移动机器人无线传输技术和应用

2020/1/14 16:15:09admin9

   随着工业化进程的不断推进,现代工厂对自动化、智能化的电气设备要求越来越高,其中柔性制造系统在工业领域的使用日益广泛。

   AGV是工业移动机器人设备的典型代表,因其操作灵活、工作效率高、容易进行升级等优点,得到广泛的应用和推广,成为现代工业自动化物流系统中的典型应用。

   AGV移动机器人一般内置微型控制器和定位系统,能够自动寻迹完成物流运输任务,无需人工干预;其工作路径范围灵活并且布置容易,相对于以往履带式传输设备能够完成更加复杂的传输任务,具有明显的应用优势。如今,广州友仪机电使用AGV已在机械加工、电商分拣、汽车装配等多个领域发挥了重要作用,大大降低了现代工厂对人力劳动的需求。AGV普遍采用携带电池供电的方式提供动力,其一般适用的充电动力型电池有镍镉、镍氢、铅酸和锂离子电池,电池容量限制了AGV的连续工作时间,而携带过重的电池会影响其工作效率。传统的充电方式通过电力线和金属插头向AGV携带的电池进行电能补充,而工厂复杂的环境容易造成电力线损坏;另外,长期使用自动对准的误差容易造成金属插头磨损,而且往往需要人工干预,带来安全性隐患,不符合现代工厂自动化长期可靠运行的需求,增加了长期维护的成本。因此,寻求新的AGV供电方式是现代工业自动化进程的迫切需求。

   为了改善犃犌犞的供电问题,可以采用电容和电池混合储能的供电方式,减少充电时间,但是充电方式没有得到本质改变,而无线电能传输可以改变犃犌犞充电。无线电能传输无需物理的连接,仅通过空间电磁能量耦合,为电气设备提供所需的能量,其隔离的特点为AGV复杂的工业工作环境提供便利,避免了电力线和金属插头带来的隐患。另外,无线电能传输可以在犃犌犞的运输工作过程中动态进行,从而减少电池的携带量,提高了AGV移动机器人的效率和连续工作时间,保证了工厂长期的自动化运行。无线电能传输过程往往容许一定程度的偏移,因此也降低了充电过程的对准难度和精度要求。

   AGV移动机器人的无线电能传输需要在机器人移动的过程中动态进行,或者当移动机器人电量偏低时停靠在特定的充电位置进行充电。针对移动机器人的工作特点,无线电能传输线圈结构、变换器电路和控制以及补偿电路等问题成为AGV移动机器人无线电能传输的研究热点。

补偿电路可以用于AGV无线电能传输系统的发射端和接收端,在一定的工作频率下,发射端的补偿电路可以减少系统无功,降低器件需要承受的应力,提高效率;接收端的补偿电路可以针对电池负载特性实现恒流或恒压的输出特性,降低接收端电源管理模块的控制难度。另外,采用适当的补偿电路还有利于改善AGV无线电能传输系统对发射端和接收端之间的偏移程度接受能力,降低定位系统需要的精度。

如今,AGV移动机器人无线电能传输技术已经应用到了相关工业产品中,随着工业移动机器人无线电能传输的动态性能、移动机器人群的协同无线充电以及相关的安全问题的进一步研究和发展,无线电能传输技术将在工业自动化进程中发挥重要的作用。

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