Was ist ein mobiler Roboter? Definition, Typen und Anwendungen erklärt

Mobile Roboter sind automatisierte Maschinen, die dafür ausgelegt sind, Aufgaben selbstständig auszuführen. Sie können entweder menschlichen Befehlen folgen, sich autonom bewegen, ihre Umgebung wahrnehmen und Aufgaben ausführen oder vorprogrammierte, softwaregesteuerte Abläufe abarbeiten. Im Vergleich zu herkömmlichen stationären Robotern sind mobile Roboter intelligenter und anpassungsfähiger. Heutzutage erfreuen sich mobile Roboter in verschiedenen Wirtschaftsbereichen zunehmender Beliebtheit. Sie werden eingesetzt, um menschliche Arbeitskräfte zu unterstützen oder zu ersetzen, und können sogar Aufgaben ausführen, die für Menschen unmöglich oder gefährlich sind. Mobile Roboter sind mittlerweile allgegenwärtig in Bereichen wie Fabriken, Logistiklagern, Hotels, Krankenhäusern, landwirtschaftlichen Betrieben, Supermärkten, Häfen und auf Baustellen.

Mobil Robot Composition

Mobile Roboter sind Roboter, die sich in verschiedenen Umgebungen autonom oder halbautonom fortbewegen und vorprogrammierte Aufgaben ausführen können. Verständnis Vergleich zwischen AGV und AMR bei mobilen Robotern bietet einen tieferen Einblick in dieses Thema. Im Gegensatz zu herkömmlichen stationären Robotern sind mobile Roboter wie Menschen mit Verstand und Körper. Sie sind in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen, Entscheidungen zu treffen und zu laufen. Mobile Roboter bestehen im Wesentlichen aus vier Teilen:

Arten von Mobile Robots

Auf internationaler Ebene werden mobile Roboter im Allgemeinen in zwei Hauptkategorien unterteilt: mobile Serviceroboter und mobile Industrieroboter. Zu den mobilen Servicerobotern gehören Hotelrezeptionsroboter, Haushaltsstaubsaugerroboter, Restaurantlieferroboter usw.; zu den Industrierobotern gehören Werksroboter für den Materialtransport, Obstpflückroboter, Hafenumschlagsroboter, Bau-Handling-Roboter,  Lieferroboter, Scan-Roboter, usw. Auf der Grundlage verschiedener Klassifizierungsmethoden können wir mobile Roboter grob in die folgenden Kategorien einteilen:

Klassifizierung nach Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Beratungsmethoden

Mobile Roboter können in geführte und ungeführte Roboter unterteilt werden, je nachdem, ob sie über Führungseinrichtungen verfügen.

Klassifizierung nach verschiedenen Antriebsarten

Auf der Grundlage der verschiedenen Antriebsmechanismen mobiler Roboter können diese in Radantrieb, Raupenantrieb, Beinantrieb und Hybridantrieb unterteilt werden. Der Antrieb auf Rädern kann weiter unterteilt werden in Fahrgestellroboter mit Zweirad-Differentialantrieb, Fahrgestell-Roboter mit Allrad-Differentialantrieb, Fahrgestellroboter mit omnidirektionalem Radantrieb (fähig, sich in alle Richtungen zu bewegen, einschließlich seitlicher und diagonaler Bewegungen und Drehungen auf der Stelle) und Ackermann-Antriebsroboter (ähnlich wie bei Autos, wo die Vorderräder lenken und für den Antrieb sorgen):

Die folgende Tabelle gibt einen detaillierten Überblick über die Unterschiede und Anwendungsbeispiele verschiedener Radroboter, geordnet nach Antriebsart.

1. Zweirad-Differential

Struktur: Besteht aus zwei Antriebsrädern + Stützrädern; die Lenkung wird durch den Geschwindigkeitsunterschied zwischen den beiden Antriebsrädern erreicht.

Merkmale: Einfache Struktur, 2 Motoren, geringe Kosten, kleiner Wenderadius

Anwendbar: Staubsauger für Zuhause, Restaurant-Lieferroboter

2. Vierrad-Differential

Struktur: Das Fahrzeug verfügt über vier Antriebsräder, die jeweils unabhängig voneinander gesteuert werden; die Fortbewegung und das Lenken erfolgen über ein Differential zwischen den linken und rechten Rädern.

Merkmale: Im Vergleich zum Zweiradantrieb verfügt er über eine höhere Tragfähigkeit und eignet sich besser für unebene Straßen

Anwendbar: Inspektionsroboter, Roboter für den Materialumschlag im Lager

3. Ackermann

Struktur: Ähnlich wie ein Auto verfügt es über eine Vorderradlenkung und Hinterradantrieb oder Allradantrieb.

Merkmale: Hohe Geschwindigkeit Bewegung und höhere Fahrleistung.

Anwendbar: Fahrerlose Fahrzeuge, unbemannte Lieferlogistikfahrzeuge

4. Allround-Räder

Struktur: Dank Mecanum-Rädern oder omnidirektionalen Rädern kann es sich in alle Richtungen bewegen, beispielsweise diagonal, seitwärts und auf der Stelle drehen.

Besonderheit:   Hochflexibel und kann durch enge Räume hindurchgehen, hat aber eine begrenzte Tragfähigkeit.

Anwendbar: Transportroboter für Krankenhausmaterial

Mobile Roboter erreichen Autonomie durch eine mehrschichtige Architektur aus Wahrnehmung, Lokalisierung, Planung und Steuerung. Für einen tieferen Einblick in die einzelnen Schichten lesen Sie unseren Artikel über So funktionieren AMRs erläutert den gesamten Autonomie-Stack – von den Sensordaten bis hin zu den Motorbefehlen.

Klassifizierung von Robotern nach ihrer Anwendung

Je nach Verwendungszweck lassen sich mobile Roboter unter anderem in frachttragende mobile Roboter, palettenartige mobile Roboter, palettenschleppende mobile Roboter, unbemannte Gabelstapler, gewerbliche Bodenreinigungsroboter, Serviceroboter, Regalbediengeräte und Roboterarme mit angehängten Geräten einteilen. Weitere Einzelheiten entnehmen Sie bitte der nachstehenden Tabelle.

Mobiler Roboter für den Warentransport

Verdeckter mobiler Roboter im Desktop-Stil

Regalbediengerät Logistiksystem

Roboter mit AMR-Roboter ausgestattet

UnmanneForkliftft

Kommerzieller Bodenreinigungsroboter

Service-Roboter

Wie man den richtigen mobilen Roboter auswählt

Die Wahl des richtigen mobilen Roboters (AGV/AMR) ist entscheidend für den Erfolg eines Projekts. Daher müssen wir mehrere Faktoren berücksichtigen. Nachfolgend sind einige Faktoren aufgeführt, die bei der Auswahl eines mobilen Roboters zu berücksichtigen sind.

Schritt 1: Klären Sie Ihre Projektanforderungen

Wenn Sie sich an Hersteller von mobilen Robotern wenden, sollten Sie sich über die folgenden Fragen klare Gedanken machen.

1. Welche Aufgabe wird der mobile Roboter erfüllen?

Verkehr: Was wird transportiert? (Halbfertigprodukte, Fertigprodukte, Regale, Paletten, Lebensmittel, Obst)

Abschleppen: Werden die Materialien gezogen oder aufgehängt?

Prüfung: Innen- oder Außeninspektionen oder Inspektionen an besonderen Orten wie z. B. Minen?

2. Last der mobilen Roboter

Abmessungen der Ware: Die Abmessungen der zu bewegenden Güter, einschließlich Länge, Breite, Höhe und Schwerpunkt, bestimmen die Größe der Tragfläche des Roboters.

3. Betriebsumgebung des mobilen Roboters

Drinnen oder draußen: Handelt es sich bei der Innenumgebung um ein Lager, eine Werkstatt oder einen anderen Raum? Überlegen Sie, ob Innenbereiche mit einem Aufzug erreichbar sein müssen und ob es Schwellen gibt, die überwunden werden müssen. Berücksichtigen Sie bei Außenbereichen das Gefälle und die Straßenverhältnisse.

Bodenverhältnisse: Handelt es sich bei der Oberfläche um einen ebenen Zementboden, einen Epoxidboden oder um unebene Stahlplatten mit Lücken? Dies wirkt sich auf die Navigationsmethoden und die Auswahl der Räder aus.

Grad der Mensch-Maschine-Interaktion: Handelt es sich bei dem Gebiet um eine dicht besiedelte Zone, eine gemischte Fußgänger-/Fahrzeugzone oder eine völlig isolierte, unbemannte Zone? Dies steht in direktem Zusammenhang mit den Sicherheitsstandards.

Dynamische Hindernisse: Gibt es in der Umgebung eine große Anzahl von sich zufällig bewegenden Personen, Gabelstaplern oder anderen Fahrzeugen?

Infrastruktur: Gibt es ausreichende Breiten, Aufzüge oder automatische Türen? Muss die Umgebung für den Roboter angepasst werden (z. B. durch Anbringen von QR-Codes oder reflektierenden Tafeln)?

4. Welche Art von Arbeitsablauf ist erforderlich?

Komplexität der Route: Handelt es sich um eine einfache Punkt-zu-Punkt-Beförderung von Punkt A nach Punkt B, oder müssen mehrere Bahnhöfe durchfahren und an mehreren Punkten angehalten werden?

Anforderungen an die Schnittstelle: Muss es automatisch mit Aufzügen, automatischen Türen, Förderbändern, Rollenbahnen oder Aufzügen zusammenarbeiten?

Ladeverfahren: Handaufladung, Gelegenheitsaufladung (automatisches Aufladen an einer Ladestation während der Arbeitspausen) oder Austausch der Batterien?

Anforderungen an die Terminplanung: Müssen mehrere Roboter koordiniert arbeiten? Ist eine Integration mit Ihrem MES (Manufacturing Execution System), WMS (Warehouse Management System) oder ERP (Enterprise Resource Planning System) erforderlich?

5. Leistungsindikatoren

Effizienz: Wie viele Fahrten müssen pro Stunde/Tag durchgeführt werden? Dies stellt Anforderungen an die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Umschaltzeit des Roboters. –

Zuverlässigkeit: Wie hoch ist die erwartete Betriebszeit? (z. B. >99,5%)

Genauigkeit: Welche Wiederholgenauigkeit ist für den Andockpunkt erforderlich? (±10 mm, ±5 mm oder ±1 mm?) Dies ist entscheidend für das Be- und Entladen.

Schritt 2: Bewertung der wichtigsten Technologieoptionen: Verfahren zur Navigation

Schlussfolgerung: Derzeit ist Laser-SLAM der Haupttrend für flexible und intelligente Anwendungen. Sofern keine besonderen Anforderungen an hohe Präzision oder kostengünstige feste Pfade bestehen, sollte es vorrangig in Betracht gezogen werden.

Schritt 3: Verbringungsmethode (Fahrgestellart)

Zwei-Rad-Differenzial: Der häufigste Typ, bestehend aus zwei Antriebsrädern und mehreren Schwenkrädern. Er hat eine einfache Struktur, niedrige Kosten und keinen Wenderadius. Er eignet sich für die meisten innerbetrieblichen Transportaufgaben.

McNaughton-Räder: Ermöglicht omnidirektionale Bewegung (vorwärts, rückwärts, links, rechts, diagonal, seitlich und Drehung). Äußerst flexibel, geeignet für den Einsatz in engen Räumen. Allerdings ist es teuer, erfordert eine glatte Bodenoberfläche und hat einen hohen Energieverbrauch. Wird häufig in der medizinischen Logistik eingesetzt.

Lenkrad: Ähnlich wie der Lenkmechanismus eines Autos. Hohe Tragfähigkeit, leichtgängiger Betrieb, geeignet für Schwerlast- (Tonnenklasse und höher) und Hochgeschwindigkeitsanwendungen im Freien. Allerdings hat er einen großen Wenderadius. Wird häufig in der Landwirtschaft und der Industrielogistik eingesetzt.

Schritt 4: Sicherheit Leistung  

Mehrstufiger Sicherheitsschutz: Laser-Hindernisvermeidungssensoren, Bildverarbeitung und Ultraschall-Multisensor-Fusion ermöglichen Wegplanung, Kollisionsvermeidung und Verringerung des Kollisionsrisikos sowie eine Not-Aus-Taste für unerwartete Situationen.

Zertifizierung: Einhaltung der internationalen Sicherheitsnormen (wie CE, UL usw.).

Schritt 5: Fähigkeiten zur Software- und Systemintegration

Dispositionssystem (Flottenmanagementsystem): Das Herzstück der Zusammenarbeit zwischen mehreren Robotern. Ein gutes Planungssystem kann die Aufgabenzuweisung, die Pfadplanung und das Verkehrsmanagement optimieren, um Staus und Blockaden zu vermeiden.

API-Offenheit: Kann es problemlos mit Ihren übergeordneten Systemen (WMS/MES/ERP) verbunden werden, um Aufgabenverteilung, Statusrückmeldungen und Datenupload zu ermöglichen?

Mobiler Roboter Lieferantenbewertung und -auswahl

1. Erstellen Sie eine Liste von Kandidaten:

Wenn Sie einen Unternehmen für mobile RoboterBitte nutzen Sie Online-Recherchen, Branchenmessen und Empfehlungen von Kollegen, um eine Liste von 3-5 potenziellen Lieferanten zusammenzustellen.

2. Anforderungen kommunizieren:

Teilen Sie jedem Lieferanten die in Schritt 1 festgelegten detaillierten Anforderungen mit und bitten Sie ihn, vorläufige Angebote und Kostenvoranschläge vorzulegen.

3. Sehen Sie sich Vorführungen vor Ort an (entscheidend!):

Es ist unerlässlich, Vorführungen im Umfeld Ihres Unternehmens zu beobachten (Proof of Concept, PoC). Bitten Sie die Anbieter, den Roboter zu Testzwecken an Ihren tatsächlichen Standort zu bringen, um seine Manövrierfähigkeit, Genauigkeit, Stabilität und die Mensch-Maschine-Interaktion in realen Szenarien zu bewerten. Beobachten Sie, wie der Roboter auf dynamische Hindernisse reagiert (z. B. plötzlich auftauchende Fußgänger). Testen Sie seine Andockgenauigkeit.

4. Bewerten Sie die umfassende Stärke des Anbieters:

Technisches Team: Sind die Mitarbeiter professionell und reaktionsschnell? Erfolgsbeispiele: Gibt es Erfolgsbeispiele aus einer Branche, die Ihrer ähnelt? Sie können den Standort des Kunden besuchen, um sich ein Bild zu machen. Kundendienst: Wie lange dauert die Reaktionszeit des Kundendienstes? Ist die Versorgung mit Ersatzteilen ausreichend? Bietet das Unternehmen Fernsupport an?

5. Total Cost of Ownership (TCO)

Vergleichen Sie nicht nur den Stückpreis von Robotern. Berechnen Sie die Gesamtbetriebskosten, einschließlich des Kaufpreises der Hardware, der Softwarelizenzgebühren, der Bereitstellungs- und Implementierungskosten, der Kosten für Umgebungsänderungen, der Wartungskosten nach der Installation und der Schulungskosten.

Zusammenfassung: Schnellauswahl-Checkliste für die Wahl des richtigen Fahrgestelllieferanten

Die Zukunft des mobilen Roboters

Da die Arbeitskosten weiter steigen, spielen Roboter eine immer wichtigere Rolle in unserem Leben. Derzeit werden globale Probleme wie die Überalterung der Bevölkerung und Schwierigkeiten bei der Personalbeschaffung immer ernster. Künftig werden mobile Roboter in der verarbeitenden Industrie, z. B. in der Halbleiterindustrie, im Bereich der neuen Energien, im Transportwesen und in der 3C-Elektronikfertigung, weit verbreitet sein und die Qualitäts- und Effizienzsteigerung sowie die hochwertige Entwicklung in verschiedenen Branchen fördern.

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