無線供電解決方案為電子商務時代的物流提供保障

如今，全球電子商務市場正在持續(xù)增長，并且隨著 5G 技術的發(fā)展，該增長預計將進一步加快。而在這一快速擴張的背后提供支持的就是巨大的配送中心，通過這些配送中心，消費者只需點擊“購買”按鈕，貨物就能送到他們手中。這些設施正越來越多的通過使用IoT（物聯(lián)網(wǎng)）和AI（人工智能）等機器人技術來實現(xiàn)自動化/人力節(jié)省。目前，在大型配送中心和工廠中， AGV（自動導向車）的使用已成為了關注的焦點。

商業(yè)/服務機器人的全球市場規(guī)模

引自株式會社富士經(jīng)濟《2018 全球機器人相關市場的現(xiàn)況與前景預測》

●    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

在電子商務網(wǎng)站上，您可以一天 24 小時訂購貨物。擁有大型配送中心的零售商如今正面臨著工作人員負擔越來越重的挑戰(zhàn)，因為工作人員需要快速處理訂單。未來幾年，這些配送中心的貨物處理量預計會進一步增加。為了應對這一課題，全球各地的配送中心越來越多地通過使用機器人來實現(xiàn)自動化/人力節(jié)省。這一趨勢在勞動力短缺嚴重的日本尤為明顯。當?shù)卣?，他們的目標是?2030 年前實現(xiàn)物流領域的完全無人操作。

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(yè)/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(chǎn)線上等搬運物品。AGV 是無需人工操作就能按規(guī)定路線自動行駛的電動車，作為可更智能地使用與規(guī)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(fā)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(shù)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(jù)現(xiàn)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(chǎn)生火花，甚至會發(fā)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。

AGV 日常工作過程比較/常規(guī)充電與不間斷充電方式的比較

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(chǎn)生火花等好處，還能實現(xiàn)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(fā)了一個用于 AGV 的 1 kW 無線供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用磁諧振耦合方式（※１），在 AGV 行駛方向上實現(xiàn)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(huán)境下使用，這是另一個優(yōu)勢。

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

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(fā)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(chǎn)品。這些豐富產(chǎn)品系列的核心都是TDK創(chuàng)業(yè)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(zhì)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 已經(jīng)推出了用于移動設備（包括智能手機）的商業(yè)化系統(tǒng)以及用于工業(yè)設備的中型輸出系統(tǒng)。此外 TDK 還致力于開發(fā)用于 EV/PHEV 的大型輸出系統(tǒng)。

無線供電系統(tǒng) 「WPX1000」

用于 AGV 的 WPX1000 無線供電系統(tǒng)由 TDK-Lambda 使用 AirTLansTM品牌進行銷售。

術語

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(diào)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(yè)標準 (JIS) 規(guī)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(nèi)根據(jù)負載狀況來實現(xiàn)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(chǎn)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(yè)化。