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WiBotic是一家為無(wú)人機(jī)和機(jī)器人電池設(shè)計(jì)和制造電池無(wú)線充電解決方案的初創(chuàng)公司，因其解決商用無(wú)人機(jī)的重大操作挑戰(zhàn)而引起了人們的興趣。希望提供基于無(wú)人機(jī)機(jī)隊(duì)的服務(wù)的公司都面臨電池容量有限的問(wèn)題，這是影響商用無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間的限制因素。
更高效、更靈活的充電解決方案是解決這一挑戰(zhàn)的關(guān)鍵，這就是 WiBotic 的用武之地。這家成立 4 年的初創(chuàng)公司已獲得 570 萬(wàn)美元的 A 輪融資。投資者包括 Junson Capital、SV Tech Ventures、Rolling Bay Ventures、Aves Capital、The W Fund 和 WRF Capital 等。
WiBotic 為空中、移動(dòng)、海洋和工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)提供無(wú)線充電和電源優(yōu)化解決方案。其自適應(yīng)匹配技術(shù)為感應(yīng)功率傳輸提供了一種新方法，該公司稱該方法可提供無(wú)人機(jī)和其他飛行設(shè)備所需的功率水平。
此類優(yōu)化解決方案通過(guò)軟件庫(kù)提供對(duì)電池充電參數(shù)的詳細(xì)監(jiān)控。結(jié)合無(wú)線充電硬件的戰(zhàn)略部署，這些軟件功能旨在優(yōu)化無(wú)人機(jī)的正常運(yùn)行時(shí)間。
WiBotic 無(wú)線充電解決方案還可以處理充電調(diào)度；它們旨在為多個(gè)機(jī)器人在不同時(shí)間從同一個(gè)發(fā)射器充電掃清障礙。
無(wú)線電力傳輸
使用電磁場(chǎng)作為電力來(lái)源可以追溯到 19 世紀(jì)后期，當(dāng)時(shí)尼古拉·特斯拉首次展示了無(wú)電線的電力傳輸。無(wú)線方法是眾所周知的，但發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)、它們的位置、最大化效率以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證行為的需求代表了一個(gè)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，需要特定的技能和使用先進(jìn)的工具，如數(shù)值模擬。最常見的?無(wú)線電力傳輸 (WPT) 系統(tǒng)使用的方法?是電感耦合或 MRI，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。
最常見的方法是感應(yīng)方法——通常在消費(fèi)設(shè)備中發(fā)現(xiàn)。不幸的是，只有當(dāng)天線非?？拷鼤r(shí)它們才有效。機(jī)器人和無(wú)人機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確定位自己，以確保感應(yīng)系統(tǒng)提供可靠的充電。
磁共振技術(shù)是最新的技術(shù)，可提供更大的定位靈活性。然而，典型的共振系統(tǒng)有一個(gè)特殊的區(qū)域，可以在其中發(fā)揮最大的效率。但是，如果機(jī)器人短暫停止或偏離中心，則會(huì)降低效率并增加充電時(shí)間。
WiBotic 技術(shù)基于電感和諧振系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗Y(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)?！拔覀儷@得專利的自適應(yīng)匹配系統(tǒng)會(huì)持續(xù)監(jiān)控相對(duì)天線位置并動(dòng)態(tài)調(diào)整硬件和固件參數(shù)以保持最高效率——在高功率水平下提供可靠的充電，并且跨越幾厘米的垂直、水平和角度偏移，”Ben Waters 說(shuō), WiBotic 的首席執(zhí)行官。
各種技術(shù)的效率（圖片來(lái)源：WiBotic）
軟件算法
知道何時(shí)在電池電量低時(shí)為無(wú)人機(jī)充電是評(píng)估停機(jī)時(shí)間的一個(gè)重要功能。不同的機(jī)器人會(huì)有不同類型的電池化學(xué)成分、電壓和電流。WiBotic 的能源優(yōu)化軟件可以評(píng)估進(jìn)入充電的機(jī)器人并確定給它們充電的最佳方式。
Wibotic 固件允許機(jī)器人操作員監(jiān)控和設(shè)置所需的充電參數(shù)。機(jī)載大腦允許無(wú)人機(jī)直接訪問(wèn)機(jī)載充電器以執(zhí)行相同的功能。結(jié)構(gòu)化無(wú)線充電網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)允許機(jī)器人保持充電狀態(tài)，最大限度地減少停機(jī)時(shí)間并降低機(jī)器人車隊(duì)的總體成本。
“我們?cè)跈C(jī)器人方面的許多創(chuàng)新都來(lái)自發(fā)射器上射頻放大器的輸出，”沃特斯說(shuō)。“然后在接收器端——整流器的輸入端——我們能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的阻抗，以確保通過(guò)保持空芯兩側(cè)的源阻抗和負(fù)載阻抗來(lái)最大化我們的功率傳輸變壓器匹配。我們正在非?？焖俚貙?shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整和感知事物，以適應(yīng)系統(tǒng)中發(fā)生的運(yùn)動(dòng)或中斷或變化?！?/p>
維博特系統(tǒng)架構(gòu)
無(wú)人機(jī)無(wú)線充電站是一個(gè)方形平臺(tái)（標(biāo)準(zhǔn)墊為 3 × 3 英尺），由一個(gè)“智能”感應(yīng)板組成，在無(wú)人機(jī)著陸期間，它決定供應(yīng)給飛機(jī)的電池類型，從而建立正確的充電參數(shù)。
所有 WiBotic 無(wú)線充電系統(tǒng)均由四個(gè)主要硬件組件組成：發(fā)射器單元、發(fā)射器天線線圈、車載充電單元和接收天線線圈。
WiBotic 架構(gòu)框圖（圖片：WiBotic）
發(fā)射單元通過(guò)交流電源產(chǎn)生高頻無(wú)線電力信號(hào)。信號(hào)通過(guò) SMA 同軸電纜傳輸?shù)桨l(fā)射天線線圈，在那里它產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。線圈可以根據(jù)無(wú)人機(jī)的跑道安裝在任何方向。
發(fā)射器單元可識(shí)別任何配備車載充電單元和接收器天線線圈的機(jī)器人，并自動(dòng)激活以提供適量的能量。收集線圈為車載充電器電路提供能量。車載充電器將信號(hào)轉(zhuǎn)換回直流電壓并控制電池充電功能以安全地為各種電池充電。
“我們使用的處理器是基于 Arm 的 STM32 微控制器，”該公司的首席軟件工程師 Alex Huttunen 說(shuō)?！拔覀兪褂脧?fù)雜的狀態(tài)機(jī)以及在處理器本地運(yùn)行的動(dòng)態(tài)控制算法。這些共同決定了應(yīng)如何根據(jù)傳入信號(hào)更改輸出。如果您發(fā)送數(shù)百瓦的功率并且更改了錯(cuò)誤的參數(shù)，您可能很容易破壞系統(tǒng)而不是使系統(tǒng)受益。因此，能夠確定如何實(shí)時(shí)應(yīng)對(duì)不斷變化的條件是我們系統(tǒng)的重要組成部分。當(dāng)您需要快速做事并且沒(méi)有大量計(jì)算能力時(shí)，需要在軟件和硬件方面進(jìn)行相當(dāng)好的優(yōu)化。
GaN 技術(shù)通過(guò)以最高效率在高開關(guān)頻率下運(yùn)行，提供這些條件所需的無(wú)線自主充電。WiBotic 與 GaN Systems Inc. 合作，集成了 GaN 設(shè)備，以提供無(wú)人機(jī)和機(jī)器人所需的功率水平和天線范圍要求。此外，Vicor 48-V VI 芯片 PRM 穩(wěn)壓器為 WiBotic TR-110 無(wú)線充電站上的發(fā)射器供電，后者為機(jī)器人/無(wú)人機(jī)機(jī)載接收器無(wú)線供電。PRM 接受來(lái)自 AC/DC 電源的 48 V 電壓，并且輸出電壓被自適應(yīng)控制并在 20 至 55 V 之間切斷。
具有無(wú)線充電功能的機(jī)器人（圖片來(lái)源：WiBotic）
“我們主要專注于機(jī)器人、自動(dòng)化和工業(yè)設(shè)備，但我們對(duì)無(wú)線充電在許多行業(yè)的發(fā)展感到非常興奮；WiBotic 業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁馬特卡爾森說(shuō)：“它在手機(jī)中的應(yīng)用正在增加，并擴(kuò)展到許多其他行業(yè)。” 他繼續(xù)說(shuō)道，“我們正在開發(fā)更多算法，這些算法將根據(jù)歷史趨勢(shì)與人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)保持一致，并將它們應(yīng)用于分析的未來(lái)性能，特別是圍繞電池充電?！?/p>
通過(guò)無(wú)線無(wú)人機(jī)充電系統(tǒng)，可以使用基于云的軟件、API 和工具遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制整個(gè)充電過(guò)程，以確保無(wú)人機(jī)在需要時(shí)盡快充電，或在飛行計(jì)劃不大量時(shí)更慢地充電。
審核編輯 黃昊宇
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論