“無(wú)線充電或許真的是自主移動(dòng)機(jī)器人的未來(lái)�！�

作者:苗正 出品:財(cái)經(jīng)涂鴉(ID:caijingtuya)

當(dāng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)逐漸接壤全自主技術(shù)時(shí),人們就越需要為其準(zhǔn)備更優(yōu)質(zhì)的能源供給。Witbotic成立于2015年,該企業(yè)是一家無(wú)線充電方案開(kāi)發(fā)公司。起初,Wibotic的無(wú)線充電方案主要應(yīng)用于無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。事實(shí)上,直至2019年,Wibotic的注意力也仍在無(wú)人機(jī)和新能源汽車(chē)無(wú)線充電這兩大行業(yè)。

2020年,隨著全自主型機(jī)器人市場(chǎng)份額大幅度增長(zhǎng),Wibotic重新規(guī)劃了發(fā)展方針,他們削減了無(wú)人機(jī)和新能源汽車(chē)這兩大領(lǐng)域的研發(fā)投入,轉(zhuǎn)而擁抱了此前鮮有接觸的全自主機(jī)器人領(lǐng)域。Wibotic創(chuàng)始人兼CEO Ben Waters 表示,無(wú)線充電應(yīng)用最大的場(chǎng)景,跟充電量的關(guān)系其實(shí)并不大,相反,充電頻次和充電難度才是真正影響其商業(yè)價(jià)值的數(shù)值。

以機(jī)器人為例,機(jī)器人每天的工作時(shí)間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出汽車(chē),但是機(jī)器人的電池工藝卻要低于新能源汽車(chē),即便是一臺(tái)配置先進(jìn)的AMR(自主移動(dòng)機(jī)器人)每天也要保持2到3次的充電頻率。再加上物理定律的限制,機(jī)器人很難保證每次能夠移動(dòng)到精確到毫米級(jí)的充電站。這就使得,開(kāi)發(fā)商需要為其規(guī)劃出高效的無(wú)線充電區(qū)以保證機(jī)器人的日常工作。

Ben Waters提到,2023年時(shí),無(wú)線充電的市場(chǎng)規(guī)模約將會(huì)突破250億美元,可現(xiàn)如今的無(wú)線充電技術(shù),往往只能在范圍和效率這兩方面進(jìn)行2選1。Ben認(rèn)為,未來(lái)屬于無(wú)線充電的場(chǎng)景不再會(huì)是手機(jī)、手表等小型電子設(shè)備,而是像機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等中等,甚至大型的可移動(dòng)電子設(shè)備。

2020年6月,Wibotic完成了570萬(wàn)美元的A輪融資。Ben說(shuō)到,這筆資金是用來(lái)研發(fā)為自主充電機(jī)器人和機(jī)器人組進(jìn)行無(wú)線能源管理的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)搭載在機(jī)器人上的電源接收設(shè)備和無(wú)線充電設(shè)備,能夠大幅度提高機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,同時(shí)降低經(jīng)常性充電和維護(hù)成本。

Wibotic使用的是一種將電磁感應(yīng)和磁共振進(jìn)行結(jié)合的無(wú)線充電方案,并且使用自適應(yīng)天線進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)調(diào),進(jìn)而在同時(shí)保持全功率和效率,提供了更寬的天線范圍。在軟件方面,WiBotic 的機(jī)器人組管理軟件還能通過(guò)為用戶提供數(shù)據(jù)和分析來(lái)輔助Wibotic的硬件,以確保電池充電得到充分優(yōu)化。

事實(shí)上電磁感應(yīng)和磁共振是兩種原理不同的無(wú)線充電方法,電磁感應(yīng)方案的范圍較短,一般用作手機(jī)。磁共振則是需要無(wú)線充電的目標(biāo)保持在特定的一個(gè)點(diǎn)上,才能得到最佳的充電效果,距離這個(gè)點(diǎn)越遠(yuǎn),效率就會(huì)越低。這也是上文提到的,效率和范圍2選1。

WiBotic 的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射天線直徑為20厘米,接收天線直徑為10厘米。充電效率高達(dá)75%到85%(隨距離變換)。支持8到58．4V的電池和0到30A的電流水平。并且支持鋰離子(LiIon)、鋰聚合物 (LiPo) 、磷酸鐵鋰 (LiFePO4)、 鉛酸 (LA, SLA)、 鎳金屬氫化物 (NiMH)和鎳鎘 (NiCad)等多種化學(xué)類(lèi)型的電池。

2021年5月,Wibotic聯(lián)合AMR開(kāi)發(fā)公司Clearpath Robotics,推出了兩款不同的無(wú)線充電方案:豺狼UGV和哈士奇UGV。

豺狼的速度比較快,可以達(dá)到2米每秒,但是最大載荷僅有20公斤。相反,哈士奇的載荷較高,可以達(dá)到75公斤,不過(guò)移動(dòng)速度只有1米每秒。順便一提,豺狼和哈士奇的主要應(yīng)用場(chǎng)景是全地形,也就意味著更多時(shí)候他們是在室外場(chǎng)景工作的,MiR公司旗下的AMR機(jī)器人,雖然載荷可以達(dá)到數(shù)百公斤,但是只能在平坦的室內(nèi)環(huán)境工作,因此不適合進(jìn)行比較。

之所以Wibotic和Clearpath合作,其原因有三點(diǎn):

第一是機(jī)器人經(jīng)常暴露在灰塵、污垢、碎屑和濕氣中。受這些元素影響的電氣元件特別容易受到腐蝕和機(jī)械故障的影響,從而導(dǎo)致充電環(huán)境極易受到干擾。而Wibotic提供的完全密封無(wú)線充電套件極大地提高了這些環(huán)境中自主機(jī)器人的可靠性。

第二點(diǎn)則在于這兩款機(jī)器人工作的環(huán)境較為偏遠(yuǎn)且缺少人工監(jiān)控,Wibotic的套件成本相較于其他室外充電方案更為低廉。

第三點(diǎn)則是最重要的一點(diǎn),傳統(tǒng)接觸式充電方式要求自主對(duì)接系統(tǒng)精確對(duì)齊,以確保正極和負(fù)極端子的正確接觸。未對(duì)準(zhǔn)可能會(huì)導(dǎo)致充電嘗試失敗,尤其是在不平坦的地形或潮濕、潮濕或泥濘的環(huán)境中,如果沒(méi)有對(duì)齊正負(fù)極則很有可能發(fā)生電池或者充電設(shè)備損壞。Wibotic的套件在保證充電效率的同時(shí),還提供了更大的范圍,進(jìn)而減少設(shè)備故障的可能性。

Ben 說(shuō)到,與Clearpath的合作更多的是體現(xiàn)Wibotic無(wú)線充電方案的可能性,這種充電方案也適用于室內(nèi)環(huán)境的無(wú)線充電。一旦合作效果達(dá)到預(yù)期,那么接下來(lái)就會(huì)進(jìn)入搶占市場(chǎng)的環(huán)節(jié)。