無需電池驅動的自動導引車

寂靜天花板

自動導引車（AGV）是一種用于裝配廠內的自動運輸設備，它按規定的路徑將物品從一個工作站運送到另外一個工作站。隨著制造商在生產中不斷尋求更高的靈活性、可升級性和可持續性，這種自動導引車越來越受到市場的青睞。
自動導引車已經應用多年，這種移動設備大部分都采用電池來驅動。在去年9 月份芝加哥國際制造技術展覽會（IMTS）上，來自密歇根州的RedViking 公司展出了一款不用電池驅動的自動導引車。該設備采用感應供電方式，供電線纜就位于工廠水泥地面下。該公司集成裝配系統副總裁Rod Emery 稱其為“靈活、隱藏的裝配線。”Emery 表示，這種無需電池驅動的自動導引車不僅適用于新工廠，還可以用于升級改造的工廠。它采用的是一種感應式電能傳輸技術。
在2014 SAE 世界大會的論文集（2014-01-0782）中對此有詳細的描述：“感應電能傳輸采用與電磁感應相同的原理，也即是所有發電和電能傳輸方式的根本。簡單來說，你可以把感應電能傳輸看作是一個變壓器，當初級線圈中通有交流電流時，磁芯中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電流。與變壓器不同，這項技術并沒有纏繞在鐵芯或磁芯周圍的初級和次級線圈，而是采用了彼此獨立的部件。與變壓器初級線圈對應的是導體閉環線路，由電纜組成，安裝在地面下。與次級線圈對應的是可移動電能采集器，與導體閉環電纜相距約10mm。這就要求供應的電能要有所不同，頻率要大大高于普通變壓器的頻率（50-60Hz）。感應電能傳輸供應電能的頻率大約為20,000Hz 左右。該磁場中產生的交流電需要專門的控制電路來調節閉路中的電能。RedViking 公司采用的是控制電路方面的專利技術，可以優化系統性能，消除主電路中不需要的反饋，同時使整個系統達到較高的電能傳輸效率（超過95%）。”
據Emery 介紹，約2.5kW的電能通過無線的方式傳輸到RedViking 公司的自動導引車上，傳輸效率高達95%。Emery 還表示，感應電能傳輸并不存在電池所遇到的種種問題。對于電池來說，在制造、使用和回收方面都有危害環境和安全的隱患。他問道：“自動導引車的備用電池使用如何？又有多少輛導引車閑置在那里充電？”自動導引車與傳統鏈式傳輸機相比的優勢更為明顯，正如Emery 在其論文中描述 ：“無電池自動導引車的安裝要比鏈式傳輸系統更快捷、成本更低，而且風險也低。整個設備的安裝不需要任何坑槽、軌道或鋼結構。整個安裝過程只需要在水泥地板上開兩個很淺的通道，在其附近深和寬30mm 范圍內不能夠有任何含鐵物體。然后將專用的電纜和通信線纜鋪設在通道里，用環氧樹脂蓋好。幾個小時后，環氧樹脂會固化，再將其打磨平整。安裝好后的地面非常光滑平整，不會有任何突起物，更沒有磕絆的危險。”
“其他安裝僅剩下主控制面板的設置，并將其與地板中的線纜以及480V 三相交流電電源相連。”“整個安裝過程需要的工時、材料要遠遠少于鏈式傳輸機，對安裝工的技能要求也不高。所需時間也要遠遠少于那些專用的傳輸系統。相比較來說，這些系統既無法升級，在出現問題時也很難修復。”“對積放式輸送系統來說，在安裝前需要在傳輸路徑的地面上預留一個坑，用于輸送鋼結構安裝。這個坑大約2m 寬，1.5m 深，800m 長，此外還需要一個坑用于安裝鏈條驅動裝置和鏈條拉緊裝置，長寬高約為3m。整個工程周期大約需要13,000小時，其中約5000 小時用于機械安裝，1250 小時用于電氣安裝，1000 小時用于管道安裝，剩下工時用于水泥地面工作和監工。”
其他優勢還包括：“清潔度，低噪音，可持續性的提高，工作環境更安全，操作工更容易拿到工件，以及載荷量的提升。”關于載荷量，他這樣寫道：“對于無電池驅動型自動導引車來說，載荷量并沒有任何限制。根據需要，自動導引車的載荷量可以高達45,360kg。而積放式輸送系統的載荷量受到鋼結構、運輸小車、軌道、鏈條以及驅動機構的限制。真正可用的載荷量要低于4,536kg。”

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