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Vicor电源模块成为机器狗“绝影”动力源

2020年06月30日 14:15 次阅读

—具有外形灵巧、可快速移动、高动态平衡能力等特性

纵观机器狗的发展,早期机器狗体积大、重量重、关节灵活度不够,行动受限,无法适应复杂的运行环境。值得一提的是,波士顿动力的机器狗所展现的实力毋庸置疑,具有一定行业地位。今天,中国本土崛起的高科技公司云深处科技也不甘人后,转变研发思路,以应用为导向,经过数年发展,开发出了外形灵巧、可快速移动、具有高动态平衡能力的机器狗“绝影”。

Vicor电源模块成为机器狗“绝影”动力源

机器狗“绝影”身长85厘米,站立时身高65厘米,体重约40千克,外形更加灵巧、圆润。凭借仿生腿部设计以及更加强大的关节驱动能力,可以跃过约 40 厘米的障碍物,原地起跳高度70厘米,立定跳远距离可达 1.5米,其最高时速超过7公里。

机器狗“绝影”可以后腿发力、前腿前扑,重心上下起伏的姿态奔跑,并平稳地通过布满大块砖石的路面。同时,“绝影”具备足够的感知能力,可以顺利地找到自己的“狗窝”----充电桩,趴上去为自己充电。

小心脏强动力

不同于市场上具备上百公斤的负重能力,机器狗“绝影”负重能力在10-20公斤左右。云深处总工程师李丰表示:“我们想开发一个面向行业应用、且更加轻盈的机器狗,因此搭载一些轻量的传感器和内部组件成为设计之初的必要考量,助力机器狗“绝影”实现新模态功能的Vicor DCM3623电源模块功不可没”。

Vicor电源模块成为机器狗“绝影”动力源

机器狗“绝影”形态上的提升依赖于内部组件的尺寸及重量,由于其内部空间有限,没有更多空间用于散热。因此,高转换效率电源模块成为系统设计工程师关注的焦点。受益于Vicor DCM3623电源模块的小型化、轻重量、高转换效率等特点,使机器狗“绝影”外形变得灵巧、具备更强的灵活性成为可能,备受业界瞩目。

升级版机器狗对系统电源需求:

  • 高效率;

     ž支持系统续航能力的提高

     ž有限的散热空间

  • 小体积;
  • 轻重量;
  • 高散热;

电池(80V)为机器狗系统供电,两级转换为系统设备供电:80V锂电池电压转换为母线电压后再进行二次转换,整个功率大概在200W左右。DCM ChiP的成员DCM3623成功应用于机器狗领域而独领风骚。

DCM™ 系列最新成员采用 ChiP (Converter housed in Package™) 封装,支持1,032W/in3无与伦比的功率密度。该DCM ChiP是一款DC-DC转换器模块,可提供一个业经验证的、比其它分立式解决方案更快的电源系统设计选项。DCM 支持宽范围、未稳压的工作输入电压,可生成一个稳压隔离式 DC 输出。DCM 采用高频率零电压开关 (ZVS) 拓扑,可在其整个输入电压范围内始终如一地提供高效率。

DCM3623主要特性:

  • 更新小功率的DC/DC产品系列
  • 功率:最高提供240W
  • 效率:高达93%的峰值效率
  • 小型化:36.38 x 22.8 x 7.26mm
  • 轻重量
  • ChiP封装

全自动化生产推动商业应用

Vicor电源模块成为机器狗“绝影”动力源

需要特别提及的一点是DCM3623为首创中小功率标贴电源模块芯(SM-Chip),将芯片制造概念引入电源模块的生产,现在已经实现全自动化生产,相比于Vicor之前的半自动生产,此系列产品的价格得以大幅降低,产品一致性进一步提升,更适合规模化商业应用。

易于设计

系统工程师坦言没有更多的精力顾及更为深入的电源知识,希望复杂的功能被集成,简单而可靠的外围电路是他们选型的一个指导方针,而Vicor DCM3623电源模块恰恰满足了他们的需求:不需要复杂计算、设计和连接。可以说Vicor的设计初心就是为系统工程师考虑,一切以简化系统设计为出发点,同时电源模块的技术特性还必须满足系统运行对稳定性、可靠性的要求。

电磁兼容

“机器狗是多电机驱动协同工作的环境,电磁干扰是必须要面对的问题,但在系统验证中我们却不会为此烦恼。一方面Vicor的封装设计已经在电磁兼容方面做了深入考虑,另一方面Vicor团队和机器狗开发团队共同研发、寻找解决方案,成功的解决了浪涌、高频“叫嚣”、“嗡鸣”等噪声问题,系统的可靠性得到了充分保证”,云深处总工程师李丰表示。

在谈及机器狗的应用场景时,云深处总工程师李丰说:“机器狗在很大程度上可以替代人类做一些人类不愿意做的工作,比如巡检工作,最终,机器狗可以在难度及危险系数高的工作,比如治安排爆、矿井探察、野外探险等工作,目前此类机器狗已经成功应用于不同的客户,发挥不同的作用”

未来可期

今天我们看到,机器狗“绝影”的适应性更强,应用场景更广泛,在重量、体积、运动性能、感知能力方面都得到了进一步提升,控制算法上也取得了突破性进展,某些方面更优于波士顿动力。专注各自所长,以应用为导向,让系统应用工程师有更多的精力关注产品特性,而无需过多考虑供电系统本身,成为Vicor电源工程师矢志不渝的初心。相信随着技术合作的不断深入,实现机器狗商业化生产及应用将成为可能,云深处科技也有望成为中国协作机器人行业的领跑者。

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