全球電子商務市場在持續增長。部分原因是由于 COVID-19 新冠肺炎疫情所帶來的居家隔離限制,在線購物者的數量呈增長態勢,導致發貨量劇增。在負責處理大量包裹的配送中心,通過使用物聯網 (IoT) 和人工智能 (AI) 等機器人技術,自動化以及勞動力節約得到了進一步的發展,AGV(自動導引車)也正發揮著重要作用。
為進一步使用 AGV 配送中心和工廠所需解決的技術課題
不間斷充電解決方案提高 AGV 的工作效率
為進一步使用 AGV 配送中心和工廠所需解決的技術課題
全球電子商務市場在持續增長。部分原因是由于 COVID-19 新冠肺炎疫情所帶來的居家隔離限制,在線購物者的數量呈增長態勢,導致發貨量劇增。在負責處理大量包裹的配送中心,通過使用物聯網 (IoT) 和人工智能 (AI) 等機器人技術,自動化以及勞動力節約得到了進一步的發展,AGV(自動導引車)也正發揮著重要作用。
商業/服務機器人的全球市場規模
引自株式會社富士經濟《2018 全球機器人相關市場的現況與前景預測》
由于勞動力嚴重短缺和勞動力成本不斷上升,機器人的作用越來越大,相應地商業/服務機器人市場也在不斷增長。物流/搬運機器人在市場中占有相當大的份額。
在這樣的背景下,AGV 的運用越來越多,例如用于在物流倉庫和工廠生產線上等搬運物品。AGV 是無需人工操作就能按規定路線自動行駛的電動車,作為可更智能地使用與規劃未來物流中心和工廠所不可缺少的元素,AGV 正吸引著廣泛的關注。近年來,甚至還發布了能夠自動行駛且同時使用傳感器和軟件來避開障礙物的型號;它們被稱為機器人。
但是,在廣泛運用 AGV 之前還存在各種課題。其中一個課題就是充電問題。物流倉庫或工廠的 AGV 數量越多,需要行駛的路線就越多,這使得控制管理變得更加復雜。在這種情況下,充電工作需要手動更換電池,這就增加了人為失誤的可能性。此外,根據現場情況,通過電纜充電的接觸式手動電池充電方式可能會產生火花,甚至會發生嚴重的事故。為了解決此問題,無線供電傳輸被越來越多地引入。
不間斷充電解決方案提高 AGV 的工作效率
無線供電的引入所帶來的不僅是無需更換電池,也不會產生火花等好處,還能實現不間斷充電。不間斷充電是指物流倉庫或工廠的 AGV在工作中對電池進行充電,從而有助于延長 AGV 的電池使用壽命并增加了AGV總的工作時間。TDK開發了一個用于 AGV 的 1 kW 無線供電系統,該系統采用磁諧振耦合方式(※1),在 AGV 行駛方向上實現了 ±30 mm 的容許線圈位移范圍,以及 20 至 40 mm 的寬線圈間功率傳輸距離。因為線圈位置即使偏移也能很好的工作,所以最適宜在不間斷充電方式下工作。
還有,它既可在戶外使用,也可在工廠的惡劣條件下使用,因為線圈組的防塵防滴設計符合 IP65(※2) 的電力傳輸端和電力接收端標準。此外,通過恒壓/恒流 (CVCC) ※3 控制可直接對電池充電,通過通信控制則可自由設置電壓/電流,使得它可以在各種環境下使用,這是另一個優勢。
AGV 日常工作過程比較/常規充電與不間斷充電方式的比較
不間斷充電支持在工作中對電池進行充電,從而有助于延長 AGV 的電池使用壽命并增加了AGV總的工作時間。
TDK 提供的各種無線供電解決方案
除了采用磁諧振方式的 AGV 無線供電解決方案外,TDK 還開發了用于可穿戴設備和移動設備的電磁感應方式(※4),以及用于 EV(電動汽車)/PHEV(插電式混合動力汽車)的磁諧振方式,由此提供了豐富的無線供電產品。這些豐富產品系列的核心都是TDK創業的鐵氧體技術的一個活用(※5),該技術是 TDK 的立身之本。鐵氧體的性質對無線供電的傳輸效率有很大的影響,鐵氧體是電力傳輸/接收線圈的核心材料。TDK 通過充分利用磁技術,包括其鐵氧體核心技術,滿足各種無線供電需求。
TDK 提供的各種無線供電解決方案
TDK 已經推出了用于移動設備(包括智能手機)的商業化系統以及用于工業設備的中型輸出系統。此外 TDK 還致力于開發用于 EV/PHEV 的大型輸出系統。
無線供電系統 「WPX1000」
用于 AGV 的 WPX1000 無線供電系統由 TDK-Lambda 使用 AirTLansTM品牌進行銷售。
術語解說
*1. 磁諧振方式:通過在功率傳輸端和接收端形成諧振電路,同時調整兩端,使它們以相同的諧振頻率共振,以此來傳輸功率。
*2. IP65:日本工業標準 (JIS) 規定的防水/防塵性能等級。
*3. CVCC(恒壓/恒流)控制:允許在預先設定的電壓值/電流值范圍內根據負載狀況來實現恒壓 (CV) 模式或恒流 (CC) 模式自動控制方式。
*4. 電磁感應方式:一種非接觸式供電方式,它使用一個電力接收線圈組來捕獲由電力傳輸線圈產生的磁場。
*5. 鐵氧體:由金屬氧化物粉末通過陶瓷燒結方式而形成的一種磁性材料。TDK 成立于 1935 年,目標是將鐵氧體商業化。
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