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實現電源轉換突破,推動機器人革命

Ologic 綜合 Vicor 先進的集成電源模組掀起新一輪移動機器人革命。

Ologic-Dusty robot image

功率轉換科技的創新正在實現機器人設計的變革

今天的集成電源模組正在滿足尺寸、重量、電源預算以及成本效率的需求,這些都是將機器人從工廠、家庭以及商業應用帶入一個您所能想像的廣闊全新天地所必需的。

我們正處於一個機器人將為我們的生活帶來巨大優勢的轉折點。 OLogic 在機器人數量的大量應用過程中發揮著重要作用。

OLogic 公司是一家位於加州聖克拉拉的電子設計諮詢公司,擁有超過 15 年的豐富經驗,通過提供電力、機械工業工程支持以及軟體及固件工程設計,幫助客戶將大大小小的機器人設計推向市場。

Ologic PDN image

這其中包括電源電子器件集成專業科技,該科技是决定移動機器人的工作範圍、功能性和充電容量的主要設計考慮因素。

OLogic 在眾多行業設計了大量機器人,其中包括農業、智慧家居以及庫存控制等。 OLogic 的機器人客戶群可追溯到一家初創公司——柳樹車庫(Willow Garage),這家公司被許多人看作矽谷移動機器人先驅。

柳樹車庫(Willow Garage)以其將各高校及其他實體的現成開源軟件綜合在一起,幫助機器人執行艱巨任務的實力而聞名。

2014 年公司解散時,機器人軟件專家紛紛離開,他們後來創立了灣區幾乎所有重要的機器人初創型企業。 這為 OLogic 開創了與 Savioke、Knightscope、Fetch 以及 Dusty Robotics 等公司合作的全新業務。

機器人供電網路示例:Ologic 在其機器人中使用 Vicor 電源模組(降壓、升降壓和 PRM),因為這些模組功率密集、高效,而且簡單易用。

OLogic 首席執行官 Ted Larson 表示:“我們最近使用最多的部件是 Vicor ZVS 降壓穩壓器。我們現已將其用於移動機器人的很多部位。我從來不用想:‘哦,在 12V 電壓下我需要 5A 或 10A 的電流,我要構建自己的電源。’我再也不用這麼想了。”

Larson 繼續道:“機器人行業真正的搖滾明星是那些為機器學習或機器人算灋任務導航等業務開發高級軟件的公司。電子器件是後來新增的。結果是人們認為他們可以買到所有這些現成的東西,然後將其組裝起來。這很快就變成了不可靠的計畫。”

優先考慮電源

移動機器人有獨特的電源挑戰,需要一系列功率級。 運行機器人的感測器、伺服電機、執行器、數據服務器、通信系統以及其它設備有不同的電源和功率密度要求。

有些很耗電,有些可能運行時間不多。 這需要通過電池電源快速、清潔且經濟高效地供電。

Larson 說:“我們最近使用最多的部件是 Vicor ZVS 降壓穩壓器。我們現已將其用於移動機器人的每個部位。我從來不用想,‘哎呀!在 12V 電壓下,我是需要 5A 還是 10A 的電流,因此我要構建自己的電源。’我再也不會這麼想了。”

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ZVS 降壓穩壓器產品系列。

自動化構建佈局,省錢省時

Dusty Robotics(Dusty)是一家與 OLogic 密切合作優化其電源配寘的客戶。 Dusty 總部位於加州山景城,始終致力於為現代建築工人製造機器人驅動的工具。

幾個世紀以來,建築業一直使用兩種簡單的工具來繪製建築平面圖:卷尺和粉筆線。 即使今天,建築師使用先進的 3D CAD 模型設計大樓時,該過程仍需將佈局列印在紙上,帶到工地進行人工標注。

卷尺量測與標記過程緩慢,容易出現人為錯誤,影響工程進度及預算。 Dusty 資料顯示,錯誤會導致返工,這通常占施工項目成本的 10%。

Dusty Robotics 聯合創始人兼首席科技官 Philipp Herget 指出:“人工製定計畫會出現很多錯誤,實際錯誤比建築行業的預算多得多。

我們聽說過一些佈局錯誤導致建築公司破產的案例。 Dusty Robotics 可以防止出錯,因為所有標注都不是手工完成的,都是由機器人完成的,準確無誤。”

Dusty FieldPrinter 在準確無誤的情况,可將速度提高 5 倍

Dusty 消除了將建築平面圖標注在施工現場的常規勞動密集型過程,在施工現場程式設計的機器人可自動完成該項任務。

Dusty FieldPrinter 機器人先加載電子版平面圖,然後在施工現場列印出各種功能佈局,如牆壁、門、筦道設施以及電力設施等。 它能够以大約人工工作五倍的速度,在規範的十六分之一英寸的範圍內完成這項工作。

這一創新使建築行業的工作情况更像數位化製造商,不僅可提高一致性、可預測性和可靠性,同時還可為處於建築施工流程覈心位置的技術工人改善工作條件。

Herget 道:“如果能縮短工期,就能加快竣工速度。竣工越早,付款的速度就越快。時間就是金錢。”

為 Dusty FieldPrinter 機器人供電

Dusty 的 FieldPrinter 是一款電池供電的移動機器人,可在各種氣象條件下長期工作。 它具有大量不同的電子設備,包括感測器、驅動電機和電動組件、運算量很大的處理器以及一款打印機等,所有這些設備都有不同的工作電壓及電流需求。

這就是為什麼 Dusty 委託 OLogic 為其機器人構建覈心電子器件的原因所在。 OLogic 一開始使用的是分立式電源解決方案。 但隨著時間的推移,Vicor 公司向 OLogic 介紹了一種電源模組化方案,用於為機器人構建供電網路(PDN)。

OLogic 開始意識到,他們根本無法設計出像 Vicor 電源模組一樣工作效率和散熱效率都很高,而且工作範圍很寬的產品。 此外,ZVS 降壓穩壓器等Vicor 模組還可在提供 200 至 300W 的功率和 97% 的效率的情况下,帶來極高的經濟效益。

憑藉很長的電池使用壽命和業界一流的電源轉換科技,Dusty 的機器人創新正在幫助建築行業實現數位化,可基於數位模型,在工地上創建一個統一的資料來源。

現在,建築師、總承包商以及每個商業合作夥伴都不再根據其紙質方案施工,各單位均根據標注在工地上的統一設計各司其職。

能够提供數位佈局,就能增强這些眾多合作夥伴之間的協調性,從而可完善規劃,提高執行力並可縮短竣工時間。

Herget 講道:“施工自動化正在增强人類改造世界的能力。人們過去使用螺絲刀,現在使用電動工具。這可大幅簡化工作。

我們的機器人驅動工具可在改善技術工人工作環境的同時,幫助建築行業實現覈心突破,創造更好的結果。”

本文最初由 Robotics & Automation News 發表。

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