正如人類工人必須睡覺和吃飯一樣，自主移動機器人和自動導引車也必須充電。

現代倉庫依靠機器人運行。過去幾十年來，機器人技術和物流業(yè)取得了重大進展，使未來的倉庫得以形成。在這些設施的墻內，機器人實現了幾乎所有功能的自動化，從貨架和包裝到配送、清潔等。這些機器人提高了效率，盡管客戶的需求不斷增加，幫助企業(yè)不僅實現了他們的目標，而且成長和提高。

盡管機器人簡化了操作，但它們并沒有消除倉庫的每一個物流挑戰(zhàn)。當想象一個自動化設施時，人們可能會認為它可以24小時滿負荷運行。然而，機器人并非沒有自己的需求。就像人類工人必須睡覺和吃飯一樣，自主移動機器人（AMR）和自動導引車（AVG）必須充電。因此，優(yōu)化它們何時、如何和在何處為其電池汲取能量，對操作員和工程師來說是一個重大的障礙。

電線問題

雖然工業(yè)界主要是受不斷追求運營效率的驅動，但當今制造業(yè)和倉庫中絕大多數的AMR和AGV仍然依賴基于接觸的充電。將機器人拴在充電器上帶來了不止一個矛盾的挑戰(zhàn)；雖然這種方法是有效的，并能產生高效的充電，但與這種做法相關的長時間停機和需要人工干預對操作人員來說并不理想。

首先，自動化設施中的有線充電與機器人的目的相悖。雖然它們確實提高了效率，但使用接觸式充電的AMR和AGV遠非完全自主。它們需要一個人類技術員來監(jiān)督充電過程。該技術人員還必須維護充電端口和電線，更換大電流觸點，并安裝新的連接器，因為這些元素隨著時間的推移而退化。

此外，移動倉庫機器人可能需要多達30%的服務時間來完全充電。而這往往是最好的情況--工程師已經完美地優(yōu)化了電池容量及其電力需求的情況。機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，但使用它們會導致更重的機器人，需要更多的電力和更長的時間來充電。這是一個惡性循環(huán)，而且除了調整整體方法外，沒有一個簡單的解決辦法。

另一種選擇

盡管手機等消費類設備廣泛使用無線充電，但由于技術上的限制，這種做法在倉庫機器人領域還沒有普及。然而，無線充電技術的進步可能使我們更接近無線的未來。

近耦合諧振感應技術可以在沒有電纜的情況下提供高效的電力傳輸，消除了大規(guī)模實施無線充電的主要障礙。利用近耦合諧振感應技術，無線充電器可以在離電池四分之一英寸的距離內以90%的效率提供能量。不過，對齊仍將是一個挑戰(zhàn)。如果對準不當，在這個過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線方案低，但這項創(chuàng)新有助于大幅縮小效率差距，對于那些希望獲得無線充電其他好處的人來說，這代表了正確的方向。

這一進展為重新設計充電時間表打開了大門，使擁有高負載周期電池的機器人能夠在執(zhí)行固定任務時或在日常工作中的自然停頓時間內充電。一旦大規(guī)模啟用無線充電，機器人工作隊伍就可以在執(zhí)行任務時汲取電能，為其電池 "充電"。這有效地消除了因充電需求而導致的長時間停工，提高了整體生產力。

此外，對精確對接的需求減少，使得人類對機器人過程的干預對操作不那么關鍵。同時，由于無線充電消除了裸露的電氣接觸，它提高了那些需要與機器人互動的人類工人的安全性。其結果是一個更有效、更安全的倉庫。近耦合諧振感應技術更靈活的充電排列方式可能有助于使全自動和智能設施的前景變得更加清晰。

是什么阻礙了它的發(fā)展？

雖然緩解長達數小時的充電時間為倉庫自動化和效率提供了一個重要的機會，但運營商可能不會制定全面無線化的計劃。即使有了近耦合諧振感應，全無線倉庫仍然面臨一些重大挑戰(zhàn)。為了實現這一愿景，電力專家將需要開發(fā)新的基礎設施，運營商將需要改造他們的設施以支持充值充電。充電觸點將需要戰(zhàn)略性地放置在整個樓層，以使不同尺寸和不同能源需求的機器人在完成日常任務時能夠汲取電能。

這是一個不小的創(chuàng)舉！

同時，機器人工程師將需要重新評估他們對機器人電源的處理方法。通過充值充電，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在一些機器人中使用更小、更輕的電池，但要了解新技術的能力、需求和缺點，總是有一條學習曲線。

最后，電源工程師將需要繼續(xù)提高近耦合諧振感應充電器的效率，以更好地匹配有線連接的效率。而這并不容易。由于基于共振感應耦合的充電設計中存在空氣間隙，雜散電流引起的局部加熱、電磁干擾和相關的可聽噪聲可能被證明是難以克服的障礙。這是一個挑戰(zhàn)，追求無線能量傳輸的電力工程師們正在積極努力，但還沒有實現。

盡管如此，高效、自動化、智能的倉庫和制造設施的夢想仍在繼續(xù)，并在蓬勃發(fā)展。我們所取得的進展是巨大的，在幕后為實現這一未來而工作的偉大人物沒有顯示出放棄的跡象。每一天，這些機器人、電力和物流專家都在追求創(chuàng)新，使我們更接近一個高效的無線世界。