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高密度电源模块驱动新一代移念头械人生长

行业资讯 2022-07-19 01:37:49 | 阅读:1100

功率转换手艺的创新正在实现机械人设计的转变。今天的集成电源模块可充实知足尺寸、重量、电源预算以及成本效率的需求,从而将机械人从工厂、家庭以及商业应用带入一个想象中的广漠新天地。

我们正处于一个机械人为我们的生涯带来伟大优势的历史转折点。有些机械人在餐厅接单,有些机械人卖力安保事情,尚有一些机械人在修建工地事情,为平面结构提高精度。机械人无处不在。OLogic 在机械人数目的大量应用历程中施展着主要作用。

OLogic 公司是一家位于加州圣克拉拉的电子设计咨询公司,拥有跨越 15 年的厚实履历,通过提供电气、机械工业工程支持以及软件及固件工程设计,辅助客户将大巨细小的机械人设计推向市场。这其中包罗电源电子器件集成专业手艺,该手艺是决议移念头械人的事情局限、功效性和充电能力的主要设计思量因素。

“我以为人们与我们确立营业关系的主要缘故原由是,他们需要我们在他们将要构建的机械人方面提供电子设计支持,我们对这种需求有怪异的看法,由于我们已经构建了上百款机械人。” OLogic 首席执行官 Ted Larson 说。“您可以聘用一位曾经在机械人公司事情过的工程师,也可以聘用一位治理职员来治理我们,您的整个项目就会取得乐成。”

OLogic 为众多行业设计了大量机械人,其中包罗农业、智慧家居以及库存控制等。OLogic 的机械人客户群可追溯到一家初创公司,这家公司被许多人看作硅谷移念头械人先驱。柳树车库(Willow Garage)以其将各高校及其他实体的现成开源软件整合在一起,辅助机械人执行艰难义务的实力而著名。

2014 年公司驱逐时,机械人软件专家纷纷脱离,他们厥后建立了湾区险些所有 主要的机械人初创型企业。这为 OLogic 开创了与 Savioke、Knightscope、Fetch 以及 Dusty Robotics 等公司相助的全新营业。

“机械人行业真正的摇滚明星是那些为机械学习或机械人算法义务导航等营业开发高级软件的公司。”Larson说道。“电子器件是厥后新增的。效果是人们以为他们可以买到所有这些现成的器械,然后将其组装起来。这很快就酿成了不靠谱的设计。”

优先思量电源

移念头械人具有怪异的电源挑战。运行机械人的传感器、伺服电机、执行器、数据服务器、通讯系统以及其它装备有差其余电源和功率密度要求。有些很耗电,有些可能运行时间不多。这需要通过电池电源快速、清洁且经济高效地供电。

Vicor 公司向 OLogic 先容了一种模块化方式,用于为机械人构建供电网络 (PDN)。Vicor 高密度电源模块实现了高效率的电源转换,可轻松扩展,使其具有很强的顺应性很强。

Dusty 消除了将修建平面图标注在施工现场的传统劳动麋集型历程,在施工现场编程的机械人可自动完成该义务。Dusty FieldPrinter 机械人先加载数字版平面图,然后在地面打印出种种功效结构,如墙壁、门、管道设施以及电力设施等。Larson 说:“我们最近使用最多的部件是 Vicor ZVS 降压稳压器。我们现已将其用于移念头械人的许多部位。我从来不用想:‘哦,在 12V 电压下我需要 5A 或 10A 的电流,我要构建自己的电源。’我再也不用这么想了。”

自动化构建结构,省钱省时

Dusty Robotics (Dusty)是一家与 OLogic 亲热相助优化其电源设置的客户。Dusty 总部位于加州山景城,为现代修建工人制造机械人驱动的工具。

几个世纪以来,修建业一直使用两种简朴的工具来绘制修建平面图:卷尺和粉笔线。纵然今天,修建师使用先进的 3D CAD 模子设计大楼时,该历程仍需将结构打印在纸上,带到工地举行人工标注。卷尺丈量与符号历程缓慢,容易泛起人为错误,影响工程进度及预算。Dusty 数据显示,错误会导致返工,这通常占施工项目成本的 10%。

Dusty Robotics 团结首创人兼首席手艺官 Philipp Herget 指出:“人工制订设计会泛起许多错误,现实错误甚至比修建行业自己意识到的还多。我们听说过一些结构错误导致修建公司歇业的案例。Dusty Robotics 可以防止这类错误的泛起,由于所有标注都不是手工完成的、都是由机械人完成的,准确无误。”

Dusty FieldPrinter 在准确无误的情形,可将速率提高 5 倍

Dusty 消除了将修建平面图标注在施工现场的传统劳动麋集型历程,在施工现场编程的机械人可自动完成该项义务。Dusty FieldPrinter 机械人先加载电子版平面图,然后在地面打印出种种功效结构,如墙壁、门、管道设施以及电力设施等。它能够以约莫人事情业五倍的速率,在规范的十六分之一英寸的局限内完成这项事情。

这一创新使修建行业的事情情形更像数字化制造商,不仅可提高一致性、可展望性和可靠性,同时还可为处于修建施工流程焦点位置的手艺工人改善事情条件。此外,在修建商将修建预制板拼装在一起时,Dusty 也有助于提高效率,这是一种越来越普遍的施工选择。例如,与人工砌的可以实时调整的墙差异,预制修建质料只能以一种方式组合在一起,若是安装不准确,可能会加剧错误。

Dusty FieldPrinter使修建行业更像数字化制造商,不仅可提高一致性、可展望性和可靠性,同时还可为处于修建施工流程焦点位置的手艺工人改善事情条件。

Herget 示意:“若是能缩短工期,就能加速完工速率。完工越早,付款的速率就越快。时间就是款项。在修建行业,速率的价值极高。”Dusty FieldPrinter 使修建行业更像数字化制造商,不仅可提高一致性、可展望性和可靠性,同时还可为处于修建施工流程焦点位置的手艺工人改善事情条件。

为 Dusty FieldPrinter 机械人供电

Dusty 的 FieldPrinter 是一款电池供电的移念头械人,可在种种气象条件下耐久事情。它包罗大量差其余电子装备,有传感器、驱动电机和电动组件、盘算量很大的处置器以及一款打印机等,所有这些装备都有差其余事情电压及电流需求。因此,Dusty 很大一部门电子设计都集中在电源转换方面,以便在电池输出电压不停转变的环境中为多个组件供电。

这就是为什么 Dusty 委托 OLogic 为其机械人构建焦点电子元器件的缘故原由。OLogic 一最先使用的是分立式电源解决方案。但随着时间的推移,该公司最先意识到,他们基本无法设计出像 Vicor 电源模块一样事情效率和散热效率都很高,而且事情局限很宽的产物。此外, ZVS 降压稳压器等 Vicor 模块在供电方面还具有极高的成本效益。

“Vicor ZVS 降压稳压器接纳极小封装提供 200 ~ 300W 的功率,效率高达 97%。” Larson 赞叹道。“你不能能重新最先设计这样的产物,而且以同样的价钱使其优越运行。因此,没有理由不使用 Vicor 产物。这比分立式设计简朴,速率更快。我不需要验证,而且面临的风险更小。”

Dusty 机械人很庞大,需要 12V、5V 和 3V 的电源在大功率下运行。通过一系列 Vicor 模块治理电源转换,有助于缩短设计历程,可确保在差其余事情局限及温度局限(室内室外)间可靠运行。

依附很长的电池使用寿命和业界一流的电源转换手艺,Dusty 的机械人创新正在辅助修建行业实现数字化,可基于数字模子,在工地上确立一个唯一的真实数据。现在,修建师、总承包商以及每个商业相助同伴都不再凭证自己的纸质方案施工,各单元均凭证标注在工地上的统一设计各司其职。能够提供数字结构,就能增强这些众多相助同伴之间的协调性,从而可完善计划,提高执行力并可缩短完工时间。

Herget 讲道:“施工自动化正在增强人类刷新天下的能力。人们已往使用螺丝刀,现在使用电动工具。这可大幅简化事情。我们的机械人驱动工具可在改善手艺工人事情环境的同时,辅助修建行业实现升级,缔造更好的效果。”