無(wú)人機(jī)中空間和重量受限的考慮因素

通過(guò)瀏覽大眾媒體，您可以很容易地認(rèn)為是天空中有很多無(wú)人機(jī)在飛行。這些小型的飛行器幾十年來(lái)一直是用于軍事領(lǐng)域，最初是作為誘餌飛行器，后來(lái)又用于偵察、后勤、數(shù)據(jù)收集等任務(wù)。在過(guò)去幾年里，無(wú)人機(jī)的使用率呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，其作用范圍也是如此。除了人們?cè)谙M(fèi)市場(chǎng)對(duì)無(wú)人機(jī)一直很大的興趣外，這種高增長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵因素是其在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域所具備的更大價(jià)值。反過(guò)來(lái)，按照技術(shù)市場(chǎng)所熟悉的發(fā)展曲線，越來(lái)越廣泛的采用將導(dǎo)致更大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)， 從而使價(jià)格下降，并進(jìn)一步擴(kuò)展其應(yīng)用。

媒體對(duì)無(wú)人機(jī)的關(guān)注度大多都集中在消費(fèi)類應(yīng)用（或者更常見(jiàn)的是誤用）。不過(guò)，工業(yè)和商用領(lǐng)域正在出現(xiàn)的應(yīng)用才最值得關(guān)注，這是由于無(wú)人機(jī)能夠訪問(wèn)人類（或其他種機(jī)器）根本無(wú)法進(jìn)入的地方。

人道主義組織和救援服務(wù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)在利用無(wú)人機(jī)對(duì)自然災(zāi)害發(fā)生后交通阻斷的地區(qū)進(jìn)行調(diào)查。過(guò)去幾年里，在評(píng)估太平洋島嶼瓦努阿圖由颶風(fēng)造成的破壞，評(píng)估厄瓜多爾大地震后的道路狀況，以及通過(guò)比較海地颶風(fēng)前后的圖像以確定有多少房屋需要重建方面，無(wú)人機(jī)已經(jīng)證明非常有幫助。無(wú)人機(jī)也可進(jìn)入災(zāi)害導(dǎo)致的倒塌建筑物內(nèi)，幫助準(zhǔn)確定位被困人員。

其他采用無(wú)人機(jī)的行業(yè)包括農(nóng)業(yè)、采礦、石油/天然氣和建筑等等，物流/配送也是一個(gè)非常引人注目的領(lǐng)域。 DHL在2016年嘗試向位于巴伐利亞的偏遠(yuǎn)村莊提供醫(yī)療用品和其他小型包裹的服務(wù)，而傳統(tǒng)車輛難以達(dá)到這些地區(qū)，尤其是考慮到該地區(qū)所面臨的氣象挑戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)的嘗試得到了德國(guó)聯(lián)邦運(yùn)輸部（BMVI）的合作，專門設(shè)立了一個(gè)用于試驗(yàn)的限制飛行區(qū)，巴伐利亞航空管理局批準(zhǔn)了飛行許可。

去年，德國(guó)政府推出了特殊的無(wú)人機(jī)立法，它與美國(guó)聯(lián)邦航空局2016年8月宣布的法規(guī)有許多相似之處。這項(xiàng)立法限制了任何超出視線范圍的無(wú)人駕駛飛行器（UAV），也直接限制了人們的使用范圍。與此同時(shí)，還有一些條款允許在被視為安全的情況下一些運(yùn)行可獲得豁免，為某些情況下更先進(jìn)的商業(yè)/工業(yè)運(yùn)營(yíng)開(kāi)放了空間。

農(nóng)民也從無(wú)人機(jī)的發(fā)展中受益匪淺。市場(chǎng)分析公司IDTechEx預(yù)測(cè)，2028年“智能農(nóng)業(yè)”的價(jià)值將超過(guò)4.2億美元。例如，日本自20世紀(jì)90年代初以來(lái)一直依靠無(wú)人遙控直升機(jī)噴灑稻田，精密控制技術(shù)有助于減少所需化學(xué)品的數(shù)量，整個(gè)過(guò)程也可以更好地指導(dǎo)，而環(huán)境的影響因此顯著降低。

圖1：農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)對(duì)綠茶田噴施肥料。

在建筑領(lǐng)域內(nèi)，測(cè)繪是無(wú)人機(jī)需要完成的重要任務(wù)。無(wú)人機(jī)可以用來(lái)快速檢查橋梁或高層建筑物，否則會(huì)需要安裝起重機(jī)，耗費(fèi)很多的時(shí)間和成本?？偛吭O(shè)在日本的跨國(guó)公司Komatsu利用無(wú)人機(jī)掃描建筑施工現(xiàn)場(chǎng)來(lái)幫助克服建設(shè)者的短缺，他們首先通過(guò)計(jì)算機(jī)生成圖像，隨后按照現(xiàn)場(chǎng)規(guī)劃部署無(wú)人推土機(jī)和挖掘機(jī)來(lái)挖孔和運(yùn)輸土石方。無(wú)人機(jī)也可以幫助監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)展，例如可以定期掃描項(xiàng)目并提供審計(jì)跟蹤。施工效率的任何微小改進(jìn)都能夠抵消一些建筑行業(yè)常見(jiàn)的材料浪費(fèi)。

對(duì)于電信公司而言，無(wú)人機(jī)對(duì)于在荒涼或車輛無(wú)法通行的地區(qū)部署網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也非常有利。最近幾個(gè)月前發(fā)生的一起案例說(shuō)明了這一點(diǎn)，當(dāng)時(shí)需要將高速寬帶光纜架送到威爾士北部的Pontfadog村。一個(gè)小型無(wú)人機(jī)連接著一條重量很輕的線飛向位于陡峭山丘且周圍綠樹(shù)茂密的一片房屋。一旦這些線路到位，光纜就可以被拉過(guò)去，而直接去用無(wú)人機(jī)拉光纜本身負(fù)載過(guò)重。

所有這些例子都表明，需要高質(zhì)量的組件來(lái)支持這個(gè)新興的技術(shù)領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)的運(yùn)行環(huán)境往往要求苛刻，不得不應(yīng)對(duì)惡劣的環(huán)境條件，高度的振動(dòng)和潛在的重大沖擊。還需要考慮尺寸和重量方面的因素。確保無(wú)人機(jī)的成功運(yùn)行意味著雖然小型化固然重要，但是選用的電子元件也需要表現(xiàn)出最高水平的穩(wěn)健性。

圖2：Datamate Mix-Tek連接器。

部件尺寸和重量的減小對(duì)于本身受限于這些參數(shù)的無(wú)人機(jī)顯然是有益的。無(wú)人機(jī)的小巧結(jié)構(gòu)自然限制了它們可攜帶的有效載荷，所以使用小而輕的部件意味著這樣的無(wú)人機(jī)將具有更高的有效載荷能力，再充電之前也能夠覆蓋更大的范圍。 Harwin公司的高可靠性連接器和布線解決方案能夠?qū)⒕o湊性與堅(jiān)固而輕巧的結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可以確保提供必要的功率和數(shù)據(jù)性能，而不會(huì)增加任何不必要的體積。纖細(xì)的1.25mm間距Gecko系列是一種傳統(tǒng)微型D連接器的高性能替代方案。如果需要，還可以安裝金屬后殼，以增加額外的保護(hù)和屏蔽。隨著這個(gè)產(chǎn)品系列中可以螺絲鎖定的Gecko-SL最新成員的推出，可以實(shí)現(xiàn)更高的抗振動(dòng)可靠性。 為了保持線束較輕的重量，Datamate Mix-Tek 系列可以在同一個(gè)緊湊的外殼內(nèi)部提供電源、信號(hào)和RF接點(diǎn)，這些連接器每個(gè)觸點(diǎn)的額定電流為20A或40A。

無(wú)人機(jī)正在全球范圍內(nèi)各個(gè)行業(yè)不斷得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并將在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)這種趨勢(shì)。不論相關(guān)的立法和法規(guī)如何發(fā)展，這種技術(shù)很可能在商用和工業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。在我們?nèi)祟惸軌蛳胂蟮玫降念I(lǐng)域，都可以看到無(wú)人機(jī)的廣泛應(yīng)用。