高自由度的机器人无线充电系统

　　汽车无线充电的相关标准中给出了线圈之间充电距离的3种规格，分别是适合跑车的Z1:100~15mm,轿车的Z2:140~210mm,SUV的Z3:170~250mm

    Z(距离分类)车载线圈与地面的距离(mm)

　　Z1100-150

　　Z2140-210

　　Z3170-250

　　这套标准放到机器人中是否合适呢，经过旋依科技在不同机器人应用场景的测试，发现以下方式更加适合机器人使用，并且可以覆盖大部分应用场景。

　　Z(距离分类)接收线圈与发射线圈表面的距离(mm)

　　Z15-25

　　Z25-40

　　Z35-60

　　Z1,适合挂轨式机器人;Z2，适合小型移动机器人;Z3，适合大型的移动机器人。

　　这与汽车无线充电的距离有很大的差异，一是充电距离小，最大60mm。二是充电的最小距离并不会因距离变大而变大，还是保存相同的5mm。

　　因为这些差异，汽车无线充电系统并不能直接适应机器人无线充电的场景，其差异体现在

　　一、电压低、电流大;

　　机器人的充电电压大部分集中在直流24V，48V，在60V的安全电压范围内。内部供电是可触摸的，对人体不会造成伤害。而电压低，也就造成了充电电流大，比如24V电压平台，仅仅600W功率，就需要20A的充电电流。相对电动汽车几百伏的高压平台来说，相同功率电流大了10几倍。这会导致相同功率，机器人无线充电的发热情况更严重，需设计充分考虑。

　　二、线圈耦合系数变化很大，变化范围远大于汽车无线充电;

　　机器人使用无线充电一般是侧面安装或底盘安装，底盘安装方式与电动汽车无线充电类似，但是机器人的底盘很低，在几十毫米内。侧面安装机器人不容易控制充电距离，会有贴上的情况。因此充电距离由毫米到几十毫米。与汽车无线充电的最小距离较远不同，机器人的最小距离很近，最远距离与最小距离的差值与汽车接近，这就导致线圈之间工作参数剧烈变化。容易导致系统出现损坏或工作异常等情况。

　　三、电池并接用电设备，充电时电池保持放电状态，与电动汽车无线充电单纯对电池充电有很大不同;

　　机器人的用电设备一般就挂在电池上，即使充电也在工作。机器人的所有电力供给只有这一电池。而电动汽车在充电时，动力电池不放电。有其它电池给汽车用电设备供电。机器人在充电时，就会出现无线充电系统的输出电流突变，最小输出电流变化等等情况。

　　四、全自动充电，与机器人无交互，无线充电系统独立完成自动充电过程。

    电动汽车是大规模批量制造，而机器人是小规模定制，导致无线充电与机器人的接口非常不稳定，因此机器人无线充电需要用最简单的方式完成与机器人的自动充电，因此无需机器人干预的自动充电是一种合适的方式。

　　旋依科技针对机器人使用场景，对无线充电的线圈，补偿方式，控制电路与控制方法进行一系列的针对设计，使机器人的无线充电在这些区间都可以稳定可靠，高性能的工作。