機(jī)械臂可以代替人工在固定位置完成大部分生產(chǎn)自動化環(huán)節(jié)，移動機(jī)器人則實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)物流的自動對接和流轉(zhuǎn)，但實(shí)際上，這兩類機(jī)器人能完成的工作仍局限于單一的“移動”和“操作”，并不能真正意義上靈活的代替人力。
在此情況下，可移動操作的復(fù)合機(jī)器人，成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)智能化的關(guān)鍵設(shè)備，也成為下半場機(jī)器人價(jià)值競爭的重要條件。
打破“移動”與“操作”的鴻溝
復(fù)合機(jī)器人主要由AMR底盤、協(xié)作機(jī)械臂、視覺以及相應(yīng)的末端執(zhí)行器組成，其中內(nèi)置于底盤和機(jī)械臂中的激光雷達(dá)、視覺模塊等構(gòu)成了它的“眼睛”，機(jī)械臂讓它擁有了“手”一般的操作能力，底盤則讓它像‘腿’一樣進(jìn)行移動。
實(shí)際上，復(fù)合機(jī)器人通過機(jī)械臂+移動底盤的方式，相比之單一的移動底盤、機(jī)械臂，極大地增強(qiáng)了機(jī)器人作業(yè)可達(dá)范圍，可以應(yīng)用到更多的場合。具體來看，傳統(tǒng)的移動機(jī)器人一般只有3個自由度，而搭配不同末端工具的復(fù)合機(jī)器人可以擁有9個以上的自由度。
目前來看，復(fù)合機(jī)器人已落地應(yīng)用的場景有兩大類，精密制造業(yè)以及巡檢運(yùn)維領(lǐng)域，其中復(fù)合機(jī)器人在精密制造業(yè)中的應(yīng)用可以分為“動”和“靜”兩方面的應(yīng)用。
“動”指的是在精密電子制造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，物料是流轉(zhuǎn)的，復(fù)合機(jī)器人主要使用的是小型、輕載的協(xié)作型機(jī)械臂，兼具高效率、連續(xù)性、精確性、靈活性和安全性，可以與人在車間協(xié)同作業(yè)，成為集物料緩存、搬運(yùn)、上下料等功能為一體的智能解決方案，此場景中復(fù)合機(jī)器人可以取代大部分轉(zhuǎn)運(yùn)與上下料等枯燥乏味的工作。
“靜”指的是在船舶、高鐵、航空等高端制造領(lǐng)域中，飛機(jī)、高鐵、大型船只等產(chǎn)品由于體積龐大，其在生產(chǎn)過程中的位置是固定的，機(jī)械臂往往需進(jìn)行位置固定才可進(jìn)行噴涂、鉆孔、打磨、檢測等操作，而安裝大量的機(jī)械臂會導(dǎo)致高昂的成本，復(fù)合機(jī)器人成為綜合性價(jià)比較高的方案之一。
而在巡檢運(yùn)維領(lǐng)域，例如電廠、風(fēng)電廠中，為了保障能源供給的穩(wěn)定性，需要對相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行周期性的運(yùn)維、檢測，同時(shí)檢測對象多處于惡劣環(huán)境中，難放置傳感器進(jìn)行周期性的采集，因而過往一般采用人工巡檢的方式。
但人工檢測存在著極高的風(fēng)險(xiǎn)，以變電環(huán)境下的高壓開關(guān)柜操作場景為例，電力的強(qiáng)度達(dá)到6kV，稍稍發(fā)生意外，工人被電弧沾上就是一場重大事故，同時(shí)一個發(fā)電機(jī)組的暫停工作，其造成的損失是千萬元級別，所以必須保證穩(wěn)定運(yùn)行，采用結(jié)合SLAM技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)手段的復(fù)合機(jī)器人進(jìn)行巡檢運(yùn)維成為可行的解決方案。
總而言之，目前的復(fù)合機(jī)器人主要被應(yīng)用于機(jī)床上下料、物品運(yùn)送與抓取等“移動操作”類工作。未來，充電機(jī)器人、酒店清潔機(jī)器人等與人生活密切相關(guān)的服務(wù)行業(yè)也會是復(fù)合機(jī)器人的增量市場之一。
落地攻堅(jiān)戰(zhàn)打響
然而，復(fù)合機(jī)器人還面臨著諸多的落地難題，包括高成本、難以保障的作業(yè)效率、在協(xié)作機(jī)械臂和移動地盤上的技術(shù)壁壘以及高定制化的需求。
在成本上，復(fù)合機(jī)器人最基本的功能為柔性的移動以及與人協(xié)作，這導(dǎo)致復(fù)合機(jī)器人的導(dǎo)航模塊至少需要配備自主導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，手臂必須要采用安全性較高的協(xié)作機(jī)器臂，同時(shí)要搭載高精度的末端視覺定位模塊。另根據(jù)生產(chǎn)條件的不同，要搭配視覺模組以及對應(yīng)的末端執(zhí)行夾具，因而復(fù)合移動機(jī)器人的生產(chǎn)成本較為昂貴。
高工機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前復(fù)合移動機(jī)器人產(chǎn)品價(jià)格范圍在40-230萬元之間，相比于機(jī)械臂與移動底盤，復(fù)合機(jī)器人的單價(jià)偏高。成本導(dǎo)致復(fù)合機(jī)器人目前的應(yīng)用場景多限制于對成本敏感性較低的精密制造業(yè)、運(yùn)維巡檢行業(yè)，拓展更多應(yīng)用行業(yè)的步伐被放緩。
在作業(yè)效率上，復(fù)合機(jī)器人的作業(yè)形式為移動操作，這代表復(fù)合機(jī)器人需要進(jìn)行兩次定位，基于移動底盤的位置定位（識別位置）以及基于視覺的機(jī)械臂定位（識別抓取物品），這在一定程度上限制著復(fù)合機(jī)器人作業(yè)效率的提升。
在技術(shù)壁壘上，需要從協(xié)作機(jī)械臂與移動底盤的互相影響來看。實(shí)際上，擁有一定負(fù)載操作能力的機(jī)械臂普遍體積大、重量重、成本高、需要額外大體積的控制柜等，這對升降平臺的強(qiáng)度和走線、移動底盤的配重和體積有更高的要求，也限制移動底盤的通過性和續(xù)航能力，但輕量型的機(jī)械臂又難以滿足生活中多樣化的負(fù)載操作需求。
同時(shí)，移動底盤并非純剛性的平臺，如何在移動底盤上實(shí)現(xiàn)高精度作業(yè)也是一個技術(shù)難點(diǎn)。
此外，復(fù)合機(jī)器人還面臨著在系統(tǒng)整合上的技術(shù)壁壘。據(jù)了解，控制系統(tǒng)性能的優(yōu)劣最直接影響到復(fù)合移動機(jī)器人的作業(yè)效率，而復(fù)合移動機(jī)器人擁有多個模塊，不僅模塊的設(shè)備類型、傳感器的類型不一致，設(shè)備之間的通訊協(xié)議內(nèi)容類型也不一樣，異常處理邏輯復(fù)雜，這使復(fù)合移動機(jī)器人控制的復(fù)雜度極高。
最后一個影響因素是項(xiàng)目的定制化需求。目前而言，復(fù)合機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用往往是非標(biāo)的，根據(jù)廠家的設(shè)備差異，復(fù)合機(jī)器人需要不同的軟件部署環(huán)境，但往往每家的系統(tǒng)都難以實(shí)現(xiàn)嵌入式集成，這導(dǎo)致問題的分析排查需要跨系統(tǒng)完成，這對部署人員有著較高的的技術(shù)要求，同時(shí)也限制著復(fù)合機(jī)器人的規(guī)�；瘡�(fù)制應(yīng)用。
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機(jī)器人企業(yè)們正在奮力前行，推動復(fù)合機(jī)器人走向越來越多的場景，應(yīng)用在越來越多的領(lǐng)域。
在入局玩家上，不僅有優(yōu)艾智合、仙工智能、迦智科技、斯坦德機(jī)器人、靈動科技、藍(lán)芯科技等移動機(jī)器人企業(yè)，艾利特機(jī)器人、越疆科技、大族機(jī)器人、遨博智能、中科新松、節(jié)卡機(jī)器人等協(xié)作機(jī)器人企業(yè)也開始發(fā)力復(fù)合機(jī)器人領(lǐng)域。
在融資上，2021年多家復(fù)合機(jī)器人相關(guān)企業(yè)均獲得大額融資，高工移動機(jī)器人不完全統(tǒng)計(jì)，2021年，復(fù)合機(jī)器人相關(guān)移動機(jī)器人企業(yè)融資事件14起，融資金額超11億元。
根據(jù)摩爾定律，技術(shù)投入和規(guī)模效應(yīng)對于一款產(chǎn)品的性能提升和成本降低會有巨大推動作用，復(fù)合機(jī)器人批量落地應(yīng)用的曙光即將到來。
