移动机器人底盘(移动机器人的新出风口)
对于移动机器人来说,底盘是非常重要的执行机构,负责机器人的运动和转向,是机器人的执行机构。在智能化浪潮的推动下,移动机器人市场持续升温,也催生了移动底盘这个细分品类。
履带和车轮——移动底盘的两种主要结构
机器人的底盘承载着机器人本身的定位、导航、避障等基本功能,可以帮助机器人智能行走。随着移动机器人应用场景和服务模式的不断拓展,基于机器人底层应用进行上层开发的移动底盘需求也越来越大。
目前市场上的移动机器人底盘主要分为履带式和轮式机器人底盘。
履带式机器人底盘主要用于特种机器人。具有牵引力大,不易打滑,越野性能好的优点。可以在室外和城市环境下使用,可以在沙、泥等各种复杂地面上移动,但速度相对低于,移动噪音比较大。
轮式机器人底盘主要用于工业物流和商业服务机器人。比如物流搬运机器人、送餐服务机器人,大多采用轮式机器人底盘结构。轮式机器人底盘具有运动速度快、运动噪音低的优点,适用于一般室内和室外场景。
轮式机器人的底盘可分为前轮转向和后轮差速驱动、两轮驱动+万向轮驱动和四轮驱动。
1.前轮转向+后轮驱动、前轮转向+后轮驱动的轮式机器人底盘主要采用电动缸、蜗轮蜗杆等形式实现前轮转向,后轮只需要一个电机加一个差速器就可以完成机器人的运动要求。有成本低、控制简单的优缺点,缺点在于转弯半径大,使用相对不灵活。
2.两驱+万向轮,两驱+万向轮可以根据机器人对设计重心和转弯半径的要求,以不同的形式布置万向轮和驱动轮,并且结构和电机控制相对简单,机器人灵活,算法易于控制。
3.四驱,四驱在直线行走能力强,驱动力比较大,但是成本太高,电机控制复杂。为了防止机器人打滑,需要更精细的结构设计。
移动底盘除了驱动部分,还需要装配激光雷达、视觉、超声波、红外传感器等很多不同的传感器,技术人员要使用相应的算法和软件进行融合。可以说底盘的工作完成基本相当于机器人本体开发的70%左右。底盘的研发能力无疑将机器人行业的进入门槛调整到了一个相当高的位置。
降低市场门槛,商业服务成为主要领域。
专业移动底盘企业的出现,无疑降低了移动机器人行业的准入门槛,促进了移动机器人的大规模应用。
表:国内部分移动机箱厂商(此表为粗略统计,如有不完善之处请指正!)
目前市场上的移动底盘企业主要是服务型机器人市场和特殊应用行业,工业领域虽然有一些,但为数不多。这主要是因为AGV在工业领域的应用已经非常成熟,企业很多,技术积累也非常丰富,所以大部分产品都是直接面向终端应用的成品,专用底盘商在这个市场上相对没有竞争力。
服务机器人领域是目前机箱厂商的主要市场,服务机器人是一个新的领域,大家都处于探索阶段。专用底盘的出现不仅可以节省开发时间和成本,还可以加快产品研发速度,抢占服务机器人快速增长的市场。因此,随着服务机器人应用场景和服务方式的不断拓展,基于机器人底层应用开发服务机器人底盘需求日益增加。
此外,值得注意的是,部分机箱厂商正逐渐向终端产品提供商转变。如前所述,机箱工作的完成基本相当于机器人本体开发工作的70%左右,而剩下的30%对于已经掌握核心技术的机箱厂商来说并不困难,只需要搭载一些应用设计就可以开发出具体的应用产品。所以目前很多厂商在自身底盘技术优势下,开始选择一两个方向推出自己的服务机器人产品。
事实上,移动机箱作为一个行业要想快速发展还是存在一些问题的。比如成本方面,对于市场上功能要求较高的机器人,机箱价格相对较高,会在一定程度上影响应用终端的接受度。机器人底盘要想有所突破,带动服务机器人将信息资源商业化,低成本的趋势是必然的。其次,是技术问题。目前服务机器人底盘一般采用通用底盘,但随着细分发展越来越成熟,根据不同场景对底盘的需求也会有所不同。换句话说,未来的机箱可能会向专业化、定制化、高性能方向发展。在这种情况下,中国企业仍然需要解决传感器融合等技术问题。
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