在現代物流體系中,自動導引車(AGV)作為關鍵設備,廣泛應用于倉庫與港口,極大提升了物流作業效率。然而,AGV的續航能力和充電限制一直是制約其性能提升的關鍵因素。傳統的有線充電方式不僅限制了AGV的活動范圍,還因其充電時間長和位置固定,影響了整體物流流程的靈活性。
為解決這一問題,研究者們正積極探索動態無線供電技術,該技術能為行駛中的AGV提供非接觸、不間斷的電力供應。這一創新不僅顯著延長了AGV的續航里程,還有效減小了其電池體積和重量,為提升物流效率提供了新思路。
在設計適用于AGV的動態無線供電系統時,系統成本和AGV內部空間的緊湊性成為重要考量因素。因此,開發一種結構簡單、體積小、成本低的動態無線供電系統顯得尤為重要。為此,西南交通大學等單位的學者荊銳、張耀等人,提出了一種創新的解決方案——集成無通信位置檢測功能的自動分段切換技術。
該技術的核心在于位置檢測線圈的設計。研究者們巧妙地將位置檢測線圈繞制在發射線圈周圍,并通過解耦電容實現發射線圈與檢測線圈的解耦。當AGV的接收線圈移動到發射線圈上方時,檢測線圈會在接收線圈產生的磁場中感應出電壓,這一電壓即作為接收線圈的位置信號。結合提出的發射線圈分段切換策略,利用此感應電壓驅動分段切換開關,實現發射線圈的自動開通。
這種技術無需額外的通信裝置、分段切換控制器或輔助電源,即可同時完成位置檢測與分段切換,大大降低了系統的復雜度和成本。實驗中,研究者們搭建了一臺500W功率等級的動態無線供電實驗原理樣機,驗證了該技術的可行性。
實驗結果顯示,當接收線圈移動時,發射線圈能夠按照預定的分段切換策略自動、正確地切換,且切換過程中不會產生開關過電壓。同時,發射線圈的分段切換對輸出電壓的穩定性沒有顯著影響,證明了該技術的穩定性和可靠性。
研究者們還詳細介紹了檢測線圈的設計流程,展示了從概念設計到實驗驗證的全過程,為同行研究者提供了寶貴的參考和借鑒。
這項研究成果已發表在《電工技術學報》2024年第17期上,題為“自動導引車動態無線供電系統無通信自動分段切換技術研究”。該課題得到了國家自然科學基金面上項目和國家自然科學基金聯合基金項目的支持,為動態無線供電技術在AGV領域的應用奠定了堅實基礎。