2020-09-17
一些大公司可以提供基于無人機艦隊服務(wù)的雄心勃勃的計劃,所有這些計劃都將超越一個重大的操作挑戰(zhàn):商業(yè)無人機受到電池容量的限制。解決這個問題的一個方法是使用更有效、更靈活的充電解決方案。
這解釋了為什么人們對Wibotic感興趣,這是一家為無人機和機器人設(shè)計和制造電池充電解決方案的公司。公司剛成立4年,最近收到第一輪融資570萬美元。
Wibotic為航空、移動、航海和工業(yè)機器人市場提供無線充電和電源優(yōu)化解決方案。該公司的自適應(yīng)適應(yīng)技術(shù)提供了一種新的感應(yīng)式動力傳輸方法,它說它提供了無人機和其他飛行設(shè)備所需的動力水平。
這種優(yōu)化方案通過軟件庫提供了電池充電參數(shù)的具體監(jiān)控。結(jié)合無線充電硬件的戰(zhàn)略部署,設(shè)計這些軟件功能是為了優(yōu)化無人機的正常運行時間。
wibotic的無線充電解決方案還處理充電時間表;它們旨在清除多個機器人在不同時間從同一發(fā)射器充電的路徑。
無線電功率傳輸(WPT)
使用電磁場作為電源的歷史可以追溯到19世紀(jì)末,那時尼古拉·特斯拉首次演示了無線充電。無線方法眾所周知,但發(fā)射機的設(shè)計、位置、最大效率和對全系統(tǒng)驗證方法的需求是復(fù)雜的挑戰(zhàn),需要具體技能和使用數(shù)值模擬等尖端工具。最常見的無線電力傳輸系統(tǒng)(wpt)采用感應(yīng)耦合或mri,每個系統(tǒng)都有自己的優(yōu)缺點。
最為常用的方法是電感法——通常在消耗品中使用。不幸的是,它們只有在天線非常接近時才能工作。機器人和無人機的定位不夠精確,傳感系統(tǒng)提供可靠的充電。
MR技術(shù)是最新的技術(shù),它在定位上更加靈活。但典型的共振系統(tǒng)卻有一個特殊的區(qū)域,可以充分發(fā)揮其效能。但如果機器人只在短時間內(nèi)停止或離開中心,充電效率會降低,充電時間會增加,充電時間也會增加。
wibotic的技術(shù)是基于感應(yīng)和磁共振系統(tǒng)的優(yōu)點,因為它結(jié)合了強度。
wibotic的ceobenwates說,我們的專利自適應(yīng)系統(tǒng)不斷監(jiān)控天線的相對位置,動態(tài)調(diào)整硬件和固體參數(shù),以保持最大的效率-提供可靠的高功率電平充電,并在幾厘米的垂直、水平和角偏移范圍內(nèi)。
各種各樣的技術(shù)效率
軟件算法。
當(dāng)電池電量不足時,知道無人機何時充電是評估停機時間的主要功能之一。不同的機器人有不同類型的電池化學(xué)、電壓和電流特性。wibotic的能量優(yōu)化軟件可以測量可充電機器人并確定充電的最佳方式。
Wibotic的固件允許機器人操作員監(jiān)控和設(shè)置所需的充電參數(shù)。機載計算機允許無人機直接訪問機載充電器執(zhí)行同樣的功能。一個有組織的無線充電網(wǎng)絡(luò)可以讓機器人持續(xù)充電,最小化停機時間,降低機器人隊伍的整體成本。
許多機器人的創(chuàng)新之處都來自于發(fā)射機上射頻放大器的輸出,而在接收端,則是整流器的輸入,因此我們可以動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)阻抗,以確保電力傳輸?shù)淖罴研Ч?,方法是維持空心變壓器兩側(cè)的源阻抗和負(fù)載阻抗匹配。我們動態(tài)地實時調(diào)整和感知事物,以適應(yīng)系統(tǒng)中的運動、斷開或變化。"Waters說。
wibotic系統(tǒng)架構(gòu)
無人駕駛飛機無線充電站是一個3英尺×3英尺的標(biāo)準(zhǔn)方形平臺,由一個“智能”板組成,它能在無人駕駛飛機降落時判斷其攜帶的電池類型,從而確定精確的充電參數(shù)。
所有WiBotic無線充電系統(tǒng)都由四個主要硬件組件組成:發(fā)射單元、發(fā)射天線線圈、車載充電單元和接收天線線圈。
wibotic架構(gòu)框圖
該發(fā)射機通過交流電源產(chǎn)生無線高頻信號。訊號由SMA同軸電纜傳送到發(fā)射機天線線圈,產(chǎn)生電場和磁場??梢愿鶕?jù)無人駕駛飛機的跑道安裝到任何目的地。
發(fā)射機辯別任何裝備有機載充電裝置和接收機天線線圈的發(fā)射機,并自動啟動,為其提供適當(dāng)?shù)碾娔?。接受天線線圈向機載充電器傳輸能量。飛機上的充電器把信號轉(zhuǎn)換成直流電壓,并控制電池的充電特性,這樣就可以對多種電池進(jìn)行安全充電。
我們正在使用一個基于ARM的STM32微處理器。我們使用在處理器上運行的復(fù)雜狀態(tài)機和動態(tài)控制算法。這些因素共同決定了應(yīng)如何根據(jù)輸入信號改變輸出。假如你發(fā)了幾百瓦特的電,改變了不正確的參數(shù),你可能會輕易地毀掉系統(tǒng),而對系統(tǒng)沒有好處。因此,能夠及時地決定如何對環(huán)境狀況的變化作出反應(yīng)是我們制度的重要組成部分。如果需要快速地完成任務(wù),而又不需要大量的計算能力,那么就需要在軟硬件方面更好地優(yōu)化。使用GaN技術(shù)半導(dǎo)體作為我們RF放大器的一個必要組成部分,是優(yōu)化硬件性能不可或缺的一部分。
通過在高開關(guān)頻率下最高效率的工作,GaN技術(shù)為這些情況提供了無線的自主充電。為了與GaN系統(tǒng)公司合作,Wibotic公司將GaN公司的設(shè)備集成起來,以滿足無人機和機器人所需的功率水平和天線范圍。另外,Vicor48VVI芯片PRM調(diào)整器PRM在WiboticTR-110無線充電站中提供了發(fā)射電源,從而實現(xiàn)了無人駕駛飛機/無人機機載接收器的無線供電。該PRM從AC-DC電源中接收48V電壓,輸出電壓由約20-55V自適應(yīng)控制和切斷。
我們關(guān)注機器人,自動化和工業(yè)設(shè)備。但是我們對許多行業(yè)無線充電的增長感到興奮;它在移動電話中的應(yīng)用率在不斷增加,并擴展到其他許多行業(yè)。Wibotic公司業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁馬特·卡爾森(MattCarlson)表示?!拔覀冋陂_發(fā)更多符合人工智能和機器學(xué)習(xí)的算法——基于歷史趨勢,并將其用于未來的分析性能,尤其是在電池充電方面,”他繼續(xù)說道。
利用無線無人機充電系統(tǒng),可以利用基于云的軟件、API和工具遠(yuǎn)程監(jiān)控充電過程,確保無人機在需要時快速充電,或者在飛行計劃不太大時緩慢充電。
wibotic已經(jīng)與許多客戶合作,包括waypoint機器人、clearpath機器人和航空。
公司的客戶遍及五大洲13個國家,包括無人駕駛飛機、移動機器人、以及以電池為唯一動力的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
新一輪融資將幫助公司推進(jìn)無線充電技術(shù),擴大銷售團隊,加快增長以滿足客戶需求。
沃特斯解釋說:“我們需要確保作為這個機器人市場的基礎(chǔ)設(shè)施,我們比我們的客戶領(lǐng)先一步?!薄八麄冃枰獙ξ覀兊漠a(chǎn)品、我們的團隊和我們的公司有信心,以便推廣機器人生態(tài)系統(tǒng)的一個主要組成部分?!?/p>