無人機中空間和重量受限的考慮因素

通過瀏覽大眾媒體，您可以很容易地認為是天空中有很多無人機在飛行。這些小型的飛行器幾十年來一直是用于軍事領(lǐng)域，最初是作為誘餌飛行器，后來又用于偵察、后勤、數(shù)據(jù)收集等任務(wù)。在過去幾年里，無人機的使用率呈指數(shù)級增長，其作用范圍也是如此。除了人們在消費市場對無人機一直很大的興趣外，這種高增長的一個關(guān)鍵因素是其在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域所具備的更大價值。反過來，按照技術(shù)市場所熟悉的發(fā)展曲線，越來越廣泛的采用將導(dǎo)致更大的規(guī)模經(jīng)濟， 從而使價格下降，并進一步擴展其應(yīng)用。

媒體對無人機的關(guān)注度大多都集中在消費類應(yīng)用（或者更常見的是誤用）。不過，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，這是由于無人機能夠訪問人類（或其他種機器）根本無法進入的地方。

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

其他采用無人機的行業(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)。當時的嘗試得到了德國聯(lián)邦運輸部（BMVI）的合作，專門設(shè)立了一個用于試驗的限制飛行區(qū)，巴伐利亞航空管理局批準了飛行許可。

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

農(nóng)民也從無人機的發(fā)展中受益匪淺。市場分析公司IDTechEx預(yù)測，2028年“智能農(nóng)業(yè)”的價值將超過4.2億美元。例如，日本自20世紀90年代初以來一直依靠無人遙控直升機噴灑稻田，精密控制技術(shù)有助于減少所需化學(xué)品的數(shù)量，整個過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)無人機對綠茶田噴施肥料。

在建筑領(lǐng)域內(nèi)，測繪是無人機需要完成的重要任務(wù)。無人機可以用來快速檢查橋梁或高層建筑物，否則會需要安裝起重機，耗費很多的時間和成本?？偛吭O(shè)在日本的跨國公司Komatsu利用無人機掃描建筑施工現(xiàn)場來幫助克服建設(shè)者的短缺，他們首先通過計算機生成圖像，隨后按照現(xiàn)場規(guī)劃部署無人推土機和挖掘機來挖孔和運輸土石方。無人機也可以幫助監(jiān)測施工現(xiàn)場的進展，例如可以定期掃描項目并提供審計跟蹤。施工效率的任何微小改進都能夠抵消一些建筑行業(yè)常見的材料浪費。

對于電信公司而言，無人機對于在荒涼或車輛無法通行的地區(qū)部署網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也非常有利。最近幾個月前發(fā)生的一起案例說明了這一點，當時需要將高速寬帶光纜架送到威爾士北部的Pontfadog村。一個小型無人機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，光纜就可以被拉過去，而直接去用無人機拉光纜本身負載過重。

所有這些例子都表明，需要高質(zhì)量的組件來支持這個新興的技術(shù)領(lǐng)域。無人機的運行環(huán)境往往要求苛刻，不得不應(yīng)對惡劣的環(huán)境條件，高度的振動和潛在的重大沖擊。還需要考慮尺寸和重量方面的因素。確保無人機的成功運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于本身受限于這些參數(shù)的無人機顯然是有益的。無人機的小巧結(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人機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，而不會增加任何不必要的體積。纖細的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，以增加額外的保護和屏蔽。隨著這個產(chǎn)品系列中可以螺絲鎖定的Gecko-SL最新成員的推出，可以實現(xiàn)更高的抗振動可靠性。 為了保持線束較輕的重量，Datamate Mix-Tek 系列可以在同一個緊湊的外殼內(nèi)部提供電源、信號和RF接點，這些連接器每個觸點的額定電流為20A或40A。

無人機正在全球范圍內(nèi)各個行業(yè)不斷得到越來越廣泛的應(yīng)用，并將在未來很長一段時間內(nèi)繼續(xù)這種趨勢。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，都可以看到無人機的廣泛應(yīng)用。