till olika tekniska vägar. När det gäller navigeringsmetoder inkluderar de vanligaste teknikerna elektromagnetisk navigering, magnetremsnavigering, magnetisk nagelnavigering, QR-kodnavigering, optisk navigering, lasernavigering, synnavigering, tröghetsnavigering, RFID-navigering och multi-sensorfusionsnavigering. När det gäller drivmetoder kan system kategoriseras i enkel-hjulsdrift, dubbel-hjulsdrift och multi-hjulsdrift. Ur chassiarkitekturens perspektiv inkluderar konfigurationer differentiella drivstrukturer, styrdrivningsstrukturer, mecanum-hjulstrukturer, bandstrukturer och axelstrukturer av -typ.

Dessutom, enligt olika applikationsfunktioner, kan industriella mobila robotar också klassificeras i hanteringsrobotar, bogserrobotar, monteringsrobotar, inspektionsrobotar, sorteringsrobotar och hybridrobotar. I takt med att applikationsscenarier fortsätter att expandera har olika typer av mobila robotar gradvis bildat representativa tekniska system och applikationsmodeller.

2 autonoma mobila robotar (AMR)

2.1 Översikt över AMR-teknik

Autonoma mobila robotar (AMR) representerar en av de snabbast -växande kategorierna av industriella mobila robotar under de senaste åren. Till skillnad från traditionella AGV:er som förlitar sig på fasta rutter, har AMR:er miljöuppfattning, autonom lokalisering och dynamisk vägplanering-, vilket gör att de kan arbeta flexibelt i komplexa miljöer.

För närvarande används AMR främst i industriell tillverkning och intelligenta logistikscenarier. Deras kärntekniska tillvägagångssätt inkluderar i första hand laser SLAM och visuell SLAM. Genom-realtidsmiljökartläggning och lokaliseringsalgoritmer kan robotar uppnå autonom navigering och vägplanering även i okända miljöer.

I praktiska tillämpningar ändras tillverkningsmiljöer ofta ofta och kräver hög systemflexibilitet. Som ett resultat blir AMR gradvis den vanliga typen av mobil robot som används i intelligenta tillverkningsscenarier.

2.2 Teknikutvecklingstrender

För närvarande är de flesta industriella AMR fortfarande baserade främst på laser SLAM-teknik. Detta beror främst på att LiDAR presterar bra när det gäller stabilitet, miljöanpassning och positioneringsnoggrannhet. Även om visuell SLAM erbjuder kostnadsfördelar och kan extrahera mer semantisk information, står den fortfarande inför utmaningar i komplexa ljusmiljöer och scenarier med otillräcklig visuell struktur.

Framtida utvecklingstrender återspeglas främst i flera aspekter.

För det första kommer multi-sensorfusion att bli det vanliga tekniska tillvägagångssättet. En enda sensor kan inte helt uppfylla tillförlitlighetskraven i industriella miljöer. Därför kommer LiDAR, visionsystem, tröghetsnavigering och hög-positioneringsteknik gradvis att integreras för att bilda mer stabila navigationssystem.

För det andra kommer tre-dimensionella perceptionsmöjligheter att fortsätta att förbättras. Med 3D LiDAR-teknikens framsteg kommer mobila robotar inte bara att utföra två-dimensionell navigering utan också uppnå tre-dimensionell miljöuppfattning, vilket ger grunden för att undvika hinder, samarbete och intelligent-beslutsfattande i komplexa scenarier.

Dessutom kommer mobila robotar gradvis att expandera från inomhusmiljöer till utomhus- och semi-utomhusapplikationer och spela viktiga roller i scenarier som smarta campus, smarta minor och smarta flygplatser.

3 gaffel-Typ mobila robotar

3.1 Tekniska egenskaper

Mobilrobotar av -typ gaffel är automatiserad material-hanteringsutrustning som utvecklats genom att integrera navigationssystem, automatisk kontrollteknik och säkerhetssystem i traditionella gaffeltruckar. Genom att tillämpa autonom körteknik på gaffeltruckar kan dessa robotar utföra automatiserade operationer som lasthantering, stapling och transport.

Under de senaste åren, med den ökande efterfrågan på automatiserad logistik i företag, har obemannade gaffeltruckar gradvis blivit ett viktigt segment av den industriella mobila robotmarknaden.

3.2 Utvecklingstrender

När det gäller navigationsteknik håller SLAM-navigering gradvis på att bli den vanliga lösningen för autonoma gaffeltruckar. Jämfört med traditionell laserreflektornavigering erbjuder SLAM-navigering betydande fördelar när det gäller implementeringseffektivitet och systemflexibilitet.

När det gäller produktdesign börjar vissa företag gå bortom traditionella gaffeltruckstrukturer genom att utveckla innovativa chassi- och gaffeldesigner. Exempel inkluderar U-formade strukturer, sido-gaffelstrukturer och dubbla-pallhanteringsstrukturer, som alla syftar till att förbättra operativ effektivitet och utrymmesutnyttjande.

Samtidigt är miniatyrisering och lättviktsdesign också viktiga utvecklingsriktningar för mobila robotar av gaffel-typ. Dessa produkter är kompakta, mycket flexibla och lätta att implementera, vilket gör dem särskilt lämpliga för korta-materialtransporter inom fabriker.

Förvaringsrobotar för 4 behållare

4.1 Tekniköversikt

Binlagringsrobotsystem (CTU, Container Transfer Unit) är automatiserade plocksystem som används inom lagerlogistik. Dessa system består vanligtvis av mobila robotar, hyllsystem, laddningssystem, arbetsstationer och intelligenta schemaläggningssystem.

Robotar använder väskor eller originalkartonger som hanteringsenheter och flyttar sig självständigt för att utföra uppgifter som hylltillgång och orderplockning.

4.2 Teknikutvecklingstrender

När det gäller navigeringsteknik förblir QR-kodnavigering den vanliga lösningen för soplagringsrobotar. Eftersom lagermiljöer är relativt fixerade och kräver mindre vägflexibilitet erbjuder QR-kodnavigering tydliga fördelar vad gäller kostnad och stabilitet.

Ur perspektivet av teknisk innovation har marknaden för förvaringsrobotar för soptunnor redan bildat ett relativt moget produktsystem. Industriinnovation är främst inriktad på flera aspekter.

Det första är den kontinuerliga optimeringen av hårdvarans prestanda, som att förbättra robotens hastighet, belastningskapacitet och batterihållbarhet.

För det andra är den pågående uppgraderingen av mjukvarusystem, där intelligenta schemaläggningsalgoritmer används för att optimera lagersystemens totala effektivitet.

För det tredje är innovationen av systemlösningar, som till exempel möjliggör samarbete mellan olika typer av robotar för att ytterligare förbättra den övergripande logistikeffektiviteten.

5 Hybrid mobila robotar

5.1 Tekniköversikt

Hybridmobila robotar är intelligenta robotsystem som kombinerar en mobil plattform med en robotarm. Sådana system består vanligtvis av ett mobilt chassi, robotarm, visionsystem och slut-effektor, vilket gör att de kan utföra operativa uppgifter medan de rör sig.

Genom att kombinera mobilitet med manipulationsmöjligheter kan dessa robotar utföra mer komplexa produktionsuppgifter som automatiserad montering, materialsortering och kvalitetsinspektion.

5.2 Utvecklingstrender

I de tidiga stadierna förlitade sig hybridmobila robotar ofta på magnetisk navigering och krävde ytterligare positioneringsenheter för att uppnå hög-precisionsoperationer. Med utvecklingen av AMR-teknik blir autonoma mobila navigeringsplattformar gradvis den vanliga plattformen för hybridrobotar.

Framtida utvecklingstrender omfattar främst flera aspekter.

För det första kommer kontrollsystemen att integreras ytterligare. Samordnad styrning mellan mobila robotar och robotarmar kommer att bli en nyckelteknologi, och enhetliga kontroller kan så småningom möjliggöra helt samordnad drift.

För det andra kommer multi-sensorfusionspositioneringsteknik att ytterligare förbättra robotarnas kapacitet för rumslig uppfattning och därigenom förbättra systemets övergripande noggrannhet och stabilitet.

Dessutom, med utvecklingen av artificiell intelligens, Internet of Things och 5G-teknik, kommer hybridmobila robotar att uppnå starkare intelligenta möjligheter och möjliggöra mer flexibel och effektiv automatiserad produktion.

6 tunga-mobila robotar

6.1 Tekniska egenskaper

Kraftiga mobila robotar-avser i allmänhet industriell mobil utrustning med lastkapacitet som överstiger 10 ton. De används främst inom tung tillverkning, järnvägstransporter, flyg- och storskaliga utrustningstillverkningsindustrier.

Jämfört med konventionella mobila robotar ställer tunga-robotar högre tekniska krav på strukturell design, kraftsystem och säkerhetskontroll.

6.2 Utvecklingstrender

När nivån på industriell automatisering fortsätter att öka, växer marknadens efterfrågan på tunga-mobila robotar stadigt. Den framtida tekniska utvecklingen kommer främst att avspeglas i flera aspekter.

Först är utvecklingen mot högre lastkapacitet, med några tunga-robotar som redan går mot lastkapaciteter på flera hundra ton.

För det andra är utvecklingen av mer intelligenta navigeringstekniker, där naturlig navigering gradvis ersätter traditionella magnetremsor eller QR-kodnavigeringsmetoder.

För det tredje är samverkande transportteknik för flera-fordon, där koordinering av flottan möjliggör effektiv transport av stor utrustning.

7 semi-mobila robotar för utomhusbruk

7.1 Applikationsscenarier

I takt med att mobil robotteknik fortsätter att mogna har dess tillämpningsområde gradvis utökats från inomhusmiljöer till halv-utomhusmiljöer och till och med helt utomhusmiljöer.

I scenarier som industriparkslogistik, hamnterminaler, flygplatstransporter och gruvinspektioner ersätter mobila robotar gradvis traditionell manuell transportutrustning.

7.2 Teknikutvecklingstrender

Tekniskt sett påminner semi-mobila robotar för utomhusbruk mycket om autonoma fordon med låg-hastighet. Deras kärnteknologier inkluderar miljöuppfattning, positionering och navigering, vägplanering och rörelsekontroll.

I framtiden kommer mobila robotar att integreras ytterligare med teknik för autonom körning. Genom hög-positionering, visuell perception och LiDAR-teknik kommer robotar att uppnå stabilare och säkrare användningsmöjligheter utomhus.

Samtidigt, med utvecklingen av artificiell intelligens och kommunikationsteknik, kommer mobila robotar gradvis att bilda mer intelligenta logistiknätverk, vilket möjliggör effektivare obemannade transportsystem.

Slutsats

Generellt sett utvecklas industriella mobila robotar från enstaka automatiserade enheter till intelligenta samarbetssystem. Med ständiga framsteg inom navigationsteknologi, artificiell intelligens och autonom körteknik kommer industriella mobila robotar att spela en allt viktigare roll i intelligent tillverkning, smart logistik och smarta städer, och bli en viktig drivkraft för uppgraderingen av industriell automation.