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展望未来机器人传感器的发展趋势(机器人传感器发展历程) 智能机器人的展望和未来发展趋势

展望未来机器人传感器的发展趋势(机器人传感器发展历程)

现代高端科技研制的各种类型机器人,已经在众多的领域得到较广泛的应用,占有举重轻足的地位。科学在不断地发展,机器人制造工艺的各项性能水平也在不断地得已提升。未来,随着万物互联、智能感知时代的加速到来,机器人迈入信息化、智能化的新时代将大势所趋,要想实现这一升级发展,对于机器人发展影响最大的几门技术之中,除了人工智能、大数据、定位导航等之外,传感器技术也起着至关重要的作用。

传感器(Sensor)是一种检测装置,能够感受到被测量的信息,并能将接收到的信息,按照一定的规律转换成电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、储存、显示、记录和控制等要求。对于机器人来说,传感器就像机器人认识世界的媒介一般,赋予了机器人对外部环境的一切感知能力感知器官之于人类的视、力、触、嗅、味等五种感知能力,让物体有了像人一样的感觉,让物体慢慢变活,正像眼睛、鼻子、耳朵对于人体的作用一样,传感器在硬件中充当一个从外界接受信息的角色。今天工采网小编为大家简单说说传感器在机器人未来发展进程中又何作用?

机器人的视、力、触、嗅、味等五种感知能力都需要传感器传输,因此可以说传感器对于机器人来说就像人类的各种感知器官,通过传感器探测机器人外部工作环境和对象状态:对各关节的位置、速度、温度、载荷、电压等信息进行探测和了解,进而反馈信息至控制器形成闭环控制,有效的保证和提升机器人自身的运作和灵敏度。内部探测机器人自身工作状况,通过内外结合的全面信息交互,传感器真正实现让“机器”变成“人”。

但由于行业起步晚、竞争压力大,我国传感器发展依然面临四大困境。

一:关键技术尚未突破。传感器的设计技术囊括了多种学科、理论、材料和工艺知识,突破起来十分困难,目前,在人才匮乏、研发成本高昂、企业恶性竞争激烈的情况下,我国还没有突破传感器一些共性关键技术。

二:产业化能力不足。由于我国企业技术实力的落后,行业发展规范尚未形成,导致国内传感器产品不配套且不成系列,重复生产、恶性竞争的现象的多发,使得产品可靠性较差、低端偏移较为严重,产业化程度与品种和系列不成正比,只能长期依赖国外进口。

三:资源不集中。目前我国传感器企业又1600余家,但大都以小微企业为主,盈利能力不强,缺乏技术引领的龙头企业,最终导致资金、技术、企业布局、产业结构、市场等方面都变现出分散的状态,资源得不到有效集中,产业发展也迟迟无法走向成熟。

四:高端人才较为匮乏。由于传感器行业发展处于起步阶段,资金、技术和产业基础都较为薄弱,加之涉及学科多,要求知识面广,新技术层出不穷,导致很难吸引到高端人才投身其中。此外,我国人才培养机制的不完善、不合理,也导致行业面临人才缺乏问题。

如今,在政策和市场的驱动下,我国传感器的产业生态日趋完备,设计、制造等环节均有骨干企业参与其中,一些科研机构也建立了相关服务平台,助推产业创新发展。机器人发展仍然具有大趋势、大路径,未来我国只要解决技术、人才等四方面的难题,就能推动机器人传感器走向成熟。工采网作为传感器的服务商提供了两款用于机器人避障、测距的传感器。关于具体的技术方案可以参考工采资讯《超声波避障传感器及超声波测距传感器在机器人中的应用》一文。

用于避障的传感器

避障可以说是各种机器人最基本的功能,不然机器人一走动就碰到花花草草就不好了。机器人并不一定要通过视觉感知自己前方是否有障碍物,它们也可以通过触觉或像蝙蝠那样通过声波感知。

MaxBotix超声波避障传感器-MB1043是一款高分辨率(1mm)、高精度低功耗的超声波传感器,它在设计上,不仅对干扰噪音做了处理,具备抗噪音干扰能力。而且对于大小不同的目标,和变化的供电电压,做了灵敏度的补偿。另外还具备标准的的内部温度补偿,使得测量出来的距离数据更加精准。应用于室内环境,它是一款很不错的低成本解决方案!

用于测距的传感器

机器人光知道哪个方向有障碍物并不够,还必须知道障碍物距离自己具体有多远,才好判断下一步的行动。这时我们就需要测距传感器。超声波测距传感器是一种很常见的测距传感器,依靠超声波的发射与反射接收中的时间差来判断距离,这和动物界的蝙蝠是一样的,算是仿生学的一项应用。

MaxBotix人体测距传感器超声波传感器-MB1014专为行人和对象检测而设计,在同一环境中允许多个传感器同时运行,并且很少或几乎不会受到其他超声波传感器经常发生的相互干扰影响。这款传感器具有380px~6.45m的检测距离、2.5V~5.5V供电、2mA典型电流消耗、42KHz的工作频率、极地的功耗、测量周期短等特点,非常适合多传感器操作或电池供电系统,一旦收到命令开始测距,即获悉周围环境。MB1014的主要特性是具备易于使用的逻辑(高/低)输出、RS232格式串行输出。因此超声波测距的优点在于测量范围较大且不使用光学信号,所以被测物体的颜色对于测量结果没有影响,但其成本较高。由于它依靠声速测距,所以对于一些影响声速的因素较敏感,比如温度、风速等,而且最大允许角度较小。

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我国智能巡检机器人优势明显,未来发展前景呈现美好

随着我国智能电网建设进程的推进,智能电网巡检机器人迎来了广泛的应用,凭借着远超人工的全面优势,如今巡检机器人市场发展潜力正在不断凸显,未来随着国际化战略的稳步实施,我国企业还将带动全球市场的快速发展。

智能巡检机器人优势出众,未来广阔前景令人期待

智能电网也被称为“电网2.0”,是利用各种先进的传感、测量、控制设备和技术,来打造高速集成的双向通信网络,实现电网的安全、经济、高效、节能等目标,保证新时代下企业和用户的用电需求。

近年来,我国为推动智能电网的升级改造,投入了大量资金支持,时至今日已经取得了显著的发展成果。2017年,国内智能电网市场规模首度突破650亿元大关,今年上半年市场规模也已来到340亿元左右,下半年的智能电网市场发展令人期待!

不过,智能电网发展规模的不断扩大,也让“如何保障电网安全”成为了新的问题所在,传统的人力巡检早已不适应行业的发展需求,在这样的情况下,伴随着机器人技术的兴起,智能电网巡检机器人逐渐出现在了人们的视野。

机器人来巡检优势全面

巡检机器人和传统的人工巡检方式相比较,其优势及其明显且全面。

目前,我国的智能电网线路长度已经超过100万千米,覆盖范围及其广大,在采用传统人工巡检的情况下,多数线路无法得到有效检查,人工的覆盖率始终达不到100%,虽然最终可以采用事故维修和定期维修的方式进行弥补,但费时费力不说,还无法对安全隐患进行及时预防。

人工巡检不仅作业方式落后、自动化程度低、成本高、覆盖率低,且缺乏数据的积累和互通,这与智能电网发展中所要实现的线路巡检全覆盖、故障智能自动识别,并能提供可行解决方案的愿景相差甚远,而智能巡检机器人凭借强大可靠的技术,则能实现对这些棘手问题的完美解决。

同时,与人工巡检不同,巡检机器人完全不受环境、天气等因素影响,对于危险作业游刃有余。今年以来,包括“艾云尼”、“玛莉亚”、“云雀”等在内,已有多达14号台风对我国的电网基础设施带来威胁,在这样的极端天气下,人工巡检会出于生命安全考虑而无法进行,但机器人巡检则只需一切照常即可。

国内市场需求增长不断

基本上述这些优势,这两年,巡检机器人已经在我国国家和地方的多个电站,获得了十分广泛的应用,以山东鲁能、国自机器人、朗驰欣创、万达科技、普华灵动、亿嘉和等为代表的机器人研制企业取得了良好的发展。

据统计,从2016年到2017年,国内变电站设备巡检机器人产量从559台,已经增长到了806台,连续两年都实现产量大于需求量,同时国内市场规模也从3.74亿元扩大到5.17亿元。

预计2018年至2020年,国内巡检机器人市场还将迎来爆发式增长!做出如此判断的主要原因,是目前国家对于这方面的重视和投入正在不断增加,国内市场需求还在持续增长。

自“十二五”对电力系统的改建以来,国家相继发布了《国家电网智能化规划总报告(修订稿)》、《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》等系列文件,计划对智能电网投入超3000亿元资金支持,并要求到2020年国内配电自动化覆盖率达到90%。

在国家积极投入资金建设智能电网的情况下,相关人员预测,到2020年我国变电站数量将从现有的2万座增加到3万座,以每年10%的改建进度来算,未来五年巡检机器人的年需求量也将达到2000-3000台,届时这将是个百亿级的庞大需求市场。

而当前,我国巡检机器人的市场发展规模才达到潜力市场的十分之一,行业发展可谓刚刚起步,未来随着市场应用的逐渐成熟,我国巡检机器人只要保持与需求增长同样的步调,便能取得飞跃式的进步与发展。

国际化发展前途深远

眼下,我国企业在深耕国内市场的同时,也在积极响应“一带一路”和“走出去”发展战略,通过与众多国际企业的合作,增强自身品牌国际影响力和竞争力,争取在国际市场上展现出更大的力量。

据了解,2015年,国内已有11家主要电力企业实际完成28.98亿美元的对外投资,同时,对外承包工程在建项目合同额累计超过1500亿美元,同比增长约17.3%;新签合同额合计超400亿美元,同比增长约8.8%;电力设备和技术出口总额达130亿美元,同比增加约153%。

随着我国海外项目的拓展,未来国外市场对巡检机器人的需求也将迈入增长轨道,我国通过国际化战略提早布局能够占得先机。同时,及早的进入国际市场,也有助于在国际市场标准制定时,能有国内企业自己的声音。

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