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機器人

嘉騰引爆大功率無線充電技術

2025China.cn   2021年07月26日

  隨著AMR被電商和工業(yè)界大量使用后,AMR的安全問題也越來越突出,據(jù)報道,上個月英國某著名電商公司,因使用接觸式充電系統(tǒng),導致巨大火災,工廠直接損失達到1.1億英鎊。在AMR和無人工廠方案被快速而廣泛被應用的時代,機器人廠商是否深入考量AMR的潛在安全風險,并在解決方案中有完善的預防機制,以保證客戶現(xiàn)場的資產(chǎn)安全,將是判斷智能改造方案有效性,和真實提高工廠經(jīng)濟效益的關鍵元素。

  嘉騰以安全、穩(wěn)定、可靠作為制造AGV的基本指導理念,在AGV&AMR的安全問題上不斷投入研發(fā)經(jīng)費,從而持續(xù)提升產(chǎn)品的品質(zhì)與安全等級。面對像電池正負極材料生產(chǎn)過程中,工藝要求不允許現(xiàn)場有裸露的充電銅極的無人工廠改造需求,目前常用的接觸式在線充電和離線充電都不適用。

  2018年,嘉騰開始與新加坡某公司合作,針對場景與產(chǎn)品的普適性應用,聯(lián)手開發(fā)了3+3(三個發(fā)射端,三個接受端)的大功率充電系統(tǒng)WCM-01,成功應用于電池材料和電池生產(chǎn)企業(yè)。

產(chǎn)品簡介

  WCM-01采用電磁感應技術傳輸能量,與以往需要車體和充電站需要“親密接觸”才能充上電所不同的是,WCM-01非接觸充電模組只需要“輕輕靠近”(車體與充電站距離70mm以內(nèi)),機器人就可以進行充電。

  考慮到機器人的定位誤差對機器人到達并對準充電站的影響,WCM-01特別的線圈結構重新定義了磁路耦合的方式,結合高功率密度的拓撲結構變換器,能夠容許機器人橫向80mm的停車位置偏移。從縱向、橫向兩個維度釋放了對機器人高精度定位要求。

  同時,WCM-01可達到近10kW的充電功率,簡單理解,某知名品牌手機無線充電器功率為15W,WCM-01是其600倍,打破了無線充電效率低而速度慢的傳統(tǒng)印象,叉車這類大型設備可以在1-2小時內(nèi)充滿電,速度不輸于傳統(tǒng)充電機。

與觸點式在線充電相比

  目前AGV領域的充電方式包括離線充電、在線充電兩種類型。在線充電在市面上常見的解決方案,是觸點式充電,即機器人自動到達充電位點,機器人上的充電極板正負極與充電機的金屬極板充分接觸而導電充電。

  觸點式充電為全無人化改造提供了一個選項,但同時也存在問題使得無法在全工業(yè)領域廣泛使用:

  1. 裸露的金屬電極存在電極氧化,電極污損造成的充電故障;機器人與充電機的機械部件對接,尤其是重載的機器人,充電樁的磨損率較高。

  2. 潮濕、粉塵、有易燃氣體的工廠內(nèi),不可使用裸露電機的充電方式;

  3. 觸點式充電時必須精確對準,對于定位精度要求高,如實際運行時不能一次對準,機器人需要駛出充電位重新對準,影響機器人車隊工作節(jié)拍。

  4. 因不同機器人本體的充電金屬電極尺寸、充電要求、安裝位置都不同,一個項目里需要部署多種型號的充電樁。

  相比之下,WCM-01帶來的想象力與眾不同:

  1. 濕度大、有腐蝕性的,以及對銅鐵鋅等元素敏感的特殊生產(chǎn)環(huán)境用

  機器人本體沒有了暴露金屬材質(zhì)的充電接口,從而可以消除水霧、腐蝕性、油污等特殊生產(chǎn)環(huán)境中對機器人充電刷板造成的影響,實現(xiàn)自動充電,完成特定行業(yè)工業(yè)環(huán)境的無人化改造。

  2. 安全性的提高,帶來無人叉車的生產(chǎn)效率提高,縮短投資回報周期

  以往為了提高安全性,將叉車充電站布置在離產(chǎn)線有一定距離的場所,叉車往返于充電站和生產(chǎn)車間浪費了較多的時間和能量,影響叉車實際的工作時間。而非接觸充電徹底消除了裸露帶電體,消除了短路、過電流發(fā)熱、觸電的安全隱患,從而使得充電站部署的靈活性得以提高,能夠部署更多的在線充電點,節(jié)省時間、提高續(xù)航、提高節(jié)拍速度。

  由于在線充電的頻次提高,叉車可以配置低容量、快充鋰電池,并能夠通過充電調(diào)度的優(yōu)化,減少備用冗余叉車,從而顯著降低投資。

  3. 適配多種機器人,實現(xiàn)智能充電

  WCM-01可安裝在不同型號的叉車上,使用同一款非接觸充電站充電。在一個工廠環(huán)境里,托盤式、平衡重、堆垛叉車、前移式無人叉車,以及移載式、潛伏式AGV等都能夠用同一個無線充電發(fā)射站充電,解決在工廠內(nèi)車型眾多、需要部署多種充電樁并且備品備件繁雜的問題。

  4. 為室外無人叉車的應用創(chuàng)造條件

  移動機器人在室外場景下運行有較高的技術挑戰(zhàn)性,嘉騰機器人在這一課題的投入上已有所斬獲。大黃蜂是嘉騰戶外搬運的明星產(chǎn)品,但戶外塵埃、雨水的影響是大黃蜂實現(xiàn)自動充電的障礙,非接觸、無裸露的充電方式才可做到這一點,無接觸充電的產(chǎn)品導入,將為完全版的室外無人叉車開發(fā)創(chuàng)造必要的條件。

  還有:

  · WCM-01適用不同叉車型號,安裝改造簡單

  WCM-01是一個獨立模組,只要在叉車外部固定好接收端,在地面部署無線充電發(fā)射站,可以即插即用。

  · 通用性強

  不受限于電池類型、充電曲線,無論是24V、48V供電的叉車,都可以用同一款無線充電發(fā)射站。

  · 適應性強

  WCM-01模組內(nèi)部也是標準化模組,可以組合為充電功率更大或更小的充電站,適應不同產(chǎn)品類型的充電需求。

  這么一來,無論是輕型AGV、重型叉車、服務機器人,只要往WCM-01充電站輕輕一靠,就可以輕巧、靈敏、高效地補充電力了。

  WCM-01如何應用?

  1. 新造AGV使用指南

  嘉騰機器人已在某新能源工廠制造項目的無人叉車上成功應用了WCM-01無線充電方案。由于該無線充電產(chǎn)品的模塊化設計,使得車端的無線充電接收器集成安裝與接線非常簡單。集成安裝方面,僅在車體上有6個安裝定位孔,以作固定用。

  接線方面,將無線充電接收器的正負極與鋰電池充電口連接,一根通訊線與無人叉車控制器連接即可。

  WCM-01有標準的通訊接口代碼,將其移植到叉車的控制系統(tǒng)中即可。在充電邏輯方面,幾乎與常規(guī)充電機的運行習慣完全一致,并且還提供了更為豐富的交互數(shù)據(jù)。

  2. 舊有AGV升級指南

  對于特殊場景中,如上述易凝露、易燃易爆環(huán)境或是對銅鐵鋅敏感的場所,曾折中妥協(xié)使用接觸式刷板刷塊方案的無人叉車項目,可以改造成WCM-01無線充電方案。如上所述,在現(xiàn)有叉車上對無線充電接收器集成安裝、接線、軟件升級方面都是模塊化搭載,實施難度很低而能在充電安全性、可靠性和自動化程度上有顯著提升與收益。

WCM-01-T 無線充電模組發(fā)射端

WCM-01-R 無線充電模組接收端

  技術規(guī)格參數(shù)

  1. 車載接收端

  2. 充電站

(轉(zhuǎn)載)

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