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。