功率轉換的突破推動機器人革命
2022-07-07 12:25:03 Vicor功率轉換技術的創新正在推動機器人設計的變革。今天的集成電源模塊正在滿足尺寸、重量、電源預算以及成本效率的需求，從而將機器人從工廠、家庭以及商業應用帶入一個想象中的廣闊新天地。
OLogic為客戶設計了許多不同的移動機器人，包括Dusty Robotics（上圖）。Dusty消除了將建筑平面圖標注在施工現場的傳統的、勞動密集型過程，在施工現場編程的機器人可自動完成該任務。
我們正處于一個機器人為我們的生活帶來巨大優勢的歷史轉折點。OLogic 公司對機器人的廣泛的應用至關重要。
OLogic 是一家位于加州圣克拉拉的電子設計咨詢公司，擁有超過 15 年的豐富經驗，通過提供電氣、機械與工業工程支持以及軟件及固件工程設計，幫助客戶將大大小小的機器人設計推向市場。這其中包括電源電子器件集成專業技術，該技術是決定移動機器人的工作范圍、功能性和充電能力的主要設計考慮因素。
OLogic 為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，這家公司被許多人看作硅谷移動機器人先驅。柳樹車庫（Willow Garage）以其將各高校及其他實體的現成開源軟件整合在一起，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，，他們后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 和 Dusty Robotics 等公司合作的全新業務。
“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法任務導航等業務開發高級軟件的公司。” OLogic 首席執行官 Ted Larson 說。“電子元器件是后來新增的。結果是人們認為他們可以買到所有這些現成的東西，然后將其組裝起來。這很快就變成了不靠譜的計劃。”
機器人供電網絡案例：OLogic在其機器人中使用Vicor電源模塊（降壓、升降壓和PRM），因為它們功率密度高、效率高且易于使用。“我們在移動機器人上多處都使用（Vicor ZVS降壓調節器）。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。’我再也不這樣想了。” OLogic首席執行官Ted Larson說。
優先考慮電源
移動機器人有獨特的電源挑戰，需要一系列功率級別。運行機器人的傳感器、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。這需要能通過電池電源快速、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。我們現已將其用于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。’我再也不用這么想了。”
自動化構建布局，省錢省時
Dusty Robotics (Dusty)是一家與 OLogic 密切合作并優化其電源配置的客戶。Dusty 總部位于加州山景城，為現代建筑工人制造機器人驅動的工具。
幾個世紀以來，建筑業使用兩種簡單的工具來繪制建筑平面圖：卷尺和粉筆線。即使今天，建筑師使用先進的 3D CAD 模型設計大樓時，該過程仍需將布局打印在紙上，帶到工地進行人工標注。卷尺測量與標記過程緩慢，容易出現人為錯誤，影響工程進度及預算。Dusty 數據顯示，錯誤會導致返工，這通常占施工項目成本的 10%。
Dusty Robotics 聯合創始人兼首席技術官 Philipp Herget 指出：“人工制定計劃會出現很多錯誤，實際錯誤甚至比建筑行業自己意識到的還多。我們聽說過一些布局錯誤導致建筑公司破產的案例。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 在準確無誤的情況，可將速度提高 5 倍Dusty 消除了將建筑平面圖標注在施工現場的傳統的、勞動密集型過程，在施工現場編程的機器人可自動完成該任務。Dusty FieldPrinter 機器人先加載數字版平面圖，然后在地面打印出各種功能布局，如墻壁、門、管道設施以及電力設施等。它能夠以大約人工作業五倍的速度，在規范的十六分之一英寸的范圍內完成這項工作。
這一創新使建筑行業的工作情況更像數字化制造商，不僅可提高一致性、可預測性和可靠性，同時還可為處于建筑施工流程核心位置的技術工人改善工作條件。
Herget 表示：“如果能縮短工期，就能加快修建大樓的速度。大樓竣工越早，付款的速度就越快。時間就是金錢。”
有了很長的電池使用壽命和業界一流的電源轉換技術，Dusty的機器人創新正在幫助建筑行業實現數字化，可基于數字模型，在工地上創建一個唯一的真實數據來源。
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。它包括大量不同的電子設備，包括傳感器、驅動電機和電動組件、計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。
這就是為什么 Dusty 委托 OLogic 為其機器人構建核心電子元器件的原因。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 介紹了一種模塊化方法，用于為機器人構建供電網絡 (PDN)。OLogic 開始意識到，他們根本無法設計出像 Vicor 電源模塊一樣工作效率和散熱效率都很高，而且工作范圍很寬的產品。此外，ZVS 降壓穩壓器等 Vicor 模塊還可提供 200 ~ 300W 的功率和 97% 的效率，具有極高的成本效益。
憑借很長的電池使用壽命和業界一流的電源轉換技術，Dusty 的機器人創新正在幫助建筑行業實現數字化，可基于數字模型，在工地上創建一個唯一的真實數據來源。現在，建筑師、總承包商以及每個商業合作伙伴都不再根據自己的紙質方案施工，各單位均根據標注在工地上的統一設計各司其職。能夠提供數字布局，就能增強這些眾多合作伙伴之間的協調性，從而可完善規劃，提高執行力并可縮短竣工期。
Herget 講到：“施工自動化正在增強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。這可大幅度簡化工作。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，幫助建筑行業實現升級，創造更好的結果。”
關于 Vicor
Vicor 公司是高性能電源模塊的領先企業，始終致力于為客戶解決最棘手的電源難題，幫助他們創新并最大化系統性能。我們簡單易用的電源模塊提供極高的密度和效率，支持從電源到負載點的高級供電網絡。Vicor 總部位于美國馬薩諸塞州安多弗，主要為全球客戶提供無與倫比的電源轉換與供電技術。
關于 OLogic
Ologic 是一個由設計師和工程師組成的團隊，對開發和最新構想充滿激情。Ologic 的專業技術涵蓋電子產品設計、嵌入式軟件、工業機械設計以及制造解決方案低成本設計等眾多領域，可充分滿足客戶需求。
