正如人類(lèi)工人必須睡覺(jué)和吃飯一樣，自主移動(dòng)機(jī)器人和自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)也必須充電。

現(xiàn)代倉(cāng)庫(kù)依靠機(jī)器人運(yùn)行。過(guò)去幾十年來(lái)，機(jī)器人技術(shù)和物流業(yè)取得了重大進(jìn)展，使未來(lái)的倉(cāng)庫(kù)得以形成。在這些設(shè)施的墻內(nèi)，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了幾乎所有功能的自動(dòng)化，從貨架和包裝到配送、清潔等。這些機(jī)器人提高了效率，盡管客戶(hù)的需求不斷增加，幫助企業(yè)不僅實(shí)現(xiàn)了他們的目標(biāo)，而且成長(zhǎng)和提高。

盡管機(jī)器人簡(jiǎn)化了操作，但它們并沒(méi)有消除倉(cāng)庫(kù)的每一個(gè)物流挑戰(zhàn)。當(dāng)想象一個(gè)自動(dòng)化設(shè)施時(shí)，人們可能會(huì)認(rèn)為它可以24小時(shí)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行。然而，機(jī)器人并非沒(méi)有自己的需求。就像人類(lèi)工人必須睡覺(jué)和吃飯一樣，自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR）和自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)（AVG）必須充電。因此，優(yōu)化它們何時(shí)、如何和在何處為其電池汲取能量，對(duì)操作員和工程師來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大的障礙。

電線問(wèn)題

雖然工業(yè)界主要是受不斷追求運(yùn)營(yíng)效率的驅(qū)動(dòng)，但當(dāng)今制造業(yè)和倉(cāng)庫(kù)中絕大多數(shù)的AMR和AGV仍然依賴(lài)基于接觸的充電。將機(jī)器人拴在充電器上帶來(lái)了不止一個(gè)矛盾的挑戰(zhàn)；雖然這種方法是有效的，并能產(chǎn)生高效的充電，但與這種做法相關(guān)的長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)和需要人工干預(yù)對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)并不理想。

首先，自動(dòng)化設(shè)施中的有線充電與機(jī)器人的目的相悖。雖然它們確實(shí)提高了效率，但使用接觸式充電的AMR和AGV遠(yuǎn)非完全自主。它們需要一個(gè)人類(lèi)技術(shù)員來(lái)監(jiān)督充電過(guò)程。該技術(shù)人員還必須維護(hù)充電端口和電線，更換大電流觸點(diǎn)，并安裝新的連接器，因?yàn)檫@些元素隨著時(shí)間的推移而退化。

此外，移動(dòng)倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人可能需要多達(dá)30%的服務(wù)時(shí)間來(lái)完全充電。而這往往是最好的情況--工程師已經(jīng)完美地優(yōu)化了電池容量及其電力需求的情況。機(jī)器人的功率需求越大，所需的電池就越大。雖然更大的電池允許更高的充電容量，但使用它們會(huì)導(dǎo)致更重的機(jī)器人，需要更多的電力和更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)充電。這是一個(gè)惡性循環(huán)，而且除了調(diào)整整體方法外，沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單的解決辦法。

另一種選擇

盡管手機(jī)等消費(fèi)類(lèi)設(shè)備廣泛使用無(wú)線充電，但由于技術(shù)上的限制，這種做法在倉(cāng)庫(kù)機(jī)器人領(lǐng)域還沒(méi)有普及。然而，無(wú)線充電技術(shù)的進(jìn)步可能使我們更接近無(wú)線的未來(lái)。

近耦合諧振感應(yīng)技術(shù)可以在沒(méi)有電纜的情況下提供高效的電力傳輸，消除了大規(guī)模實(shí)施無(wú)線充電的主要障礙。利用近耦合諧振感應(yīng)技術(shù)，無(wú)線充電器可以在離電池四分之一英寸的距離內(nèi)以90%的效率提供能量。不過(guò)，對(duì)齊仍將是一個(gè)挑戰(zhàn)。如果對(duì)準(zhǔn)不當(dāng)，在這個(gè)過(guò)程中損失的能量可能是巨大的。雖然有線充電的能量傳輸損失比無(wú)線方案低，但這項(xiàng)創(chuàng)新有助于大幅縮小效率差距，對(duì)于那些希望獲得無(wú)線充電其他好處的人來(lái)說(shuō)，這代表了正確的方向。

這一進(jìn)展為重新設(shè)計(jì)充電時(shí)間表打開(kāi)了大門(mén)，使擁有高負(fù)載周期電池的機(jī)器人能夠在執(zhí)行固定任務(wù)時(shí)或在日常工作中的自然停頓時(shí)間內(nèi)充電。一旦大規(guī)模啟用無(wú)線充電，機(jī)器人工作隊(duì)伍就可以在執(zhí)行任務(wù)時(shí)汲取電能，為其電池 "充電"。這有效地消除了因充電需求而導(dǎo)致的長(zhǎng)時(shí)間停工，提高了整體生產(chǎn)力。

此外，對(duì)精確對(duì)接的需求減少，使得人類(lèi)對(duì)機(jī)器人過(guò)程的干預(yù)對(duì)操作不那么關(guān)鍵。同時(shí)，由于無(wú)線充電消除了裸露的電氣接觸，它提高了那些需要與機(jī)器人互動(dòng)的人類(lèi)工人的安全性。其結(jié)果是一個(gè)更有效、更安全的倉(cāng)庫(kù)。近耦合諧振感應(yīng)技術(shù)更靈活的充電排列方式可能有助于使全自動(dòng)和智能設(shè)施的前景變得更加清晰。

是什么阻礙了它的發(fā)展？

雖然緩解長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)的充電時(shí)間為倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化和效率提供了一個(gè)重要的機(jī)會(huì)，但運(yùn)營(yíng)商可能不會(huì)制定全面無(wú)線化的計(jì)劃。即使有了近耦合諧振感應(yīng)，全無(wú)線倉(cāng)庫(kù)仍然面臨一些重大挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)這一愿景，電力專(zhuān)家將需要開(kāi)發(fā)新的基礎(chǔ)設(shè)施，運(yùn)營(yíng)商將需要改造他們的設(shè)施以支持充值充電。充電觸點(diǎn)將需要戰(zhàn)略性地放置在整個(gè)樓層，以使不同尺寸和不同能源需求的機(jī)器人在完成日常任務(wù)時(shí)能夠汲取電能。

這是一個(gè)不小的創(chuàng)舉！

同時(shí)，機(jī)器人工程師將需要重新評(píng)估他們對(duì)機(jī)器人電源的處理方法。通過(guò)充值充電，電池的需求與那些打算定期充電的電池不同。雖然這種方法意味著工程師可能會(huì)在一些機(jī)器人中使用更小、更輕的電池，但要了解新技術(shù)的能力、需求和缺點(diǎn)，總是有一條學(xué)習(xí)曲線。

最后，電源工程師將需要繼續(xù)提高近耦合諧振感應(yīng)充電器的效率，以更好地匹配有線連接的效率。而這并不容易。由于基于共振感應(yīng)耦合的充電設(shè)計(jì)中存在空氣間隙，雜散電流引起的局部加熱、電磁干擾和相關(guān)的可聽(tīng)噪聲可能被證明是難以克服的障礙。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，追求無(wú)線能量傳輸?shù)碾娏こ處焸冋诜e極努力，但還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

盡管如此，高效、自動(dòng)化、智能的倉(cāng)庫(kù)和制造設(shè)施的夢(mèng)想仍在繼續(xù)，并在蓬勃發(fā)展。我們所取得的進(jìn)展是巨大的，在幕后為實(shí)現(xiàn)這一未來(lái)而工作的偉大人物沒(méi)有顯示出放棄的跡象。每一天，這些機(jī)器人、電力和物流專(zhuān)家都在追求創(chuàng)新，使我們更接近一個(gè)高效的無(wú)線世界。