起重機(jī) 發(fā)動機(jī) 機(jī)器人的案例
協(xié)作機(jī)器人賦能汽車發(fā)動機(jī)柔性生產(chǎn)
協(xié)作機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人的一個細(xì)分領(lǐng)域，近年來取得了飛速發(fā)展。協(xié)作機(jī)器人的安全性高、柔性靈活、與人協(xié)作等特性，極大的吸引了制造企業(yè)將協(xié)作機(jī)器人引入到生產(chǎn)線中，來實(shí)現(xiàn)更智能、柔性的制造流程。
作為歐洲最大的汽車制造商之一，歐寶在2017年銷售了將近113萬輛汽車。在位于匈牙利的歐寶超現(xiàn)代化發(fā)動機(jī)工廠，主要生產(chǎn)3缸和4缸，排量從1升到1.8升的汽油發(fā)動機(jī)，以及新一代的中型柴油發(fā)動機(jī)。
歐寶發(fā)動機(jī)工廠可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行靈活生產(chǎn)來適用不停變化的市場需求。在近些年，工廠實(shí)施了許多生產(chǎn)制造方面的研發(fā)和改進(jìn)項(xiàng)目。其中，通過與FANUC合作，將協(xié)作機(jī)器人CR-7iA引入到生產(chǎn)線上來實(shí)現(xiàn)高柔性制造是其中重要的一項(xiàng)。
歐寶匈牙利工廠工業(yè)規(guī)劃經(jīng)理 SZILVESZTER SOOS表示：“歐寶工廠有大量的機(jī)器人特別是在生產(chǎn)線和裝配線。在過去，我們有很好的使用FANUC機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，所以繼續(xù)與FANUC合作是理所當(dāng)然的選擇。在人機(jī)協(xié)作的產(chǎn)線上，操作員和協(xié)作機(jī)器人在同一個工作站肩并肩工作，協(xié)作機(jī)器人具有完備的安全性能，所以不需要安裝安全圍欄。起初，習(xí)慣傳統(tǒng)工藝的操作員會對協(xié)作機(jī)器人的引入產(chǎn)生疑問，然而僅在試生產(chǎn)階段，協(xié)作機(jī)器人優(yōu)異的表現(xiàn)就打消了一切顧慮，現(xiàn)在操作員將協(xié)作機(jī)器人視為他們身邊的一員。”
展開 工程師打造出一種新型軟體機(jī)器人：可從路面機(jī)器人變?yōu)闊o人機(jī)
大多數(shù)機(jī)器人都是為某一特定工作而設(shè)計(jì)的，且適應(yīng)性不強(qiáng)。但弗吉尼亞理工大學(xué)的工程師們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種軟體機(jī)器人，它可以變形為一系列的形狀，如駕駛、飛行或游泳機(jī)器人，而這要?dú)w功于充滿一種金屬的橡膠表皮，它可以在液體和固體形式之間輕松轉(zhuǎn)換。
為了打造一個擁有如此多功能的機(jī)器人，研究人員首先設(shè)計(jì)了一種材料，它可以根據(jù)需要改變其形狀，根據(jù)需要保持該形狀很長時間然后再恢復(fù)到原來的配置，另外還可以多次這樣做。這種材料是由一個彈性內(nèi)骨骼組成，其被切割成三角形的剪紙圖案。在這種材料內(nèi)部則是一個含有低熔點(diǎn)金屬合金的管網(wǎng)以及一組卷須狀的加熱器。該結(jié)構(gòu)可跟致動器、電機(jī)和其他部件相結(jié)合，然后用于運(yùn)動和改變形狀。
據(jù)了解，機(jī)器人一開始是平的，里面的金屬為液體形式。它可以被彎曲和拉伸成機(jī)器人所需的形狀，在這一點(diǎn)上，金屬會硬化成固體并保持該形狀。在完成任何任務(wù)后則可以打開加熱器，將金屬加熱到60°C，然后使其熔化并使機(jī)器人恢復(fù)到原來的形狀。在那里，它會準(zhǔn)備好被重新塑造成它接下來需要做的任何事情。它可以在不到十分之一秒的時間內(nèi)變形并固定形狀。
在測試中，該團(tuán)隊(duì)使用這種材料創(chuàng)造了一個可以沿地面行駛的機(jī)器人，然后變形為一個飛行無人機(jī)。從本質(zhì)上講，它是一個扁平的板材，在飛行配置中帶有朝上的螺旋槳，而在其駕駛形式中，它類似于一個彎曲的玉米餅形狀，車輪則接觸地面。
另一個測試模型將這種材料作為潛水艇的基礎(chǔ)，它可以潛入水族館底部，然后舀起彈珠并將它們帶到水面。
這項(xiàng)研究的論文共同作者Edward J. Barron III說道：“我們對這種材料為多功能機(jī)器人帶來的機(jī)會感到興奮。這些復(fù)合材料足夠強(qiáng)大，可以承受來自馬達(dá)或推進(jìn)系統(tǒng)的力量，但又可以輕易地變形，這使得機(jī)器可以適應(yīng)它們的環(huán)境。”
展開 GE研發(fā)仿生檢修機(jī)器人，新技術(shù)如何為發(fā)動機(jī)進(jìn)行“微創(chuàng)手術(shù)”？
這需要機(jī)器人擁有更高水平的人工智能，目前短時間內(nèi)還難以達(dá)到。
02
作為航空助手的機(jī)器人
羅羅公司蛇形機(jī)器人展示圖。
類似Sensiworm這樣的機(jī)器人或是無人機(jī)，目前在航空領(lǐng)域用途已十分廣泛。
簡單飛行援引英國皇家航空學(xué)會文章報(bào)道稱，羅羅公司曾在2018年，利用蛇的仿生學(xué)技術(shù)，研制出一款蛇形機(jī)器人，其效果與Sensiworm類似，能夠進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)部，通過扭曲蜿蜒蛇形機(jī)身，探測發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的死角。
美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室 (AFRL) 也與來自英國的科技公司OC Robotics合作開展了針對蛇形機(jī)器人的開發(fā)工作，目的也是為了更高效地實(shí)現(xiàn)對美國軍用飛機(jī)發(fā)動機(jī)的檢測。
空客研發(fā)的檢測無人機(jī)。
除了對發(fā)動機(jī)內(nèi)部的檢測之外，還有一種名為“遠(yuǎn)程自動化飛機(jī)檢查及傳播系統(tǒng)（RAPID）”的無人機(jī)，可實(shí)現(xiàn)自主檢測定位飛機(jī)外表面的損傷位置。
這是一種端到端的系統(tǒng)：無人機(jī)圍繞飛機(jī)周身進(jìn)行檢測，將發(fā)現(xiàn)的損傷部位拍照并建立初步的損傷報(bào)告，以供技術(shù)人員參考，可有效縮短飛機(jī)檢查時間，同時減少地勤人員的工作量，技術(shù)人員也能更及時地處理可能出現(xiàn)的隱患。
展開 “人機(jī)協(xié)作” 顛覆傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人
時值全球自動化浪潮和中國制造2025的戰(zhàn)略布局，制造模式的轉(zhuǎn)變和用工成本的升高，制造業(yè)對工業(yè)機(jī)器人的需求高漲，而投資者也將在高投資回報(bào)、更新快速的巨大市場的驅(qū)動下，下注機(jī)器人布局。相比于笨重、危險，僅適用于大型環(huán)境“圍起來”的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人，協(xié)作型機(jī)器人以其小巧、與人合作的協(xié)調(diào)性正在克服傳統(tǒng)挑戰(zhàn)，顛覆產(chǎn)業(yè)。
2016年，協(xié)作機(jī)器人取得了爆發(fā)式的發(fā)展，2017年也是協(xié)作機(jī)器人大熱的一年，協(xié)作機(jī)器人具有輕巧、廉價的特點(diǎn)，可以結(jié)合先進(jìn)的視覺技術(shù)，為工作提供更多感知功能。目前，協(xié)作機(jī)器人平均價值已經(jīng)大幅下降到40000美元以下，滿足大規(guī)模應(yīng)用的需求。國內(nèi)外機(jī)器人企業(yè)紛紛下場，爭奪協(xié)作機(jī)器人這一“蛋糕”，國外機(jī)器人巨頭不斷推出新技術(shù)和新產(chǎn)品之外，一些本土創(chuàng)業(yè)公司也交出了不錯成績單。
比如在成立之初就定位在“協(xié)作機(jī)器人”上的大族機(jī)器人，依托于大族電機(jī)的優(yōu)勢，全產(chǎn)業(yè)鏈的布局，從減速機(jī)、伺服驅(qū)動以及傳感器、視覺等關(guān)鍵零部件的研發(fā)，到直角坐標(biāo)機(jī)器人、AGV、SCARA、DELTA、六軸機(jī)器人的本體開發(fā)，再到無人機(jī)、服務(wù)機(jī)器人及面向各行各業(yè)的系統(tǒng)集成。在2017年推出的新型人機(jī)協(xié)作機(jī)器人具有EtherCAT通信功能、碰撞檢測功能、機(jī)器人末端負(fù)載參數(shù)的自動檢測功能、雙關(guān)節(jié)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。
比如國產(chǎn)機(jī)器人的“老大哥”新松機(jī)器人，在2017年，新松展示的產(chǎn)品中，協(xié)作機(jī)器人占比最高，于10月份推出的中國首臺7軸協(xié)作機(jī)器人 ，這款柔性多關(guān)節(jié)機(jī)器人具備快速配置、牽引示教、視覺引導(dǎo)、碰撞檢測等功能，具備高負(fù)載及低成本的有力優(yōu)勢，能滿足用戶對于投資回報(bào)周期短及機(jī)器人產(chǎn)品安全性、靈活性及人機(jī)協(xié)作性方面的需求。
近年來，全球機(jī)器人采用率正在加速上升，中國現(xiàn)在是世界上最大的機(jī)器人采購國。
展開 
直擊世界機(jī)器人大會：人機(jī)共融已是大勢所趨
機(jī)器人已經(jīng)成為當(dāng)今社會最熱門的話題，近日，2018世界機(jī)器人大會在北京亦創(chuàng)國際會展中心隆重舉行，來自世界各地的知名機(jī)器人廠商紛紛展出了最新的機(jī)器人產(chǎn)品和行業(yè)應(yīng)用解決方案，其中協(xié)作機(jī)器人成為了本次展出的亮點(diǎn)之一。
在制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)是一個重要的角色，它將人力從低附加值的工作中解放出來，使得人們可以從事更有意義的工作和獲得更高的回報(bào)。在某些方向，工業(yè)機(jī)器人比人更適用，例如一些危險的工種，重量型搬運(yùn)工作以及長時間重復(fù)性勞動等，機(jī)器人可以比人做得更好。
不過，目前傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人難以代替全部人力勞動，對于未來的發(fā)展方向，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為人與機(jī)器協(xié)作將是一個重要的趨勢，即實(shí)現(xiàn)人機(jī)共融。協(xié)作機(jī)器人作為人類勞動的一個好幫手，可以自由進(jìn)行動作示較，并且具有很好的安全性。
曾經(jīng)，人們對機(jī)器人代替人類的話題進(jìn)行過激烈的爭論，那么未來機(jī)器人是否搶了人們的飯碗？這個問題是沒有一個定性的答案，從目前來看，機(jī)器人完全代替人是不可能的，只是部分工作交給了機(jī)器人，而人可以解放雙手去做其它事情。那么，新一代協(xié)作機(jī)器人并非是取代人，而是順應(yīng)用時代的需求，與人類結(jié)合完成一些難度更大的工作。
未來的趨勢是人與機(jī)器協(xié)作完成工作任務(wù)，人們利用協(xié)作機(jī)器人提升工作效率。正因這種趨勢的影響，國內(nèi)外廠家也紛紛布局推出了各種協(xié)作機(jī)器人。在本次展會上，優(yōu)傲、ABB、發(fā)那科、新松、Festo、弗蘭卡·艾米卡、哈工大等廠高都展出了協(xié)作型機(jī)器人產(chǎn)品。
UR3是優(yōu)傲推出最小的協(xié)作機(jī)器人，重量僅有11千克，可搬運(yùn)3千克重的物體。該產(chǎn)品擁有編程簡單、安裝快捷、部署靈活和安全等特點(diǎn)，其應(yīng)用十分廣泛，從工業(yè)生產(chǎn)，到個人實(shí)驗(yàn)輔助工作等都能應(yīng)付。
展開 麥克納姆四輪驅(qū)動機(jī)器人無人機(jī) ￥10
麥克納姆四輪驅(qū)動機(jī)器人無人機(jī)
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Mecanum four-wheel drive robotic drone.
Equipped with a 6-degree-of-freedom arm based on SO-ARM101.
Possibility of adding sensors of various kinds.
LiFePo4 batteries and control system with ESP32.
The modular system is the basis of a small mechatronics laboratory that allows in-depth study of the subject with the possibility of assembling and disassembling mechanical parts, sensors and studying the programming of microcontrollers.
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麥克納姆四輪驅(qū)動機(jī)器人無人機(jī)。
配備基于 SO-ARM101 的六自由度機(jī)械臂。
可添加各種傳感器。配備
磷酸鐵鋰電池和基于 ESP32 的控制系統(tǒng)。
展開 空中作業(yè)機(jī)器人，下一代無人機(jī)技術(shù)？
什么是空中作業(yè)機(jī)器人
目前，無人機(jī)的應(yīng)用場景，還主要集中在與環(huán)境沒有交互的任務(wù)，比如：航拍、測繪、巡線等。這些任務(wù)主要是解決“看”的問題，無人機(jī)在這些任務(wù)上已經(jīng)發(fā)展多年，潛在的市場已經(jīng)逐漸被挖掘。空中作業(yè)機(jī)器人是一種新型的機(jī)器人，其兼具無人機(jī)的快速空間移動能力和機(jī)械臂的精確操縱能力。簡單的來說，可以將空中作業(yè)機(jī)器人看做是無人機(jī)和作業(yè)機(jī)構(gòu)的結(jié)合。具有無人機(jī)和作業(yè)機(jī)構(gòu)二重能力的空中作業(yè)機(jī)器人，可以拓展無人機(jī)的應(yīng)用的場景，讓無人機(jī)實(shí)現(xiàn)從“看”向“做”的跨越。這將打破無人機(jī)的傳統(tǒng)認(rèn)知，將無人機(jī)從飛行的相機(jī)向飛行的操縱手推動。將會極大的拓展無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造出更多的市場。
圖 1 空中作業(yè)機(jī)器人
相比于無人機(jī)而言，空中作業(yè)機(jī)器人具有哪些額外的能力呢？首先，空中作業(yè)機(jī)器人具有更高精度的操縱能力，由于機(jī)械臂的補(bǔ)償作用，其末端精度相較于無人機(jī)的位置控制精度，會顯著提高。其次，空中作業(yè)機(jī)器人具有和環(huán)境接觸式交互的能力，空中作業(yè)機(jī)器人可以在混合力/位控制器的作用下，實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的接觸交互，具有接觸能力的空中作業(yè)機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)抓取、接觸式檢測等無人機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的任務(wù)。
展開 國立首爾大學(xué)《科學(xué)·機(jī)器人》8種變形模式，95%精確度，微流控人機(jī)界面軟傳感器
因此，決定使用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對多模變形進(jìn)行分類。圖5A顯示了八個不同變形狀態(tài)（初始狀態(tài)：無變形，三個單模變形和四個多模變形）的估計(jì)結(jié)果。在所有情況下，狀態(tài)估計(jì)都是高度準(zhǔn)確和可靠的。估計(jì)精度始終超過95％（圖5B）。
圖5多功能感應(yīng)的結(jié)果。（A）使用機(jī)器學(xué)習(xí)對多模式變形的八種不同組合的估計(jì)結(jié)果。（B）所有八個變形模式的估計(jì)精度。
機(jī)器人的可穿戴控制器
通過將傳感器連接到織物腕帶的頂側(cè)，為每個用于檢測兩個腕部的彎曲（拉伸）和偏航旋轉(zhuǎn)（彎曲）的設(shè)備，準(zhǔn)備了一對可穿戴的傳感設(shè)備。閾值評估用于對變形模式進(jìn)行分類。通過同時拉伸和彎曲傳感器來檢測彎曲，而通過純彎曲來檢測偏航旋轉(zhuǎn)。在每個設(shè)備中通過壓縮模式添加時，總共可能有10種組合輸入模式。作者使用了10種可能的模式中的8種來遠(yuǎn)程控制帶有機(jī)械手的商用機(jī)器人手臂，以完成將物體拾取并移動到目標(biāo)位置的任務(wù)。在該系統(tǒng)中，左右手腕的偏航旋轉(zhuǎn)使機(jī)器人分別向左（圖6，i）和向右（圖6，iii）移動，并且每個手腕的彎曲都使機(jī)器人移動前進(jìn)或后退。傳感器上的壓縮用于上下移動機(jī)器人（圖6，ii和v），通過彎曲（圖6，iv）和伸展（圖6，vi）進(jìn)行抓握和釋放物體。分別在同一時間手腕。
圖6帶有抓取器的機(jī)器人手臂的遠(yuǎn)程控制，用于不同的操作任務(wù)和相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)。使用了兩個可穿戴設(shè)備來提供六種不同的輸入模式，這些輸入模式是移動機(jī)器人以及拾取和釋放物體所需的：（i）向左移動，（ii）向下移動，（iii）向右移動，（iv）抓手閉合，（ v）向上移動，并且（vi）抓爪打開。
此外，作者實(shí)現(xiàn)了另一個可穿戴控制器，該控制器能夠測量肘部角度，以基于校準(zhǔn)的光學(xué)信號遠(yuǎn)程控制跟隨一自由度肘部運(yùn)動的機(jī)械臂，如圖7（i）所示（參見圖7（i））。傳感器能夠估算出佩戴者的肘部角度，而機(jī)械臂成功地跟蹤了佩戴者的動作。
展開 【見多識廣】扒一扒工業(yè)機(jī)器人的核心部件--精密減速機(jī)
作為運(yùn)動控制系統(tǒng)和零部件的生產(chǎn)商，這兩家公司都在其特定的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，掌握了高端核心技術(shù)，控制了很高的市場份額，所以Nabtesco甫一成立，就位居同行業(yè)在日本乃至全世界的首位，世界上大多數(shù)機(jī)器人制造商均從Nabtesco的專利RV減速機(jī)獲益并帶來成功。
作為世界上最大的精密擺線針輪減速機(jī)制造商，Nabtesco生產(chǎn)高性能減速機(jī)、中空軸減速機(jī)，以及單軸伺服執(zhí)行器和控制器。其生產(chǎn)的精密設(shè)備具有高扭矩、高剛性和高耐過載沖擊荷載能力的同時，兼有高精密和非常低的回程間隙。
Nabtesco有幾個小視頻能很直觀形象地其產(chǎn)品展示在各種工業(yè)機(jī)器人上的應(yīng)用。小編扒來其中一個6軸機(jī)器人的跟大家分享。（我們推薦你關(guān)注“機(jī)械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業(yè)信息）
↓↓6軸機(jī)器人的關(guān)節(jié)
(R.M. Hoffman公司發(fā)布，58秒)↓↓
↓↓視頻截圖↓↓
↓↓每個關(guān)節(jié)都要用到不同的減速機(jī)產(chǎn)品↓↓
1944年帝人精機(jī)成立伊始，在飛機(jī)制造業(yè)開展業(yè)務(wù)，1947年進(jìn)軍紡織機(jī)械制造領(lǐng)域，1955年開始制造飛行器零部件，1959年擴(kuò)展至機(jī)床制造業(yè)。Nabtesco的RV減速器，前身正是帝人精機(jī)的主流產(chǎn)品，70年代開始作為挖掘設(shè)備驅(qū)動馬達(dá)的核心部件使用。80年代早期，應(yīng)世界主要機(jī)器人制造商要求，帝人精機(jī)改進(jìn)了RV減速器，使之更加精準(zhǔn)可靠，符合機(jī)器人制造行業(yè)的嚴(yán)格要求。取得了精密擺線針輪RV減速機(jī)專利后，于1986年開始批量生產(chǎn)，從此開始為現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)應(yīng)用進(jìn)行配套。
展開 為什么說機(jī)器人裝箱機(jī)更為智能、可靠？
現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了一款新式的機(jī)器就是自動裝箱機(jī)，裝箱機(jī)用于完成運(yùn)輸包裝，它將包裝成品按一定排列方式和定量裝入箱中，并把箱的開口部分閉合。在自動包裝流水線中，裝箱機(jī)是整線系統(tǒng)運(yùn)行的核心，包裝機(jī)械雖不是產(chǎn)品直接生產(chǎn)機(jī)械，但它卻是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動化所必需的。并把箱的開口部分閉合或封固。它的使用極大的提高了生產(chǎn)的效率，及時的滿足客戶的需求量。
在眾多的裝箱機(jī)中，機(jī)器人裝箱機(jī)更加智能化。器人裝箱機(jī)適用面廣，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化工、電子、玩具等各個行業(yè)。有了機(jī)器人設(shè)備，很多高難度的裝箱項(xiàng)目也可以順利的完成。它到底有哪些優(yōu)勢？這種智能設(shè)備可以按照客戶的需求設(shè)置，擁有自主化的功能。機(jī)器人裝箱機(jī)還可以根據(jù)你的生產(chǎn)規(guī)模或產(chǎn)品類型選擇使用單個或兩個繼續(xù)誒手。 此外，其集成的視覺檢測系統(tǒng)能幫助機(jī)械手抓取各種不同類型的產(chǎn)品裝入紙箱。這種設(shè)備主要由機(jī)器人本體、夾具、配套取箱輸送機(jī)、機(jī)器人底座及安全護(hù)欄等設(shè)備組成。
總之，機(jī)器人裝箱機(jī)采用了機(jī)器人的特殊原理制造而成，不僅方便使用，在一些高難度和高危險項(xiàng)目上也可以完成的很好。
展開 將任何工業(yè)機(jī)器人改成3D打印機(jī)？Adaxis增材軟件
2022年3月27日，南極熊獲悉，法國-瑞典的跨國技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司Adaxis正在開發(fā)一款增材軟件，目的是使任何工業(yè)機(jī)器人都能輕松實(shí)現(xiàn)沉積式3D打印。
機(jī)器人技術(shù)和增材制造（AM）具有天然的契合性，很多人都認(rèn)識到了這一點(diǎn)，并且已經(jīng)有相關(guān)的機(jī)器人生產(chǎn)商開始推出新的功能，允許機(jī)器人通過切片機(jī)編程輸出進(jìn)行3D打印。就在今年2月份，國內(nèi)來自中國科學(xué)院的研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人技術(shù)和3D生物打印技術(shù)的對接，研究人員結(jié)合六軸機(jī)器人手臂制造了具有生命力的心肌組織。這種新穎的3D打印方法不僅成功地制造了一種可行的血管類器官，而且它維持了6個月的生命活力。
△機(jī)器人手臂結(jié)合3D細(xì)胞打印的示意圖
在機(jī)器人技術(shù)和增材制造的結(jié)合之路上，Adaxis要看的更遠(yuǎn)，他們的目標(biāo)是無縫連接CAD系統(tǒng)和機(jī)器人編程語言，使CAD模型可以無縫成為3D打印程序，更重要的一點(diǎn)是充分利用機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)和樞轉(zhuǎn)運(yùn)動范圍。該公司目前正在與一些主流的CAD軟件廠商合作，并聯(lián)手相關(guān)的機(jī)器人生產(chǎn)商（到目前為止包括ABB和庫卡）共同瞄準(zhǔn)這一目標(biāo)。由于機(jī)器人是如此普遍，而多軸沉積是如此自由，它們的聯(lián)手可能會擴(kuò)大我們對增材制造本身的認(rèn)識。
△使用運(yùn)動范圍的機(jī)器人可以通過跟隨角度打印出有角度的物體，如圖所示，而不是分層堆積，它也可以遵循類似于工具表面的復(fù)雜形式
事實(shí)上，增材制造包含有非常多的工藝種類，但目前所開發(fā)的范圍仍然可能過于狹窄。我們對3D打印有著一個刻板影響，那就是打印過程必須發(fā)生在一臺3D打印機(jī)內(nèi)。它可能是一臺成本為幾百美元的桌面級3D打印機(jī)，也可能是一臺成本為幾十萬的粉末床熔融機(jī)，但最終的原理是一樣的：一個零件在一個密閉箱內(nèi)里以垂直于Z軸運(yùn)動的直線平行層沉積。但是，如果這只是3D打印發(fā)展的一部分呢？
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IDC：全球半年度機(jī)器人和無人機(jī)支出指南
根據(jù)國際數(shù)據(jù)公司(IDC)全球半年度機(jī)器人和無人機(jī)支出指南的最新預(yù)測，機(jī)器人和無人機(jī)解決方案的支出將在2022年達(dá)到2013億美元，并在2017-2022年的預(yù)測期內(nèi)達(dá)到19.6%的復(fù)合年增長率(CAGR)。2018年機(jī)器人和無人機(jī)支出預(yù)計(jì)將達(dá)到959億美元。
IDC：全球半年度機(jī)器人和無人機(jī)支出指南
預(yù)計(jì)2018年機(jī)器人解決方案的支出總額將達(dá)到866億美元，并且在整個五年預(yù)測中將占所有支出的85%以上。工業(yè)機(jī)器人解決方案將占機(jī)器人技術(shù)支出的最大份額(超過57%)，其次是服務(wù)機(jī)器人和消費(fèi)者機(jī)器人。在2018年，離散和加工制造將成為機(jī)器人支出的領(lǐng)先行業(yè)，超過540億美元。今年資源和醫(yī)療保健行業(yè)也將在機(jī)器人解決方案方面進(jìn)行大量投資。零售和批發(fā)行業(yè)的機(jī)器人支出增長速度超過預(yù)期，復(fù)合年增長率分別為32.7%和30.7%。
“由于客戶對產(chǎn)品質(zhì)量、交付和大規(guī)模定制的需求，協(xié)同機(jī)器人正在工業(yè)應(yīng)用中風(fēng)生水起。”全球機(jī)器人研究總監(jiān)Jing Bing Zhang博士說，“雖然安全是任何協(xié)作機(jī)器人的先決條件，但市場已經(jīng)在塑造協(xié)作機(jī)器人的發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)簡單、智能和易于重新部署。”
全球無人機(jī)支出將在2018年達(dá)到93億美元，預(yù)計(jì)將以比整體市場更快的速度增長，五年復(fù)合年增長率為32.1%。在整個預(yù)測期內(nèi)，企業(yè)無人機(jī)解決方案將貢獻(xiàn)超過一半的無人機(jī)支出，而消費(fèi)者無人機(jī)解決方案將帶來平衡。企業(yè)無人機(jī)將增加其總體支出份額，五年復(fù)合年增長率為37.1%。公用事業(yè)和建筑行業(yè)將在2018年實(shí)現(xiàn)最大的無人機(jī)支出(分別為9.25億美元和8.08億美元)，其次是加工和離散制造業(yè)。
展開 光伏板上的“永動機(jī)”：無線充電如何讓清掃機(jī)器人告別“下山充電”
在商場、醫(yī)院、寫字樓等公共場所，服務(wù)機(jī)器人（如送餐機(jī)器人、迎賓機(jī)器人、消毒機(jī)器人）同樣面臨充電難題。無線充電系統(tǒng)可以嵌入機(jī)器人停靠點(diǎn)，機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)間隙自動回位補(bǔ)能，無需人工插拔，提升服務(wù)連續(xù)性和用戶體驗(yàn)。
數(shù)據(jù)支撐：看得見的效率提升
從實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)來看，引入無線充電后，光伏清掃機(jī)器人的有效作業(yè)時間可從60%-70%提升至90%以上。以一座100MW的光伏電站為例，清掃機(jī)器人每天可多清掃2-3小時，全年發(fā)電量損失減少5%-8%，對應(yīng)數(shù)十萬元的經(jīng)濟(jì)收益。
更重要的是，無線充電系統(tǒng)徹底消除了人工插拔充電線纜的安全隱患。運(yùn)維人員無需攀爬光伏陣列，只需在監(jiān)控室查看系統(tǒng)狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)了“無人化”運(yùn)維。
光伏板上的每一粒灰塵，都是發(fā)電量的損失。而清掃機(jī)器人的每一次充電，都是清掃效率的斷點(diǎn)。魯渝能源防水型300W無線充電系統(tǒng)，用磁共振技術(shù)打通了能源供給的最后一米，讓清掃機(jī)器人真正成為光伏板上的“永動機(jī)”。
無需人工干預(yù)，無懼風(fēng)雨侵蝕，無感完成補(bǔ)能——當(dāng)機(jī)器人不再需要“下山充電”，光伏電站的清潔效率才能真正實(shí)現(xiàn)全天候、全自動。這不僅是技術(shù)的進(jìn)步，更是光伏運(yùn)維邁向“無人化”時代的關(guān)鍵一步。
展開 面對熊熊火焰和復(fù)雜環(huán)境 機(jī)器人和無人機(jī)組隊(duì)展身手
五月十四日，瀘州消防救援支隊(duì)的機(jī)器人大隊(duì)在演習(xí)中撲滅烈火。李奎 攝
演習(xí)中的無人機(jī)高樓滅火
醫(yī)務(wù)人員2小時內(nèi)迅速搭建起聯(lián)合方艙醫(yī)院
南方航空護(hù)林總站米-26直升機(jī)運(yùn)輸救援工程機(jī)械。記者 肖雨楊 攝
半米左右高的消防機(jī)器人
在5月14日舉行的“應(yīng)急使命·2021”抗震救災(zāi)演習(xí)中，面對熊熊火焰，面臨高樓、高溫、濃煙、有毒、缺氧等各種危險復(fù)雜環(huán)境，大量新技術(shù)裝備亮相，其中就有無人機(jī)群和全省首支消防機(jī)器人救援大隊(duì)。
它們在救援中能發(fā)揮什么作用？
場景1
汽油罐泄漏，發(fā)生爆炸燃燒
消防機(jī)器人救援大隊(duì)亮相
5月14日，“強(qiáng)震”過后，雅安市雅能公司大興儲罐區(qū)汽油罐區(qū)（6個3000m儲罐）發(fā)生泄漏，在防火堤內(nèi)形成約500m流淌區(qū)域并著火燃燒，相繼引發(fā)2號、4號、3號、6號罐爆炸燃燒，噴出的火焰高度達(dá)幾十米，火勢十分猛烈。這次的爆炸，對罐區(qū)內(nèi)其他儲罐構(gòu)成嚴(yán)重威脅，情況十分危急。
瀘州市消防救援支隊(duì)接到增援命令后，立即調(diào)集化工處置編隊(duì)機(jī)器人大隊(duì)16輛消防車、46名指戰(zhàn)員，攜各類器材裝備2200余件（套）奔赴雅安增援。
這是雅安主演習(xí)場的一幕。在高溫炙烤的火場里，與身著銀色隔熱服的消防員并肩作戰(zhàn)的，是一群身著黃衣的“機(jī)甲戰(zhàn)士”——瀘州消防救援支隊(duì)的機(jī)器人大隊(duì)。演練現(xiàn)場，共有10名操作手和10臺消防機(jī)器人在滅火。
只見整裝待發(fā)的10臺消防機(jī)器人先后到達(dá)指定點(diǎn)位、快速噴射泡沫對起火罐進(jìn)行冷卻滅火，并確保滅火全程用劑準(zhǔn)確、噴射高效，有效阻止火勢蔓延。
待現(xiàn)場指揮部調(diào)整各方作戰(zhàn)力量，發(fā)起滅火總攻命令后，所有消防機(jī)器人大展“神威”，在指揮員的指揮下，靈活調(diào)整水炮噴射角度、加大射流，通過左右擺動滅火的方式全力對整個罐區(qū)進(jìn)行冷卻滅火，大火最終被成功撲滅。
展開 拒絕宕機(jī)：讓管道機(jī)器人在惡劣工況下實(shí)現(xiàn)“零接觸無線”安全充電
在西北戈壁的輸煤管廊中，巡檢機(jī)器人緩緩駛?cè)氤潆妳^(qū)，15分鐘內(nèi)便完成能量補(bǔ)給，再度投入24小時不間斷巡檢——這一切得益于工業(yè)級無線充電技術(shù)的突破。
在石油管道、城市管廊等極端環(huán)境中，傳統(tǒng)的接觸式充電方式面臨電極氧化、火花風(fēng)險等諸多挑戰(zhàn)。無線充電技術(shù)的出現(xiàn)，為管道機(jī)器人提供了全新解決方案，創(chuàng)造了真正意義上的“無線自由”。
01 惡劣環(huán)境：傳統(tǒng)充電的痛點(diǎn)
管道巡檢機(jī)器人常年在潮濕、多粉塵、腐蝕性的惡劣環(huán)境中作業(yè)，傳統(tǒng)插拔式充電存在諸多安全隱患。
金屬電極在潮濕、多塵環(huán)境中易氧化，導(dǎo)致接觸不良或短路。機(jī)械觸點(diǎn)需毫米級對準(zhǔn)，機(jī)器人位姿偏差可能引發(fā)充電失敗。
在煤礦、化工等場景，頻繁插拔加速部件磨損，返修率提升40%以上。
這些痛點(diǎn)嚴(yán)重制約了管道機(jī)器人的工作效率與可靠性，行業(yè)急需一種更安全、更穩(wěn)定的充電解決方案。
02 無線充電：技術(shù)突破與應(yīng)用
青島魯渝能源科技有限公司研發(fā)的磁耦合諧振式無線充電技術(shù)，為解決管道機(jī)器人的充電難題提供了創(chuàng)新方案。
無觸點(diǎn)防爆設(shè)計(jì)
魯渝能源的工業(yè)無線充電模塊采用封閉式電磁屏蔽層，杜絕電火花產(chǎn)生，同時集成異物檢測（FOD）功能，遇金屬物體自動斷電，滿足煤礦井區(qū)防爆要求。
其充電電流突破100A，適配巡檢機(jī)器人高強(qiáng)度作業(yè)需求。
寬松定位與高適應(yīng)性
通過磁場拓?fù)鋬?yōu)化，充電距離容差提升至厘米級，機(jī)器人無需精確停靠即可高效充電。
魯渝能源無線充電方案支持30℃至60℃溫度范圍，在低溫倉儲、高溫車間等場景保持85%以上能效。
抗污染與密封結(jié)構(gòu)
魯渝能源無線充電器采用壁掛發(fā)射端，接收端與機(jī)器人側(cè)壁融合，避免粉塵侵入關(guān)鍵電路。
該方案通過IP67防護(hù)認(rèn)證，可直接沖洗，適用于食品、醫(yī)藥等潔凈車間。
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