1 Inleiding

Industriële mobiele robots zijn intelligente apparatuur die wordt gebruikt in industriële logistieke en productieomgevingen. Deze robots zijn doorgaans uitgerust met navigatiesystemen en worden centraal bestuurd door besturingssystemen aan boord. Ze maken voornamelijk gebruik van mobiliteitsstructuren op wielen en integreren energiesystemen of mechanismen voor krachtoverbrenging om taken uit te voeren zoals materiaalbehandeling, productiesamenwerking en geautomatiseerde levering.

Vanuit het perspectief van de systeemarchitectuur bestaan ​​industriële mobiele robots over het algemeen uit meerdere modules, waaronder de voertuigcarrosseriestructuur, het aandrijfsysteem, het uitvoeringsmechanisme, het veiligheidsbeschermingssysteem, het besturingssysteem, het voedingssysteem, het navigatiesysteem, het communicatiesysteem en het mens-machine-interactiesysteem. Het hoge niveau van integratie tussen deze subsystemen zorgt ervoor dat robots stabiel, veilig en efficiënt kunnen opereren in complexe industriële omgevingen.

Met de snelle ontwikkeling van industriële automatisering en intelligente productie zijn industriële mobiele robots geëvolueerd naar diverse technologische routes. Op het gebied van navigatiemethoden omvatten veelgebruikte technologieën elektromagnetische navigatie, magneetstripnavigatie, magnetische nagelnavigatie, QR-codenavigatie, optische navigatie, lasernavigatie, vision-navigatie, traagheidsnavigatie, RFID-navigatie en multi-sensorfusienavigatie. Wat de aandrijfmethoden betreft, kunnen systemen worden onderverdeeld in structuren met enkele-wielaandrijving, dubbele-wielaandrijving en meer-wielaandrijving. Vanuit het perspectief van de chassisarchitectuur omvatten configuraties differentiële aandrijfconstructies, stuuraandrijfconstructies, mecanumwielconstructies, rupsconstructies en as--constructies.

Bovendien kunnen industriële mobiele robots volgens verschillende toepassingsfuncties ook worden ingedeeld in handlingrobots, sleeprobots, montagerobots, inspectierobots, sorteerrobots en hybride robots. Naarmate de toepassingsscenario's zich blijven uitbreiden, hebben verschillende soorten mobiele robots geleidelijk representatieve technische systemen en toepassingsmodellen gevormd.

2 autonome mobiele robots (AMR)

2.1 Overzicht van AMR-technologie

Autonome mobiele robots (AMR's) vertegenwoordigen een van de snelst-groeiende categorieën industriële mobiele robots van de afgelopen jaren. In tegenstelling tot traditionele AGV's die afhankelijk zijn van vaste routes, beschikken AMR's over omgevingsperceptie, autonome lokalisatie en dynamische padplanning-, waardoor ze flexibel kunnen opereren in complexe omgevingen.

Momenteel worden AMR's voornamelijk toegepast in industriële productie- en intelligente logistieke scenario's. Hun belangrijkste technologische benaderingen omvatten voornamelijk laser-SLAM en visuele SLAM. Via real-algoritmen voor omgevingskartering en lokalisatie kunnen robots autonome navigatie en padplanning realiseren, zelfs in onbekende omgevingen.

In praktische toepassingen veranderen productieomgevingen vaak vaak en vereisen ze een hoge systeemflexibiliteit. Als gevolg hiervan worden AMR’s geleidelijk het reguliere type mobiele robot dat wordt gebruikt in intelligente productiescenario’s.

2.2 Trends in technologische ontwikkeling

Momenteel zijn de meeste industriële AMR's nog steeds voornamelijk gebaseerd op laser-SLAM-technologie. Dit komt vooral omdat LiDAR goed presteert op het gebied van stabiliteit, aanpassingsvermogen aan de omgeving en positioneringsnauwkeurigheid. Hoewel visuele SLAM kostenvoordelen biedt en meer semantische informatie kan extraheren, wordt het nog steeds geconfronteerd met uitdagingen in complexe verlichtingsomgevingen en scenario's met onvoldoende visuele textuur.

Toekomstige ontwikkelingstrends worden voornamelijk weerspiegeld in verschillende aspecten.

Ten eerste zal multi-sensorfusie de mainstream technologische benadering worden. Eén enkele sensor kan niet volledig voldoen aan de betrouwbaarheidseisen van industriële omgevingen. Daarom zullen LiDAR, visiesystemen, traagheidsnavigatie en uiterst nauwkeurige positioneringstechnologieën geleidelijk worden geïntegreerd om stabielere navigatiesystemen te vormen.

Ten tweede zullen de drie--perceptiemogelijkheden blijven verbeteren. Met de vooruitgang van de 3D LiDAR-technologie zullen mobiele robots niet alleen twee-dimensionale navigatie uitvoeren, maar ook een drie-dimensionale omgevingsperceptie bereiken, waardoor de basis wordt gelegd voor het vermijden van obstakels, samenwerking en intelligente besluitvorming-in complexe scenario's.

Bovendien zullen mobiele robots zich geleidelijk uitbreiden van binnenomgevingen naar buiten- en semi{0}}buitentoepassingen, en een belangrijke rol spelen in scenario's zoals slimme campussen, slimme mijnen en slimme luchthavens.

3 vorken-Type mobiele robots

3.1 Technische kenmerken

Mobiele robots van het type vork- zijn geautomatiseerde apparatuur- voor het hanteren van materiaal, ontwikkeld door navigatiesystemen, automatische besturingstechnologie en veiligheidssystemen te integreren in traditionele vorkheftruckplatforms. Door autonome rijtechnologie toe te passen op vorkheftruckplatforms kunnen deze robots geautomatiseerde handelingen uitvoeren, zoals vrachtafhandeling, stapelen en transport.

Met de toenemende vraag naar geautomatiseerde logistiek in bedrijven zijn onbemande vorkheftrucks de afgelopen jaren geleidelijk een belangrijk segment van de industriële mobiele robotmarkt geworden.

3.2 Ontwikkelingstrends

Op het gebied van navigatietechnologie wordt SLAM-navigatie geleidelijk de mainstream-oplossing voor autonome vorkheftrucks. Vergeleken met traditionele laserreflectornavigatie biedt SLAM-navigatie aanzienlijke voordelen op het gebied van implementatie-efficiëntie en systeemflexibiliteit.

Op het gebied van productontwerp beginnen sommige bedrijven verder te gaan dan de traditionele vorkheftruckconstructies door innovatieve chassis- en vorkontwerpen te ontwikkelen. Voorbeelden hiervan zijn onder meer U--vormige structuren, zij-vorkstructuren en dubbele-pallethandlingstructuren, die allemaal gericht zijn op het verbeteren van de operationele efficiëntie en het ruimtegebruik.

Tegelijkertijd zijn miniaturisatie en lichtgewicht ontwerp ook belangrijke ontwikkelingsrichtingen voor mobiele robots van het vork--type. Deze producten zijn compact, zeer flexibel en eenvoudig te implementeren, waardoor ze bijzonder geschikt zijn voor materiaaltransport over korte- afstanden binnen fabrieken.

4 opslagrobots voor bakken

4.1 Technologieoverzicht

Bakopslagrobotsystemen (CTU, Container Transfer Unit) zijn geautomatiseerde picksystemen die worden gebruikt in de magazijnlogistiek. Deze systemen bestaan ​​doorgaans uit mobiele robots, stellingsystemen, laadsystemen, werkstations en intelligente planningssystemen.

Robots gebruiken bakken of originele dozen als verwerkingseenheden en verplaatsen zich autonoom om taken uit te voeren, zoals toegang tot de schappen en orderverzamelen.

4.2 Trends in technologische ontwikkeling

Op het gebied van navigatietechnologie blijft QR-codenavigatie de mainstreamoplossing voor bakopslagrobots. Omdat magazijnomgevingen relatief vast zijn en minder padflexibiliteit vereisen, biedt QR-codenavigatie duidelijke voordelen op het gebied van kosten en stabiliteit.

Vanuit het perspectief van technologische innovatie heeft de markt voor bakrobots al een relatief volwassen productsysteem gevormd. Industrie-innovatie richt zich vooral op meerdere aspecten.

Ten eerste is er de voortdurende optimalisatie van de hardwareprestaties, zoals het verbeteren van de robotsnelheid, het laadvermogen en het uithoudingsvermogen van de batterij.

Ten tweede is er de voortdurende upgrade van softwaresystemen, waarbij intelligente planningsalgoritmen worden gebruikt om de algehele efficiëntie van magazijnsystemen te optimaliseren.

Ten derde is er de innovatie van systeemoplossingen, die bijvoorbeeld samenwerking tussen verschillende soorten robots mogelijk maken om de algehele logistieke efficiëntie verder te verbeteren.

5 hybride mobiele robots

5.1 Technologieoverzicht

Hybride mobiele robots zijn intelligente robotsystemen die een mobiel platform combineren met een robotarm. Dergelijke systemen bestaan ​​doorgaans uit een mobiel chassis, een robotarm, een visiesysteem en een eindeffector, waardoor ze operationele taken kunnen uitvoeren terwijl ze rijden.

Door mobiliteit te combineren met manipulatiemogelijkheden kunnen deze robots complexere productietaken uitvoeren, zoals geautomatiseerde assemblage, materiaalsortering en kwaliteitscontrole.

5.2 Ontwikkelingstrends

In de beginfase vertrouwden hybride mobiele robots vaak op magnetische navigatie en hadden ze extra positioneringsapparatuur nodig om zeer-precieze operaties uit te voeren. Met de ontwikkeling van AMR-technologie worden mobiele navigatieplatforms geleidelijk het mainstreamplatform voor hybride robots.

Toekomstige ontwikkelingstrends omvatten voornamelijk verschillende aspecten.

Ten eerste zullen de controlesystemen verder geïntegreerd worden. Gecoördineerde controle tussen mobiele robots en robotarmen zal een sleuteltechnologie worden, en uniforme controllers kunnen uiteindelijk een volledig gecoördineerde werking mogelijk maken.

Ten tweede zal multi{0}}sensorfusie-positioneringstechnologie de ruimtelijke waarnemingsmogelijkheden van robots verder verbeteren, waardoor de algehele nauwkeurigheid en stabiliteit van het systeem wordt verbeterd.

Bovendien zullen hybride mobiele robots, met de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie, het internet der dingen en 5G-technologie, sterkere intelligente capaciteiten bereiken en een flexibelere en efficiëntere geautomatiseerde productie mogelijk maken.

6 zware-mobiele robots

6.1 Technische kenmerken

Mobiele -zware robots verwijzen over het algemeen naar industriële mobiele apparatuur met een draagvermogen van meer dan 10 ton. Ze worden voornamelijk gebruikt in de zware industrie, het spoorvervoer, de ruimtevaart en de grootschalige productie-industrie van apparatuur-.

Vergeleken met conventionele mobiele robots stellen robots voor zwaar gebruik- hogere technische eisen aan het structurele ontwerp, de energiesystemen en de veiligheidscontrole.

6.2 Ontwikkelingstrends

Terwijl het niveau van de industriële automatisering blijft toenemen, groeit de marktvraag naar zware- mobiele robots gestaag. De toekomstige technologische ontwikkeling zal vooral in meerdere aspecten tot uiting komen.

Ten eerste is er de ontwikkeling naar hogere laadvermogens, waarbij sommige zware-robots al op weg zijn naar laadvermogens van enkele honderden tonnen.

Ten tweede is er de vooruitgang van intelligentere navigatietechnologieën, waarbij natuurlijke navigatie geleidelijk de traditionele navigatiemethoden met magneetstrips of QR-codes vervangt.

Ten derde is er de coöperatieve transporttechnologie voor meerdere- voertuigen, waarbij wagenparkcoördinatie efficiënt transport van groot materieel mogelijk maakt.

7 semi-mobiele robots voor buiten

7.1 Toepassingsscenario's

Naarmate de mobiele robottechnologie steeds volwassener wordt, is het toepassingsbereik ervan geleidelijk uitgebreid van binnenomgevingen naar semi-buitenomgevingen en zelfs volledig buitenomgevingen.

In scenario's zoals de logistiek van industrieparken, haventerminals, luchthavenvervoer en mijninspectie vervangen mobiele robots geleidelijk de traditionele handmatige transportapparatuur.

7.2 Trends in technologische ontwikkeling

Technologisch gezien lijken semi-mobiele robots voor buitengebruik sterk op autonome voertuigen met lage- snelheid. Hun kerntechnologieën omvatten omgevingsperceptie, positionering en navigatie, padplanning en bewegingscontrole.

In de toekomst zullen mobiele robots verder integreren met autonome rijtechnologie. Door uiterst nauwkeurige positionering, visuele waarneming en LiDAR-technologie zullen robots stabielere en veiligere mogelijkheden voor buitengebruik realiseren.

Tegelijkertijd zullen mobiele robots, met de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie en communicatietechnologieën, geleidelijk aan intelligentere logistieke netwerken vormen, waardoor efficiëntere onbemande transportsystemen mogelijk worden.

Conclusie

Over het geheel genomen evolueren industriële mobiele robots van afzonderlijke geautomatiseerde apparaten naar intelligente samenwerkingssystemen. Met de voortdurende vooruitgang op het gebied van navigatietechnologie, kunstmatige intelligentie en autonome rijtechnologie zullen industriële mobiele robots een steeds belangrijkere rol spelen in intelligente productie, slimme logistiek en slimme steden, en een belangrijke drijvende kracht worden voor de upgrade van industriële automatisering.