【魯渝能源】防爆無線充電在移動機器人中的應用(一)

無人化時代來臨，機器人會怎樣改變人們的生產和生活？近段時間以來，“無人化”智能產業正處于一個風口階段，似乎我們的生活被“無人化”時代充斥著，比如無人機、無人駕駛汽車、無人工廠、無人餐廳等，讓我們目不暇接、眼花繚亂。這些智能技術不斷推出的時候，“機器換人”成為很多產業未來的發展趨勢。

例如：傳統的煤炭生產方式存在礦難事件頻發、人工成本居高不下、礦工作業艱苦危險、開采效率難以提升等問題。隨著信息技術的發展，煤礦產業開始向數字化、智能化、無人化發展，升級為“智慧礦山”。類似于煤礦、化工廠存在危險工作環境的場景，從安全生產的角度上講，對無人化具有更強烈的需求。

隨著云計算、物聯網、人工智能等新技術的推廣與應用，AGV/AMR/VGV/RGV、巡檢機器人等移動機器人應用場景靈活、自動化程度、高技術也日益成熟，在制造業、倉儲、物流等行業已經得到了廣泛的應用，同時加速在煤礦、石油、化工、鐵路、軍工、航空、航天等多場景拓展。這些行業通常都存在易燃易爆氣體、粉塵環境，采用機器人代替人工，可以解決危險環境中的操作人員、設備使用安全問題。

移動機器人應用于具有易燃易爆氣體或粉塵環境中，必需滿足相關的防爆要求。這是因為機器人在在運行時偶爾會產生點火源或靜電，當遇到泄漏、蒸發或擴散的危險氣體或粉塵時，極易引起燃燒或爆炸。防爆機器人必須對車體、充電裝置、驅動裝置、導航裝置、通信裝置等部件進行防爆認證。具體來說，電池，充電器、傳感器以及驅動電機等每一個部件都需要符合防爆標準，包括線纜的連接、不同電氣部件的布置、隔離等。

機電設備的防爆處理通常采用隔爆的方式，就是設計一個滿足防爆要求的隔爆箱，將相關的電子部件放置在隔爆箱內部，從而滿足整機的防爆認證要求。但是，移動機器人一般采用儲能蓄電池作為動力來源，需要定期的進行充電。傳統的充電方式是接觸式的充電方式，即移動機器人與固定的充電樁電極進行接觸式連接。眾所周知，接觸式的充電方式在接觸瞬間存在拉弧、打火等現象，很難用于具有爆炸性氣體、粉塵的工作環境。又因為移動機器人的充電需要頻繁的進行接觸和斷開，很難采用隔爆的方式進行處理。由于缺乏有效的解決措施，防爆機器人只能采用在安全區充電，在危險區工作的模式，大大降低了機器人的作業時間和作業范圍。因此，高度安全性的充電方式成為移動機器人整車防爆認證的瓶頸之一。

無線充電是一種利用磁場耦合諧振原理的新型非接觸充電技術，目前已經可以應用于智能手機、電動汽車等行業。采用無線充電技術，無需插拔、無需接觸、機器人靠近即可進行充電。由于沒有裸露電極，也不會出現拉弧打火問題，因此可以解決移動機器人充電的防爆處理問題。另外，機器人與充電樁無需精確對準，無電極氧化和污損問題，不會造成因電極接觸不良而導致的充電故障問題，可以實現機器人與充電樁的對接成功率，大大提高了防爆無線充電作業的可靠性，節約了人工檢修維護的成本，整個防爆無線充電過程安全可靠。防爆無線充電技術已經成為防爆機器人或防爆AGV的最佳充電解決方案。