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仓库机器人的全新(无线充电)世界

发布日期:2021-05-06 19:49:40浏览量:58

观察任何大型仓库设施的地板,您很可能会看到移动机器人到处走动并辛苦工作。从货架和拣选到包装和分配,使用机器人来自动化物料和库存的移动和搬运已迅速成为仓库和物流运营不可或缺的一部分。并且,有充分的理由。面对指数级需求时提高效率的承诺使无线机器人技术和自动化技术处于供应链运营的最前沿。但是,要充分利用无线移动机器人技术的优势,不仅需要考虑仓库内部工作的机器类型,还需要考虑如何为这些机器供电和充电。

无线电源的隐藏线(和成本)
传统上,用于为自动机器人(AGV)等无线机器人供电的电池利用了仓库物理基础设施中内置的固定导航路线,因此依靠电池进行电连接来满足其充电需求。甚至使用基于软件的,数据驱动的人工智能(AI)进行导航的更为先进的自动移动机器人(AMR),在需要补充电池电量时也常常依赖于有线连接。

在这两种情况下,机器人的效用都降低了,被束缚到了电源线上,不再流通,停靠了8-14个小时以进行充电。试图从这些机器中获取尽可能多的正常运行时间会造成恶性循环,在这种恶性循环中,对具有支持长时间使用的动力容量的更大电池的需求会导致需要更长的充电时间并因此导致更长的停机时间。而且,将花费更多的能量来携带沉重的电池本身。

尽管仓库自动化的目标部分是优化资源并简化重复性任务,但值得承认的是,有线计费仍然依赖人工干预。可能需要技术人员来确保正确对齐,在机器人及其充电站之间手动建立物理连接,并更换随时间推移而经常退化的大电流电路,插座和电线。简而言之,有线充电对无线机器人施加的限制是巨大的,并且在许多方面,与仓库寻求通过自动化实现的效率相反。

无线电源传输—重塑仓库自动化的格局
如果未来确实是无线的,那么它必须包括无线充电。为此,无线功率传输技术的进步将至关重要。该技术依靠电磁感应的过程从充电站向机器人供电,而无需有线接触。

通过消除电源线,磁力使机器人摆脱了充电站的束缚,进而摆脱了与传统有线充电相关的约束。无线电源传输通过在整个设施中分布更小,更紧凑的无线充电站,将充电整合到日常工作流程中。这使机器人可以按需充电,而无需专用的扩展坞。

这样做的好处是双重的。首先,通过消除物理连接点,无线电力传输可以延长机器的正常运行时间和实用性。一旦它们的电量达到20%或30%的容量水平,机器人就可以利用附近的无线充电站快速恢复30分钟,然后再恢复运行。其次,频繁充电使机器人可以机会充电。用于电磁功率传输的发射器和接收器的紧凑尺寸意味着可以将充电站放置在重要​​的位置,例如装卸区或高架电梯和升降机。反过来,这使机器人可以在待机状态或特定任务之间间歇性地补充能量。

因为就电池类型而言,电磁功率传输技术是不可知的,所以它减少了对更昂贵的电池的需求,这些电池能够在不充电的情况下运行12-14小时。取而代之的是,无线机器人可以使用重量更轻,体积更小的电池,从而提高了移动性,最大化了电池使用的有效负载并降低了与大型电池相关的成本。

消除物理接触点还消除了技术人员进行高压连接的需要,同时消除了可能困扰传统接触充电的安全隐患。无需更换随时间推移而退化的接触垫和软线,无线电源传输解决方案可提高可靠性,帮助维持较高的传输效率水平,并使用集成式传感器技术,其中机器人无需人工干预即可将自己对准磁性充电站。结果?仓库中的批发工作从自动化工作流程转变为真正自主的机器人工作流程。

无线电源传输—如何解决效率难题
尽管显而易见的是增加了正常运行时间并降低了磁电传输技术的成本,但关键的挑战在于如何有效地进行能量传输。从历史上看,感应传递引起的功率损耗并不少见,特别是在需要更高功率的应用中。实际上,如果没有物理连接,则发射器和接收器之间的间隙会导致较高的偏差率,从而可能导致泄漏和能量损失。这些担忧使一些最终用户不愿在其设施内大规模采用无线电源传输技术。

然而,这一严峻挑战尚未实现。磁传输设计的最新进展从字面上和图形上都缩小了发射器中的瓦数与传输到机器人接收器中的功率之间的差距。闭合耦合感应有效地需要在机器人和充电站之间留出不超过四分之一英寸的空间,现在可以实现高效的功率传输。紧密耦合方法最大程度地减少了在更远距离上可能发生的能量泄漏,将效率提高到90%左右,并有助于确保变送器中收集的几乎所有能量最终都落入机器人电池内部。

未来是无线的
无线一词,类似于自动化一词,会生成特定的图像和期望值–无人驾驶的机器人和无人驾驶的车辆在仓库地面上嗡嗡作响,轻松高效地完成任务。但是,这种未来派的愿景缺少为这些机器供电所需的物理基础设施。就像所有电池供电的无线技术一样,在某些时候,充电是不可避免的。

无线充电的进步为仓库自动化开辟了一个新的世界。在一个无线机器人摆脱了传统有线充电形式约束的世界中,它可以发挥其全部潜力,并真正重塑仓储和物流的未来。

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