無線供電解決方案為電子商務(wù)時代的物流提供保障

如今，全球電子商務(wù)市場正在持續(xù)增長，并且隨著 5G 技術(shù)的發(fā)展，該增長預(yù)計將進(jìn)一步加快。而在這一快速擴(kuò)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(shè)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(jī)器人技術(shù)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(dǎo)向車）的使用已成為了關(guān)注的焦點。

商業(yè)/服務(wù)機(jī)器人的全球市場規(guī)模

引自株式會社富士經(jīng)濟(jì)《2018 全球機(jī)器人相關(guān)市場的現(xiàn)況與前景預(yù)測》

●    為進(jìn)一步使用 AGV 配送中心和工廠所需解決的技術(shù)課題 

●    不間斷充電解決方案提高 AGV 的工作效率 

為進(jìn)一步使用 AGV 配送中心和工廠所需解決的技術(shù)課題

在電子商務(wù)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(fù)擔(dān)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(yù)計會進(jìn)一步增加。為了應(yīng)對這一課題，全球各地的配送中心越來越多地通過使用機(jī)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(yán)重的日本尤為明顯。當(dāng)?shù)卣迹麄兊哪繕?biāo)是在 2030 年前實現(xiàn)物流領(lǐng)域的完全無人操作。

由于勞動力嚴(yán)重短缺和勞動力成本不斷上升，機(jī)器人的作用越來越大，相應(yīng)地商業(yè)/服務(wù)機(jī)器人市場也在不斷增長。物流/搬運機(jī)器人在市場中占有相當(dāng)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(guān)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(jī)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(fù)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?xí)l(fā)生嚴(yán)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(jìn)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(shè)計符合 IP65（※２） 的電力傳輸端和電力接收端標(biāo)準(zhǔn)。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(shè)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(jìn)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(shè)備和移動設(shè)備的電磁感應(yīng)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(shù)的一個活用（※5），該技術(shù)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(shù)，包括其鐵氧體核心技術(shù)，滿足各種無線供電需求。

TDK 已經(jīng)推出了用于移動設(shè)備（包括智能手機(jī)）的商業(yè)化系統(tǒng)以及用于工業(yè)設(shè)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(jìn)行銷售。

術(shù)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(biāo)準(zhǔn) (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(yù)先設(shè)定的電壓值/電流值范圍內(nèi)根據(jù)負(fù)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(yīng)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(jié)方式而形成的一種磁性材料。TDK 成立于 1935 年，目標(biāo)是將鐵氧體商業(yè)化。