1 Giới thiệu

Robot di động công nghiệp là thiết bị thông minh được sử dụng trong môi trường sản xuất và hậu cần công nghiệp. Những robot này thường được trang bị hệ thống định vị và được điều khiển tập trung bởi hệ thống điều khiển trên tàu. Họ chủ yếu áp dụng các cấu trúc di chuyển có bánh xe và tích hợp hệ thống điện hoặc cơ chế truyền tải điện để thực hiện các nhiệm vụ như xử lý vật liệu, hợp tác sản xuất và phân phối tự động.

Từ góc độ kiến ​​trúc hệ thống, robot di động công nghiệp thường bao gồm nhiều mô-đun, bao gồm cấu trúc thân xe, hệ thống truyền động, cơ chế thực thi, hệ thống bảo vệ an toàn, hệ thống điều khiển, hệ thống cấp điện, hệ thống định vị, hệ thống liên lạc và hệ thống tương tác giữa người và máy. Mức độ tích hợp cao giữa các hệ thống con này cho phép robot hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả trong môi trường công nghiệp phức tạp.

Với sự phát triển nhanh chóng của tự động hóa công nghiệp và sản xuất thông minh, robot di động công nghiệp đã phát triển thành các tuyến công nghệ đa dạng. Về phương pháp điều hướng, các công nghệ thường được sử dụng bao gồm điều hướng điện từ, điều hướng sọc từ, điều hướng bằng móng tay từ tính, điều hướng bằng mã QR, điều hướng quang học, điều hướng bằng laser, điều hướng bằng tầm nhìn, điều hướng quán tính, điều hướng RFID và điều hướng tổng hợp đa cảm biến. Về phương pháp truyền động, hệ thống có thể được phân loại thành các cấu trúc dẫn động-một bánh, dẫn động hai bánh- và dẫn động nhiều-bánh xe. Từ góc độ kiến ​​trúc khung gầm, các cấu hình bao gồm cấu trúc truyền động vi sai, cấu trúc dẫn động lái, cấu trúc bánh xe mecanum, cấu trúc bánh xích và cấu trúc kiểu trục-.

Ngoài ra, theo các chức năng ứng dụng khác nhau, robot di động công nghiệp cũng có thể được phân loại thành robot xử lý, robot kéo, robot lắp ráp, robot kiểm tra, robot phân loại và robot lai. Khi các kịch bản ứng dụng tiếp tục mở rộng, nhiều loại robot di động khác nhau đã dần hình thành các hệ thống kỹ thuật và mô hình ứng dụng đại diện.

2 Robot di động tự động (AMR)

2.1 Tổng quan về công nghệ AMR

Robot di động tự động (AMR) đại diện cho một trong những-danh mục robot di động công nghiệp phát triển nhanh nhất trong những năm gần đây. Không giống như AGV truyền thống dựa trên các tuyến đường cố định, AMR có khả năng nhận thức về môi trường, bản địa hóa tự động và khả năng lập kế hoạch đường dẫn động-, cho phép chúng hoạt động linh hoạt trong môi trường phức tạp.

Hiện tại, AMR chủ yếu được áp dụng trong các kịch bản sản xuất công nghiệp và hậu cần thông minh. Phương pháp tiếp cận công nghệ cốt lõi của họ chủ yếu bao gồm SLAM laser và SLAM trực quan. Thông qua các thuật toán-lập bản đồ và bản địa hóa môi trường theo thời gian thực, rô-bốt có thể tự động điều hướng và lập kế hoạch đường đi ngay cả trong những môi trường không xác định.

Trong các ứng dụng thực tế, môi trường sản xuất thường xuyên thay đổi và đòi hỏi tính linh hoạt của hệ thống cao. Do đó, AMR đang dần trở thành loại robot di động phổ biến được sử dụng trong các kịch bản sản xuất thông minh.

2.2 Xu hướng phát triển công nghệ

Hiện nay, hầu hết các AMR công nghiệp vẫn chủ yếu dựa trên công nghệ SLAM laser. Điều này chủ yếu là do LiDAR hoạt động tốt về độ ổn định, khả năng thích ứng với môi trường và độ chính xác định vị. Mặc dù SLAM trực quan mang lại lợi thế về chi phí và có thể trích xuất nhiều thông tin ngữ nghĩa hơn, nhưng nó vẫn phải đối mặt với những thách thức trong các môi trường và tình huống ánh sáng phức tạp với kết cấu hình ảnh không đủ.

Xu hướng phát triển trong tương lai chủ yếu được phản ánh ở một số khía cạnh.

Đầu tiên, sự kết hợp đa{0}}cảm biến sẽ trở thành phương pháp tiếp cận công nghệ chủ đạo. Một cảm biến duy nhất không thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về độ tin cậy của môi trường công nghiệp. Do đó, LiDAR, hệ thống thị giác, điều hướng quán tính và-công nghệ định vị có độ chính xác cao sẽ dần được tích hợp để tạo thành các hệ thống điều hướng ổn định hơn.

Thứ hai, khả năng nhận thức ba chiều sẽ tiếp tục được cải thiện. Với sự tiến bộ của công nghệ LiDAR 3D, rô-bốt di động sẽ không chỉ thực hiện điều hướng hai{3}}chiều mà còn đạt được nhận thức môi trường ba-chiều, tạo nền tảng cho việc tránh chướng ngại vật, cộng tác và đưa ra quyết định thông minh-trong các tình huống phức tạp.

Ngoài ra, robot di động sẽ dần dần mở rộng từ môi trường trong nhà sang các ứng dụng ngoài trời và bán{0}}ngoài trời, đóng vai trò quan trọng trong các tình huống như khuôn viên thông minh, mỏ thông minh và sân bay thông minh.

3 nĩa-Loại Robot di động

3.1 Đặc tính kỹ thuật

Rô-bốt di động-loại nĩa là thiết bị xử lý vật liệu-tự động được phát triển bằng cách tích hợp hệ thống định vị, công nghệ điều khiển tự động và hệ thống an toàn vào nền tảng xe nâng truyền thống. Bằng cách áp dụng công nghệ lái tự động vào bệ xe nâng, những robot này có thể thực hiện các hoạt động tự động như xử lý hàng hóa, xếp chồng và vận chuyển.

Trong những năm gần đây, với nhu cầu hậu cần tự động trong các doanh nghiệp ngày càng tăng, xe nâng không người lái dần trở thành một phân khúc quan trọng của thị trường robot di động công nghiệp.

3.2 Xu hướng phát triển

Về công nghệ định vị, định vị SLAM đang dần trở thành giải pháp chủ đạo cho xe nâng tự hành. So với điều hướng phản xạ laser truyền thống, điều hướng SLAM mang lại những lợi thế đáng kể về hiệu quả triển khai và tính linh hoạt của hệ thống.

Về thiết kế sản phẩm, một số công ty đang bắt đầu vượt ra khỏi cấu trúc xe nâng truyền thống bằng cách phát triển các thiết kế khung gầm và phuộc cải tiến. Các ví dụ bao gồm cấu trúc hình chữ U, cấu trúc ngã ba bên và cấu trúc xử lý pallet kép, tất cả đều nhằm mục đích cải thiện hiệu quả hoạt động và tận dụng không gian.

Đồng thời, việc thu nhỏ và thiết kế gọn nhẹ cũng là những hướng phát triển quan trọng cho rô-bốt di động{0}}loại nĩa. Những sản phẩm này nhỏ gọn, có độ linh hoạt cao và dễ triển khai, khiến chúng đặc biệt phù hợp cho việc vận chuyển nguyên liệu ở khoảng cách-ngắn trong nhà máy.

Robot lưu trữ 4 thùng

4.1 Tổng quan về công nghệ

Hệ thống robot lưu trữ thùng (CTU, Container Transfer Unit) là hệ thống lấy hàng tự động được sử dụng trong kho vận hậu cần. Các hệ thống này thường bao gồm robot di động, hệ thống giá đỡ, hệ thống sạc, máy trạm và hệ thống lập kế hoạch thông minh.

Robot sử dụng túi đựng hoặc thùng carton nguyên bản làm đơn vị xử lý và tự động di chuyển để hoàn thành các nhiệm vụ như tiếp cận kệ và chọn đơn hàng.

4.2 Xu hướng phát triển công nghệ

Về công nghệ điều hướng, điều hướng bằng mã QR vẫn là giải pháp chủ đạo cho robot lưu trữ thùng rác. Bởi vì môi trường kho hàng tương đối cố định và yêu cầu ít tính linh hoạt của đường dẫn hơn nên việc điều hướng bằng mã QR mang lại những lợi thế rõ ràng về mặt chi phí và tính ổn định.

Từ góc độ đổi mới công nghệ, thị trường robot lưu trữ thùng đã hình thành một hệ thống sản phẩm tương đối trưởng thành. Sự đổi mới của ngành chủ yếu tập trung vào một số khía cạnh.

Đầu tiên là liên tục tối ưu hóa hiệu suất phần cứng, chẳng hạn như cải thiện tốc độ robot, khả năng tải và độ bền của pin.

Thứ hai là việc nâng cấp liên tục các hệ thống phần mềm, trong đó các thuật toán lập kế hoạch thông minh được sử dụng để tối ưu hóa hiệu quả tổng thể của hệ thống kho.

Thứ ba là đổi mới các giải pháp hệ thống, ví dụ như cho phép hợp tác giữa các loại robot khác nhau để cải thiện hơn nữa hiệu quả hậu cần tổng thể.

5 robot di động lai

5.1 Tổng quan về công nghệ

Robot di động lai là hệ thống robot thông minh kết hợp nền tảng di động với cánh tay robot. Những hệ thống như vậy thường bao gồm khung di động, cánh tay robot, hệ thống thị giác và-bộ phận tác động cuối, cho phép chúng thực hiện các nhiệm vụ vận hành trong khi di chuyển.

Bằng cách kết hợp tính di động với khả năng thao tác, những robot này có thể thực hiện các nhiệm vụ sản xuất phức tạp hơn như lắp ráp tự động, phân loại vật liệu và kiểm tra chất lượng.

5.2 Xu hướng phát triển

Trong giai đoạn đầu, rô-bốt di động lai thường dựa vào điều hướng từ tính và yêu cầu các thiết bị định vị bổ sung để đạt được-các hoạt động có độ chính xác cao. Với sự phát triển của công nghệ AMR, nền tảng di động điều hướng tự động đang dần trở thành nền tảng chủ đạo cho robot lai.

Xu hướng phát triển trong tương lai chủ yếu bao gồm một số khía cạnh.

Đầu tiên, hệ thống điều khiển sẽ được tích hợp hơn nữa. Điều khiển phối hợp giữa rô-bốt di động và cánh tay rô-bốt sẽ trở thành công nghệ chủ chốt và bộ điều khiển thống nhất cuối cùng có thể cho phép vận hành phối hợp hoàn toàn.

Thứ hai, công nghệ định vị tổng hợp đa cảm biến sẽ cải thiện hơn nữa khả năng nhận thức không gian của robot, từ đó nâng cao độ chính xác và độ ổn định tổng thể của hệ thống.

Ngoài ra, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, Internet vạn vật và công nghệ 5G, robot di động lai sẽ đạt được khả năng thông minh mạnh mẽ hơn và cho phép sản xuất tự động linh hoạt và hiệu quả hơn.

6 Robot di động hạng nặng-

6.1 Đặc tính kỹ thuật

Robot di động hạng nặng-thường đề cập đến thiết bị di động công nghiệp có tải trọng vượt quá 10 tấn. Chúng chủ yếu được sử dụng trong các ngành sản xuất nặng, vận tải đường sắt, hàng không vũ trụ và-các ngành sản xuất thiết bị quy mô lớn.

So với rô-bốt di động thông thường, rô-bốt{0}hạng nặng đặt ra yêu cầu kỹ thuật cao hơn về thiết kế kết cấu, hệ thống điện và kiểm soát an toàn.

6.2 Xu hướng phát triển

Khi mức độ tự động hóa công nghiệp tiếp tục tăng lên, nhu cầu thị trường về-robot di động hạng nặng cũng tăng đều đặn. Sự phát triển công nghệ trong tương lai sẽ chủ yếu được phản ánh ở một số khía cạnh.

Đầu tiên là sự phát triển hướng tới khả năng chịu tải cao hơn, với một số-robot hạng nặng đã chuyển sang khả năng chịu tải vài trăm tấn.

Thứ hai là sự tiến bộ của các công nghệ điều hướng thông minh hơn, trong đó điều hướng tự nhiên đang dần thay thế các phương pháp điều hướng bằng dải từ hoặc mã QR truyền thống.

Thứ ba là công nghệ vận chuyển hợp tác nhiều phương tiện, trong đó sự phối hợp giữa đội xe cho phép vận chuyển hiệu quả các thiết bị lớn.

7 Robot di động bán{1}}ngoài trời

7.1 Kịch bản ứng dụng

Khi công nghệ rô-bốt di động tiếp tục phát triển, phạm vi ứng dụng của nó dần dần mở rộng từ môi trường trong nhà đến môi trường bán{0}}ngoài trời và thậm chí hoàn toàn ngoài trời.

Trong các tình huống như hậu cần khu công nghiệp, bến cảng, vận chuyển sân bay và kiểm tra mỏ, robot di động đang dần thay thế thiết bị vận chuyển thủ công truyền thống.

7.2 Xu hướng phát triển công nghệ

Về mặt công nghệ, robot di động bán{0}}ngoài trời rất giống với các phương tiện tự hành-tốc độ thấp. Các công nghệ cốt lõi của họ bao gồm nhận thức môi trường, định vị và điều hướng, lập kế hoạch đường đi và điều khiển chuyển động.

Trong tương lai, robot di động sẽ tích hợp hơn nữa với công nghệ lái xe tự động. Thông qua-việc định vị có độ chính xác cao, khả năng nhận biết trực quan và công nghệ LiDAR, rô-bốt sẽ đạt được khả năng hoạt động ngoài trời ổn định và an toàn hơn.

Đồng thời, với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo và công nghệ truyền thông, robot di động sẽ dần hình thành các mạng lưới hậu cần thông minh hơn, tạo điều kiện cho hệ thống vận tải không người lái hoạt động hiệu quả hơn.

Phần kết luận

Nhìn chung, robot di động công nghiệp đang phát triển từ các thiết bị tự động đơn lẻ thành các hệ thống cộng tác thông minh. Với những tiến bộ không ngừng trong công nghệ định vị, trí tuệ nhân tạo và công nghệ lái xe tự động, robot di động công nghiệp sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sản xuất thông minh, hậu cần thông minh và thành phố thông minh, trở thành động lực chính cho việc nâng cấp tự động hóa công nghiệp.