1 Introducere

Roboții mobili industriali sunt echipamente inteligente utilizate în mediile de logistică industrială și de producție. Acești roboți sunt de obicei echipați cu sisteme de navigație și sunt controlați centralizat de sistemele de control de la bord. Aceștia adoptă în principal structuri de mobilitate pe roți și integrează sisteme de putere sau mecanisme de transmisie a puterii pentru a îndeplini sarcini precum manipularea materialelor, colaborarea în producție și livrarea automată.

Din perspectiva arhitecturii sistemului, roboții mobili industriali constau, în general, din mai multe module, inclusiv structura caroseriei vehiculului, sistemul de antrenare, mecanismul de execuție, sistemul de protecție a siguranței, sistemul de control, sistemul de alimentare cu energie, sistemul de navigație, sistemul de comunicare și sistemul de interacțiune om-mașină. Nivelul ridicat de integrare între aceste subsisteme permite roboților să funcționeze stabil, sigur și eficient în medii industriale complexe.

Odată cu dezvoltarea rapidă a automatizării industriale și a producției inteligente, roboții mobili industriali au evoluat în diverse rute tehnologice. În ceea ce privește metodele de navigare, tehnologiile utilizate în mod obișnuit includ navigarea electromagnetică, navigarea cu bandă magnetică, navigarea cu unghii magnetice, navigarea cu coduri QR, navigarea optică, navigarea cu laser, navigarea prin viziune, navigarea inerțială, navigarea RFID și navigarea prin fuziune cu mai multe-senzori. În ceea ce privește metodele de acționare, sistemele pot fi clasificate în structuri cu tracțiune simplă-, tracțiune dublă- și structuri cu tracțiune multi-roți. Din perspectiva arhitecturii șasiului, configurațiile includ structuri de transmisie diferențială, structuri de transmisie a direcției, structuri de roți mecanice, structuri cu șenile și structuri de tip-de osii.

În plus, în funcție de diferitele funcții de aplicație, roboții mobili industriali pot fi, de asemenea, clasificați în roboți de manipulare, roboți de remorcare, roboți de asamblare, roboți de inspecție, roboți de sortare și roboți hibrizi. Pe măsură ce scenariile de aplicație continuă să se extindă, diferite tipuri de roboți mobili au format treptat sisteme tehnice reprezentative și modele de aplicații.

2 roboți mobili autonomi (AMR)

2.1 Prezentare generală a tehnologiei AMR

Robotii mobili autonomi (AMR) reprezintă una dintre categoriile de roboți mobili industriali cu cea mai rapidă creștere-din ultimii ani. Spre deosebire de AGV-urile tradiționale care se bazează pe rute fixe, AMR posedă percepție asupra mediului, localizare autonomă și capacități de planificare dinamică-, permițându-le să funcționeze flexibil în medii complexe.

În prezent, AMR-urile sunt aplicate în principal în scenarii de producție industrială și logistică inteligentă. Abordările lor tehnologice de bază includ în primul rând SLAM laser și SLAM vizual. Prin-algoritmi de cartografiere și localizare a mediului în timp real, roboții pot realiza o navigare autonomă și o planificare a traseului chiar și în medii necunoscute.

În aplicațiile practice, mediile de producție se schimbă adesea frecvent și necesită o flexibilitate ridicată a sistemului. Drept urmare, AMR-urile devin treptat tipul principal de robot mobil utilizat în scenariile de producție inteligentă.

2.2 Tendințe de dezvoltare a tehnologiei

În prezent, majoritatea AMR-urilor industriale se bazează încă în principal pe tehnologia laser SLAM. Acest lucru se datorează în principal faptului că LiDAR funcționează bine în ceea ce privește stabilitatea, adaptabilitatea la mediu și precizia de poziționare. Deși SLAM vizual oferă avantaje de cost și poate extrage mai multe informații semantice, se confruntă totuși cu provocări în medii de iluminare complexe și scenarii cu textură vizuală insuficientă.

Tendințele viitoare de dezvoltare se reflectă în principal în mai multe aspecte.

În primul rând, fuziunea cu mai mulți-senzori va deveni abordarea tehnologică principală. Un singur senzor nu poate îndeplini pe deplin cerințele de fiabilitate ale mediilor industriale. Prin urmare, LiDAR, sistemele de viziune, navigația inerțială și tehnologiile de poziționare de-înaltă precizie vor fi integrate treptat pentru a forma sisteme de navigație mai stabile.

În al doilea rând, capacitățile de percepție tri-dimensionale vor continua să se îmbunătățească. Odată cu progresul tehnologiei 3D LiDAR, roboții mobili nu vor efectua doar navigarea bi-dimensională, ci și percepția tri{-dimensională a mediului, oferind baza pentru evitarea obstacolelor, colaborarea și luarea deciziilor-inteligente în scenarii complexe.

În plus, roboții mobili se vor extinde treptat de la medii interioare la aplicații exterioare și semi{0}}exterioare, jucând roluri importante în scenarii precum campusuri inteligente, mine inteligente și aeroporturi inteligente.

3 Furcă-Roboți mobili

3.1 Caracteristici tehnice

Roboții mobili de tip furcă-sunt echipamente automate-de manipulare a materialelor dezvoltate prin integrarea sistemelor de navigație, a tehnologiei de control automat și a sistemelor de siguranță în platformele tradiționale cu stivuitoare. Prin aplicarea tehnologiei de conducere autonomă pe platformele stivuitoarelor, acești roboți pot efectua operațiuni automate, cum ar fi manipularea mărfurilor, stivuirea și transportul.

În ultimii ani, odată cu creșterea cererii de logistică automatizată în întreprinderi, stivuitoarele fără pilot au devenit treptat un segment important al pieței roboților mobili industriali.

3.2 Tendințe de dezvoltare

În ceea ce privește tehnologia de navigație, navigația SLAM devine treptat soluția principală pentru stivuitoarele autonome. În comparație cu navigația tradițională cu reflector laser, navigația SLAM oferă avantaje semnificative în ceea ce privește eficiența implementării și flexibilitatea sistemului.

În ceea ce privește designul produselor, unele companii încep să treacă dincolo de structurile tradiționale ale stivuitoarelor prin dezvoltarea de modele inovatoare de șasiu și furci. Exemplele includ structuri în formă de U-, structuri cu furci laterale- și structuri de manipulare a paleților duali-, toate acestea având ca scop îmbunătățirea eficienței operaționale și utilizarea spațiului.

În același timp, miniaturizarea și designul ușor sunt, de asemenea, direcții importante de dezvoltare pentru roboții mobili de tip furcă-. Aceste produse sunt compacte, foarte flexibile și ușor de implementat, ceea ce le face deosebit de potrivite pentru transportul de materiale pe distanțe scurte-în cadrul fabricilor.

4 roboți de depozitare

4.1 Prezentare generală a tehnologiei

Sistemele robot de depozitare a containerelor (CTU, Container Transfer Unit) sunt sisteme de picking automatizate utilizate în logistica depozitelor. Aceste sisteme constau de obicei din roboți mobili, sisteme de rafturi, sisteme de încărcare, stații de lucru și sisteme de programare inteligente.

Roboții folosesc containere sau cutii originale ca unități de manipulare și se deplasează în mod autonom pentru a îndeplini sarcini precum accesul la rafturi și ridicarea comenzilor.

4.2 Tendințe de dezvoltare a tehnologiei

În ceea ce privește tehnologia de navigare, navigarea cu coduri QR rămâne soluția principală pentru roboții de depozitare a coșului. Deoarece mediile de depozitare sunt relativ fixe și necesită mai puțină flexibilitate a căii, navigarea cu coduri QR oferă avantaje clare în ceea ce privește costul și stabilitatea.

Din perspectiva inovației tehnologice, piața roboților de depozitare a containerelor a format deja un sistem de produse relativ matur. Inovația în industrie se concentrează în principal pe mai multe aspecte.

În primul rând, este optimizarea continuă a performanței hardware, cum ar fi îmbunătățirea vitezei robotului, a capacității de încărcare și a rezistenței bateriei.

În al doilea rând este actualizarea continuă a sistemelor software, în care algoritmi de programare inteligenți sunt utilizați pentru a optimiza eficiența generală a sistemelor de depozit.

În al treilea rând este inovarea soluțiilor de sistem, de exemplu, permițând colaborarea între diferite tipuri de roboți pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența globală a logisticii.

5 roboți mobili hibridi

5.1 Prezentare generală a tehnologiei

Roboții mobili hibridi sunt sisteme robotizate inteligente care combină o platformă mobilă cu un braț robotic. Astfel de sisteme constau de obicei dintr-un șasiu mobil, un braț robotic, un sistem de viziune și un-efector final, permițându-le să efectueze sarcini operaționale în timpul mișcării.

Combinând mobilitatea cu capacitățile de manipulare, acești roboți pot executa sarcini de producție mai complexe, cum ar fi asamblarea automată, sortarea materialelor și inspecția calității.

5.2 Tendințe de dezvoltare

În primele etape, roboții mobili hibrizi se bazau adesea pe navigarea magnetică și aveau nevoie de dispozitive de poziționare suplimentare pentru a realiza operațiuni de înaltă{0}}precizie. Odată cu dezvoltarea tehnologiei AMR, platformele mobile de navigație autonomă devin treptat platforma principală pentru roboții hibrizi.

Tendințele viitoare de dezvoltare includ în principal mai multe aspecte.

În primul rând, sistemele de control vor deveni integrate în continuare. Controlul coordonat între roboții mobili și brațele robotizate va deveni o tehnologie cheie, iar controlerele unificate pot permite în cele din urmă o funcționare complet coordonată.

În al doilea rând, tehnologia de poziționare prin fuziune cu mai mulți-senzori va îmbunătăți și mai mult capacitățile de percepție spațială ale roboților, sporind astfel acuratețea și stabilitatea generală a sistemului.

În plus, odată cu dezvoltarea inteligenței artificiale, a internetului obiectelor și a tehnologiei 5G, roboții mobili hibrizi vor atinge capabilități inteligente mai puternice și vor permite o producție automată mai flexibilă și mai eficientă.

6 roboți mobili-grei

6.1 Caracteristici tehnice

Roboții mobili-grei se referă, în general, la echipamente mobile industriale cu capacități de încărcare care depășesc 10 tone. Acestea sunt utilizate în principal în industria de producție grea, transportul feroviar, industria aerospațială și industria de producție de echipamente pe scară largă-.

În comparație cu roboții mobili convenționali, roboții pentru sarcini grele-pun cerințe tehnice mai ridicate privind proiectarea structurală, sistemele de alimentare și controlul siguranței.

6.2 Tendințe de dezvoltare

Pe măsură ce nivelul de automatizare industrială continuă să crească, cererea de pe piață pentru roboți mobili-grei este în continuă creștere. Dezvoltarea tehnologică viitoare se va reflecta în principal în mai multe aspecte.

În primul rând, este dezvoltarea către capacități de încărcare mai mari, unii roboți-de sarcină grea care se deplasează deja spre capacități de încărcare de câteva sute de tone.

În al doilea rând este avansarea tehnologiilor de navigație mai inteligente, în care navigația naturală înlocuiește treptat metodele tradiționale de navigare cu bandă magnetică sau coduri QR.

În al treilea rând este tehnologia de transport în cooperare cu mai multe vehicule-, în care coordonarea flotei permite transportul eficient al echipamentelor mari.

7 roboți mobili semi-de exterior

7.1 Scenarii de aplicare

Pe măsură ce tehnologia roboților mobili continuă să se maturizeze, domeniul său de aplicare s-a extins treptat de la medii interioare la medii semi-în aer liber și chiar în aer liber.

În scenarii precum logistica parcurilor industriale, terminalele portuare, transportul la aeroport și inspecția minelor, roboții mobili înlocuiesc treptat echipamentele tradiționale de transport manual.

7.2 Tendințe de dezvoltare a tehnologiei

Din punct de vedere tehnologic, roboții mobili semi-de exterior sunt foarte asemănători cu vehiculele autonome-de viteză mică. Tehnologiile lor de bază includ percepția mediului, poziționarea și navigarea, planificarea traseului și controlul mișcării.

În viitor, roboții mobili se vor integra în continuare cu tehnologia de conducere autonomă. Prin poziționarea de înaltă-precizie, percepția vizuală și tehnologia LiDAR, roboții vor obține capabilități de operare în aer liber mai stabile și mai sigure.

În același timp, odată cu dezvoltarea inteligenței artificiale și a tehnologiilor de comunicare, roboții mobili vor forma treptat rețele logistice mai inteligente, permițând sisteme de transport fără pilot mai eficiente.

Concluzie

În general, roboții mobili industriali evoluează de la dispozitive automate unice la sisteme inteligente de colaborare. Cu progresele continue în tehnologia de navigație, inteligența artificială și tehnologia de conducere autonomă, roboții mobili industriali vor juca un rol din ce în ce mai important în producția inteligentă, logistica inteligentă și orașele inteligente, devenind o forță motrice cheie pentru modernizarea automatizării industriale.