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鲁渝能源防爆无线充电在移动机器人中的

发布时间:2023/3/12 17:01:22   
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无人化时代来临,机器人会怎样改变人们的生产和生活?近段时间以来,“无人化”智能产业正处于一个风口阶段,似乎我们的生活被“无人化”时代充斥着,比如无人机、无人驾驶汽车、无人工厂、无人餐厅等,让我们目不暇接、眼花缭乱。这些智能技术不断推出的时候,“机器换人”成为很多产业未来的发展趋势。

例如:传统的煤炭生产方式存在矿难事件频发、人工成本居高不下、矿工作业艰苦危险、开采效率难以提升等问题。随着信息技术的发展,煤矿产业开始向数字化、智能化、无人化发展,升级为“智慧矿山”。类似于煤矿、化工厂存在危险工作环境的场景,从安全生产的角度上讲,对无人化具有更强烈的需求。

随着云计算、物联网、人工智能等新技术的推广与应用,AGV/AMR/VGV/RGV、巡检机器人等移动机器人应用场景灵活、自动化程度、高技术也日益成熟,在制造业、仓储、物流等行业已经得到了广泛的应用,同时加速在煤矿、石油、化工、铁路、军工、航空、航天等多场景拓展。这些行业通常都存在易燃易爆气体、粉尘环境,采用机器人代替人工,可以解决危险环境中的操作人员、设备使用安全问题。

移动机器人应用于具有易燃易爆气体或粉尘环境中,必需满足相关的防爆要求。这是因为机器人在在运行时偶尔会产生点火源或静电,当遇到泄漏、蒸发或扩散的危险气体或粉尘时,极易引起燃烧或爆炸。防爆机器人必须对车体、充电装置、驱动装置、导航装置、通信装置等部件进行防爆认证。具体来说,电池,充电器、传感器以及驱动电机等每一个部件都需要符合防爆标准,包括线缆的连接、不同电气部件的布置、隔离等。

机电设备的防爆处理通常采用隔爆的方式,就是设计一个满足防爆要求的隔爆箱,将相关的电子部件放置在隔爆箱内部,从而满足整机的防爆认证要求。但是,移动机器人一般采用储能蓄电池作为动力来源,需要定期的进行充电。传统的充电方式是接触式的充电方式,即移动机器人与固定的充电桩电极进行接触式连接。众所周知,接触式的充电方式在接触瞬间存在拉弧、打火等现象,很难用于具有爆炸性气体、粉尘的工作环境。又因为移动机器人的充电需要频繁的进行接触和断开,很难采用隔爆的方式进行处理。由于缺乏有效的解决措施,防爆机器人只能采用在安全区充电,在危险区工作的模式,大大降低了机器人的作业时间和作业范围。因此,高度安全性的充电方式成为移动机器人整车防爆认证的瓶颈之一。

无线充电是一种利用磁场耦合谐振原理的新型非接触充电技术,目前已经可以应用于智能手机、电动汽车等行业。采用无线充电技术,无需插拔、无需接触、机器人靠近即可进行充电。由于没有裸露电极,也不会出现拉弧打火问题,因此可以解决移动机器人充电的防爆处理问题。另外,机器人与充电桩无需精确对准,无电极氧化和污损问题,不会造成因电极接触不良而导致的充电故障问题,可以实现机器人与充电桩的对接成功率,大大提高了防爆无线充电作业的可靠性,节约了人工检修维护的成本,整个防爆无线充电过程安全可靠。防爆无线充电技术已经成为防爆机器人或防爆AGV的最佳充电解决方案。

由于防爆性能属于产品的安全性技术指标,防爆无线充电产品、防爆机器人无线充电或防爆AGV无线充电必须满足相应个国家强制性防爆认证标准。目前国家的防爆认证分为如下三类,分别适用于不同的机器人无线充电或AGV无线充电场景。

Ⅰ类:煤矿井下电气设备;

Ⅱ类:除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。

Ⅱ类又可分为ⅡA、ⅡB、ⅡC类,标志ⅡB的设备可适用于ⅡA设备的使用条件;ⅡC可适用于ⅡA、ⅡB的使用条件。

Ⅲ类:除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。其中,ⅢA类:可燃性飞絮;ⅢB类:非导电性粉尘;ⅢC类:导电性粉尘。

无线充电产品能够应用于这些爆炸危险场景,必须获得相应的防爆认证。虽然,无线充电本身没有裸露电极,在对接过程中不会出现拉弧和打火的问题,但是由于无线充电采用空间电磁场进行能量传输,危险性的易燃易爆气体在高能量密度的磁场作用下,也存在燃爆的危险。因此,应用于普通的非防爆场景的无线充电产品,不能直接用于防爆环境。因此,防爆无线充电产品的研制也面临很多的技术挑战:精确控制磁场的能量密度,保证低于易燃易爆气体的燃爆限值;满足一定的IP防护要求,也就是无线充电产品自身的电气部分不能有危险气体进入;需要满足温升、短路、损毁等极端情况下的安全要求,也就是在任何情况下都不能够出现导致气体引燃的危险状况。

防爆无线充电产品在煤矿、石油、化工、铁路等等行业具有广泛的市场需求,但是也对无线充电产品提出了安全性、可靠性、稳定性高的要求。目前,国内的无线充电厂商鲁渝能源已经推出了一系列的防爆无线充电产品,充电功率达到W和W两个功率等级,并且取得了相应行业防爆认证,可以满足防爆机器人无线充电或防爆AGV无线充电的应用要求。这些技术的突破和发展,极大的提高了防爆无线充电产品的技术成熟度,极大的推动防爆机器人无线充电和防爆AGV无线充电的应用和发展,这样才能让用户在危险区域安心使用,实现智能化安全生产的更高标准。

随着防爆AGV无线充电和防爆机器人无线充电技术的不断发展,更多的技术难点将被逐渐攻克,包括更大的功率等级、更高的能量传输效率、更小的设备尺寸等。同时,AGV无线充电和防爆机器人无线充电产品的产业链也将更加健全,从而导致行业整体成本的降低,进一步加快防爆AGV无线充电和防爆机器人无线充电技术的普及速度。



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