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無(wú)人機(jī)無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng),無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)原理

科幻小說(shuō)《三體》中有這樣一個(gè)橋段:羅輯被喚醒后,發(fā)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)已經(jīng)發(fā)生巨變,天上的飛車(chē)不用耗油也不需要電池,能永遠(yuǎn)這么飛下去,電能像是空氣一樣無(wú)處不在。慢慢的他明白了,這不過(guò)是無(wú)線(xiàn)供電而已,電源用微波或其他形式的電磁振蕩來(lái)發(fā)射電能,在一定的空間范圍形成供電場(chǎng),這個(gè)范圍內(nèi)的任何用電設(shè)備都可以用天線(xiàn)或電磁共振線(xiàn)圈來(lái)接收電能。

這雖然是科幻小說(shuō)的橋段,但日益發(fā)展的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)似乎在不停暗示著:“插頭”、“電池”這樣的詞匯很可能在某一天消失,被埋藏在人類(lèi)文明的歷史中。只要我們突破功率、能源及傳輸距離的限制。

在今天,即使我們距離理想化的無(wú)線(xiàn)供電場(chǎng)景還有著相當(dāng)長(zhǎng)的距離,但無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的發(fā)展和革新卻從未停止。

除了已經(jīng)完成市場(chǎng)普及的手機(jī)、耳機(jī)、智能手表和其他穿戴設(shè)備的無(wú)線(xiàn)充電器,中高功率(一般指功率在30W-3000W)的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)和相應(yīng)裝備也正在逐步走向市場(chǎng),并在機(jī)器人、無(wú)人機(jī)、家用電器及戶(hù)外作業(yè)設(shè)備等產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)揮功效。

徹底拿掉“插頭”、“插座”,讓機(jī)器人、無(wú)人機(jī)也能實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)充電

“無(wú)線(xiàn)充電,尤其是中高功率的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),首先要解決的是科學(xué)性的問(wèn)題?!鄙虾3诫娮涌萍加邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱(chēng)“楚山創(chuàng)新”)的CEO郝鵬告訴創(chuàng)業(yè)邦。

2010年,郝鵬畢業(yè)于墨爾本大學(xué)電氣電子工程專(zhuān)業(yè)并取得了博士學(xué)位,但他并沒(méi)有馬上創(chuàng)業(yè),而是進(jìn)入了江蘇科技大學(xué)任教,為的就是可以在任教期間解決無(wú)線(xiàn)充電的科學(xué)性問(wèn)題。

在2015年,郝鵬的科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了技術(shù)攻關(guān),并能夠做到利用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在40cm的距離為受電設(shè)備傳輸20W的電能,要知道同樣在2015年,英特爾的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)在相同的傳輸功率下,傳輸距離只有約2cm。

即使當(dāng)時(shí)英特爾的技術(shù)指標(biāo)并不突出,但如此國(guó)際大廠開(kāi)始進(jìn)軍無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域,意味著市場(chǎng)教育已經(jīng)不是問(wèn)題,用不了多久無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備一定會(huì)被普及。這個(gè)趨勢(shì)讓郝鵬覺(jué)得創(chuàng)業(yè)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟,并在2015年底注冊(cè)成立了楚山創(chuàng)新。

當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)情況是:手機(jī)、智能手表的無(wú)線(xiàn)充電設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn),超大功率的無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)(如電動(dòng)汽車(chē))還沒(méi)有形成(事實(shí)上直到今天依舊沒(méi)有商業(yè)化)。但中高功率的無(wú)線(xiàn)充電領(lǐng)域存在一定的市場(chǎng)空白,機(jī)器人、AGV、無(wú)人機(jī)等設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了因?qū)嶓w充電線(xiàn)路而導(dǎo)致的痛點(diǎn),對(duì)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)產(chǎn)生了需求,但相應(yīng)的技術(shù)和產(chǎn)品并沒(méi)有跟上。這個(gè)領(lǐng)域正是楚山創(chuàng)新所瞄準(zhǔn)并發(fā)力的。

如果深入市場(chǎng)并仔細(xì)了解中高功率用電設(shè)備的充電特點(diǎn)和工作環(huán)境的話(huà),你會(huì)發(fā)現(xiàn)金屬片觸點(diǎn)充電的安全性很低。

以目前已經(jīng)較為普及的送餐機(jī)器人來(lái)說(shuō),它的充電位置一般會(huì)被安置在廚房附近,在清潔不及時(shí)的情況下,充電器的金屬觸點(diǎn)極易被污染,進(jìn)而會(huì)造成機(jī)器人充電接觸不良,輕則會(huì)降低充電效率,重則有可能造成燒機(jī)器人,甚至火災(zāi)等安全隱患。

目前絕大多數(shù)的移動(dòng)機(jī)器人,無(wú)論是剛剛提到的送餐機(jī)器人還是其他類(lèi)型的服務(wù)機(jī)器人,基本都在使用帶有金屬觸點(diǎn)的充電器,這種充電方式極大限制了相應(yīng)產(chǎn)品的使用場(chǎng)景和使用范圍。

在室外或惡劣工作環(huán)境下,帶有金屬觸點(diǎn)的充電器將直接面臨安全性問(wèn)題,幾乎不可能被采納和部署,這也就是為什么在諸如巡檢、有易燃易爆品、或者有毒有害氣體探測(cè)等場(chǎng)景下,機(jī)器人的續(xù)航能力成為了一項(xiàng)較為關(guān)鍵的技術(shù)性指標(biāo)。

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郝鵬告訴創(chuàng)業(yè)邦:“采用中高功率的無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)可以從根本上解決金屬觸點(diǎn)所帶來(lái)的充電隱患,對(duì)企業(yè)而言,這是一種更加安全、便捷、低成本的充電方式?!?/p>

目前楚山創(chuàng)新已經(jīng)研發(fā)生產(chǎn)出了60W、150W、300W、800W、1.5KW、3KW等多款不同功率的無(wú)線(xiàn)充電模組,并應(yīng)用在了無(wú)人機(jī)、滑板車(chē)、AGV、無(wú)人移動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備以及戶(hù)外設(shè)備供電等多個(gè)場(chǎng)景。

以應(yīng)用在無(wú)人機(jī)充電的300W無(wú)線(xiàn)充電模組來(lái)說(shuō),該模組無(wú)裸露的觸點(diǎn)、插孔,整體防水防塵,能夠適應(yīng)戶(hù)外工作環(huán)境。當(dāng)直升機(jī)降落在充電平臺(tái)或移動(dòng)機(jī)庫(kù)上時(shí),無(wú)需人員更換電池或手動(dòng)插入充電插頭即可開(kāi)始充電,同時(shí)該模組還帶有過(guò)流過(guò)溫過(guò)壓保護(hù)功能,充電管理系統(tǒng)能在用電設(shè)備充滿(mǎn)時(shí)自動(dòng)停機(jī)。

除了在戶(hù)外環(huán)境下的顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì),無(wú)線(xiàn)充電的自適應(yīng)性也能帶給企業(yè)更多更加便捷的設(shè)備管理體驗(yàn)。

在用電器功率范圍相差不大的情況下,一臺(tái)無(wú)線(xiàn)充電模組可以適用于不同的用電器,在動(dòng)輒幾十上百臺(tái)物流機(jī)器人同時(shí)工作的倉(cāng)庫(kù)中,這種適應(yīng)能力會(huì)使機(jī)器人充電樁的數(shù)量大幅下降,在節(jié)省成品的同時(shí)也提升了管理效率。

此外,據(jù)介紹,楚山創(chuàng)新無(wú)線(xiàn)充電模組的的能量轉(zhuǎn)化率在83%-90%,用戶(hù)根本無(wú)需擔(dān)心充電速度的問(wèn)題。

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“中高功率無(wú)線(xiàn)充電的市場(chǎng)已經(jīng)迎來(lái)曙光,太陽(yáng)正在升起。”郝鵬是這么評(píng)價(jià)現(xiàn)今的中高功率無(wú)線(xiàn)充電市場(chǎng)的。由于中高功率充電設(shè)備的主要服務(wù)對(duì)象集中在無(wú)人機(jī)、移動(dòng)機(jī)器人及工業(yè)領(lǐng)域,在前幾年這些領(lǐng)域還沒(méi)有大規(guī)模鋪開(kāi)的時(shí)候,中高功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)有些“英雄無(wú)用武之地”。

但經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,尤其是經(jīng)過(guò)了智能制造和新基建的加速,移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用情況已經(jīng)越來(lái)越普及,這也意味著中高功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)將開(kāi)始全面地發(fā)揮它的市場(chǎng)效能。

楚山創(chuàng)新選擇包括華為、阿里在內(nèi)的頭部企業(yè)合作的戰(zhàn)略目的也是如此,即通過(guò)巨頭公司的行業(yè)影響力樹(shù)立標(biāo)桿項(xiàng)目,刺激產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)接受度的轉(zhuǎn)變。

目前楚山創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)規(guī)模在20余人,其中技術(shù)研發(fā)人員占比超過(guò)了75%。

而在營(yíng)收方面,楚山也在保持著每年翻倍的增長(zhǎng)規(guī)模。

融資方面,楚山創(chuàng)新于二月初完成了由梅花新勢(shì)能基金投資的數(shù)千萬(wàn)元人民幣的A輪融資,郝鵬表示本輪融資資金將主要用于產(chǎn)品生產(chǎn)、人員擴(kuò)充及市場(chǎng)推廣等方面。

圖片來(lái)源:楚山科技

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