从无人机到低空交通:绝对值编码器如何助力低空经济?

低空经济是什么?

低空经济是以 1000 米以下低空空域为依托,以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为核心装备,以载人、载货及各类作业等低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态,作为战略性新兴产业,其横跨一二三产业,产业链条长且带动性强。具体可从以下几方面理解:

核心构成维度

该经济形态由四大板块构成,

涵盖低空制造产业,如无人机、eVTOL、直升机等航空器及机载设备的研发生产。

低空飞行产业,像空中通勤、农林植保、空中旅游等各类飞行运营活动。

低空保障产业,包含通航机场、起降场等基础设施建设,以及通信导航、气象服务、维修保养等支撑服务。

综合服务产业,涉及航空金融、保险、人才培训、安全监管等配套服务。

多元应用场景

其应用场景十分广泛,既深入居民生活,比如无人机配送快递、早高峰 “飞的” 通勤、无人机航拍等;

也赋能行业生产,像农林领域的无人机喷洒农药、工业领域的低空隐患探测、物流领域的跨区域低空货运等;

同时还在公共服务领域发挥重要作用,例如应急救援中的低空搜救、医疗领域的紧急物资空运、警务领域的低空安防巡逻等。

显著发展特征:

一方面它科技含量高,依赖无人机控制、电动垂直起降、5G 通信等新技术支撑;

另一方面产业融合性强,能与农业、物流、旅游、应急等多个行业深度结合,催生出 “低空经济Plus” 的新业态;

此外它还具有强劲的辐射带动性,不仅能直接拉动航空器制造产业发展,还能带动基础设施建设、服务保障等上下游产业协同进步,被视作潜力巨大的新经济增长引擎。

在2024年,全球无人机市场正经历一场前所未有的技术革命,新一代无人机正以其高效的性能和广泛的应用场景引起越来越多的关注。据统计,2024年全球无人机市场预计将达到200亿美元,而新型无人机的技术进步则是这一增长的主要驱动力。市场上无论是军用还是民用无人机,都在不断提升其智能化水平,增强灵活性与适应性,真正实现了科技的普及与日常应用。

2023年底中央经济工作会议将低空经济正式列为战略性新兴 产业。党的二十届三中全会提出,发展通用航空和低 空经济。为推动航空制造业新型工业化探索和实践,工信部、科技部等四部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》。新领 域新赛道是全球科技革命与产业变革的产物,不仅是引领国家未来经济社会发展的决定性力量,也是影响国家在未来全球政治和经济格局中战略位势的关键 性变量,对国家抢抓战略机遇、实现跨越式发展、掌握发展主动权至关重要。

当无人机穿梭于城市街巷完成快递配送,当 eVTOL(电动垂直起降飞行器)载着乘客实现 “空中通勤”,当低空作业设备在农林田间精准植保 —— 低空经济正以 1000-3000 米的低空空域为舞台,勾勒出 “飞行改变生活” 的新图景。这一横跨一二三产业的新兴经济形态,对装备的精准控制、安全可靠性、实时数据传输提出了极致要求。

绝对值编码器,作为一种能直接输出绝对位置信息的核心传感设备,正凭借其独特优势,成为低空飞行器与作业装备的 “感知神经”,为低空经济的规模化发展筑牢技术根基。

单圈绝对值编码器

单圈绝对值编码器是一种用于测量旋转运动的设备。称之为单圈,是基于其掉电记忆的范围来定义的,在0-360°范围内…

多圈绝对值编码器

多圈绝对值编码器是相较于单圈绝对值编码器来定义的,主要区别在于其具有更大的绝对位置记忆范围。与单圈绝对值编码器…

先搞懂:绝对值编码器的核心优势,为何适配低空场景?

要理解绝对值编码器在低空经济中的价值,首先要明确它与传统增量式编码器的核心差异 —— 增量式编码器需依赖计数累加获取位置信息,一旦断电或信号中断,数据便会丢失,恢复后需重新校准;

而绝对值编码器通过独特的编码逻辑,每一个机械位置都对应唯一的绝对编码值,无需累计计数,仅需一次信号读取即可获取精准位置。在此基础上,绝对值编码器的四大核心优势:断电记忆、精度高、抗干扰强、无需找零,恰好击中了低空经济的核心需求:

断电不丢位,安全冗余拉满:

低空飞行与作业环境复杂,可能面临电磁干扰、短暂断电等突发状况。绝对值编码器无需依赖连续供电维持位置数据,即便设备重启或信号短暂中断,也能瞬间恢复准确的位置信息,避免飞行器姿态失控、作业设备定位偏差等安全风险,为低空装备提供关键安全冗余。

实时高精度,控制响应迅猛:

低空经济对 “精准” 的需求贯穿全场景 —— 无人机配送需精准悬停、eVTOL 起降需毫米级姿态控制、低空测绘需厘米级定位精度。绝对值编码器的分辨率可达 14 位 – 25 位,能实时输出微秒级位置数据,配合 5G、北斗导航等技术,可让飞行器的舵机控制、螺旋桨转速调节、作业机械臂动作等响应更迅猛、定位更精准,杜绝 “差之毫厘谬以千里” 的隐患。

抗干扰能力强,适应复杂工况:

低空环境涉及风雨、沙尘、电磁干扰,如城市通信信号、其他飞行器雷达,等复杂工况。绝对值编码器采用密封式结构设计,配合抗电磁干扰的信号传输协议(如 RS485、CANopen),能在恶劣环境下稳定工作,避免信号失真导致的设备故障。

无需回零校准,提升运营效率:

低空装备(如物流无人机、农林作业机)需频繁起降、切换作业任务,若采用增量式编码器,每次启动或重启后都需进行 “回零校准”,耗时且影响作业效率。绝对值编码器上电即可获取准确位置信息,无需额外校准步骤,大幅缩短设备准备时间,提升低空运营的连续性与效率。

二、落地场景:绝对值编码器在低空经济中的 “硬核应用”

低空经济的核心场景涵盖低空制造、飞行运营、保障服务等领域,绝对值编码器作为关键传感部件,已深度融入各类装备与场景中,成为 “安全飞行、精准作业” 的核心支撑:

1. 低空飞行器制造:

为 “飞行载体” 筑牢控制根基无论是载人 eVTOL、物流无人机,还是工业巡检无人机,其飞行姿态控制、动力系统调节都离不开绝对值编码器的精准感知:舵机与襟翼控制:飞行器的升降、转向依赖舵机与襟翼的精准角度调节,绝对值编码器安装在舵机执行机构上,实时反馈襟翼偏转角度,精度可达 0.1°,飞控系统根据角度数据动态调整,确保飞行器在起降、巡航、转弯等状态下姿态稳定,尤其在低空风切变等复杂气流环境中,能快速响应姿态偏差,避免失稳。

螺旋桨转速与桨距控制:电动飞行器的动力输出依赖螺旋桨转速与桨距的协同调节,绝对值编码器可实时监测电机转速与桨距变化,配合电池管理系统与飞控系统,实现动力输出的精准匹配 —— 比如 eVTOL 载人时需增大动力,物流无人机重载时需调整桨距提升升力,编码器的数据支撑让动力调节更高效、更平稳。

起落架收放定位:eVTOL 与大型物流无人机的起落架需精准收放,绝对值编码器安装在起落架驱动机构上,实时反馈起落架的伸展 / 收缩位置,确保起飞后完全收起减少风阻,降落前精准到位保障着陆安全,避免因位置偏差导致的起落架故障。

2. 低空飞行运营:让 “精准作业” 覆盖全场景

低空经济的运营场景多元,从民生服务到行业赋能,绝对值编码器的高精度感知让各类飞行作业更高效、更可靠:物流无人机配送:城市末端配送无人机需在楼宇间精准悬停、精准降落(如快递柜顶部、小区广场),绝对值编码器配合无人机的云台与飞行控制系统,实时反馈机身姿态与悬停位置偏差,确保无人机在狭窄空间内稳定悬停,避免碰撞障碍物,同时保障货物精准投放 —— 比如生鲜配送时,可通过编码器数据控制机身平稳降落,防止货物损坏。

农林低空植保:农林植保无人机需按预设航线匀速飞行,且喷洒高度需与作物高度精准匹配。绝对值编码器安装在无人机的飞行控制系统与喷洒机构上,一方面反馈飞行速度与航线偏移角度,确保无人机不重喷、不漏喷;另一方面控制喷洒杆的升降高度,根据作物长势动态调整,提升农药利用率,减少环境污染。

低空测绘与巡检:电力巡检、油气管道巡检无人机需沿固定路线飞行,且搭载的摄像头、探测设备需精准对准检测目标。绝对值编码器可实时反馈无人机的飞行姿态与云台角度,确保探测设备始终对准巡检目标(如输电线路、管道焊缝),同时记录飞行轨迹的精准位置数据,为后续生成测绘地图、巡检报告提供高精度数据支撑。

应急救援低空作业:应急救援无人机(如山地搜救、水上救援)需在复杂地形或恶劣天气下快速响应,绝对值编码器的抗扰性与断电不丢位优势凸显 —— 即便在强电磁干扰的灾害现场(如地震后的通信紊乱区域),仍能稳定反馈无人机姿态与位置,配合红外探测设备精准定位被困人员,同时保障无人机在狭窄山谷、建筑物之间安全飞行。

3. 低空保障与基础设施:为 “运营支撑” 提供精准感知

低空经济的规模化发展离不开基础设施与保障服务的支撑,绝对值编码器在低空起降场、运维设备等场景中同样发挥重要作用:低空起降场智能调度:小型通航机场、无人机起降场的滑行道引导、停机位定位需精准调度,绝对值编码器安装在滑行道引导标识、停机位定位装置上,可实时反馈飞行器的滑行位置与停靠角度,配合调度系统实现有序起降。

低空装备运维检测:在无人机、eVTOL 的日常运维中,需检测舵机、电机等核心部件的运行状态,绝对值编码器可作为检测工具,精准测量部件的转动角度、转速等参数,判断是否存在磨损、卡滞等故障隐患,提前预警维护。

作为低空经济的 “感知神经”,绝对值编码器凭借其断电不丢位、高精度、抗干扰等核心优势,已成为低空装备安全、高效运行的关键支撑。从无人机配送的 “最后一公里” 到 eVTOL 的 “空中通勤”,从农林植保的 “精准作业” 到应急救援的 “生命速递”,绝对值编码器正以技术赋能,让低空经济的应用场景更广泛、运营更安全、发展更可持续。

低空经济行业上下游有非常多的高科技企业,顺丰科技、京东物流、大疆、亿航、一飞智控、北清通航、天途、极飞、科比特、汉能、航达、沃飞长空、飞宇、欧远致、君晖、龙翼航空、天空创新、科微智能、卓尔、数字鹰、品灵智控、天力发、航天图景、七维航测、天宇经纬、易酷航空、星博科仪、电赢、光点科技、千寻位置、智航、龙翼航空、触景无限、天峋创新等;

无人机系统:无人机系统,多旋翼无人机、固定翼无人机、复合翼无人机、无人直升机、靶机、涵道无人机、FPV穿越机等,无人机在国防、农业、测绘、安防、应急、物流、能源、环保、航拍等行业应用相关无人机系统及解决方案;

无人机系统核心部件:任务载荷设备,数据链路设备,5G网联设备、能源/动力设备,控制/导航技术与设备,无人机相关材料及电子设备等;

通航与低空经济:通航飞机、eVTOL、无人飞艇等飞行装备,空管技术及产品、运营服务平台、低空基础设施与配套保障相关产品等;

无人机防控技术及系统:无人机探测、跟踪与识别技术及产品,无人机反制技术及产品,以及系统整体解决方案等;

无人系统技术及装备:地面无人系统,机器人、无人车、机器狗、无人驾驶汽车等,水域无人系统,无人艇、无人船,水下无人潜航器、岸基支持系统等,空天地海信息化平台等;

应急智能装备:智能消防机器人,救援机器人,移动通信指挥车,应急指挥调度平台,特种救援车等。

随着低空开放政策的逐步完善与技术的持续迭代,绝对值编码器将与 5G、北斗、人工智能等技术深度融合,为低空经济这一 “新经济增长引擎” 注入更强动力,让 “飞行改变生活” 的蓝图照进现实。

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