Vicor電源模塊成功應用于安防機器人

安防機器人作為機器人行業(yè)的一個細分領域，立足于實際需求，用來完成安全防護、巡邏監(jiān)控、災情監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測等任務，盡量減少事故的發(fā)生，降低生命財產(chǎn)的損失。安防機器人雖處于起步階段，但在巨大的市場需求下具有極大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應用前景。

萬為機器人作為一家擁有60個以上核心專利，10多項創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽獲獎的高新技術企業(yè)，聯(lián)合原國防科技大學共同研制了全國首款智能安保服務機器人ANBOT，自主研發(fā)了安防巡邏機器人及系統(tǒng)，為客戶提供移動機器人及相關研發(fā)/制造應用解決方案。巡邏機器人應用于安保公司、物資倉庫、重點敏感區(qū)域、監(jiān)獄、機場、社區(qū)、工業(yè)園區(qū)等場景。

安防機器人系統(tǒng)

安防機器人是一套復雜的系統(tǒng)，涉及底盤控制、感應、數(shù)據(jù)采集傳輸及后臺監(jiān)控等部分。下圖可見的硬件系統(tǒng)包括云臺、紅外熱成像儀、可見光攝像頭、激光雷達、激光測振儀、夜視燈、導航模塊、四驅(qū)底盤及天線等。安防機器人及系統(tǒng)功能特點：

●   巡邏執(zhí)勤：自主避障、自主定位、自主充電；

●   360°全景監(jiān)控：機器人搭載高清夜視攝像頭與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)形成立體安防，并提供視頻存儲，歷史視頻查詢；

●   監(jiān)測預警：機器人搭載各類監(jiān)控設備如煙霧探測，熱成像檢測出異?？勺詣宇A警；

●   智能檢測：機器人在工作過程中可進行人像，車輛，行人，特定異常等數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測；

●   遠程處置、警告威懾；

●   巡邏廣播、參觀指引；

安防機器人對電源的需求

安防機器人的伺服轉向舵機是機器人的動力中心，電源轉換模塊為此供電并保證伺服舵機的穩(wěn)定可靠運行?？蛻糁安捎玫氖请娫纯刂菩酒椒桨?，外圍器件多，產(chǎn)品可靠性和一致性較低，同時機器人基本工作在室外，環(huán)境適應性更為復雜，如何保證穩(wěn)定的電源供電和系統(tǒng)的長期可靠工作是工程師一直努力的方向，Vicor電源模塊解決了系統(tǒng)難點問題：

●   較高的效率：保證系統(tǒng)的續(xù)航能力和電源系統(tǒng)的最優(yōu)設計；

●   較小的體積：受限于機器人的安裝空間，要求外圍器件的體積盡可能??；

●   較高的可靠性和長期穩(wěn)定性：機器人工作于室外，電源系統(tǒng)需要在高溫、雷擊等惡劣環(huán)境下具有穩(wěn)定可靠的輸出；

●   簡單的散熱處理：電源模塊在最大功率下仍然具有穩(wěn)定的輸出，這就需要做適當?shù)纳崽幚?，系統(tǒng)工程師期望電源模塊的散熱設計盡可能簡單；

安防機器人電源供電框圖

安防機器人最大的不同在于它的靈活性，一般為四輪四驅(qū)或六輪六驅(qū)且輪子都可以轉向。本系統(tǒng)中使用了Vicor的PI3526和PI3740：48V電池為系統(tǒng)供電，通過PI3740將48V電源轉換為四個轉向伺服舵機需要的24V電壓，每個輪子電流大概為4A，同時也通過PI3740為備用電池供電；PI3526將48V電源轉換為12V電壓，為系統(tǒng)處理器供電。

Vicor PI3526及PI3740特性

PI3526是48V輸入(30-60Vin)降壓穩(wěn)壓器，是48V直接至負載點 (PoL) 應用產(chǎn)品組合中較高電流范圍的解決方案，保持現(xiàn)有48V降壓穩(wěn)壓器的所有業(yè)界領先特性。同時，以僅增加約40% 的封裝體積提供比PI354x穩(wěn)壓器高1倍的功率性能。PI3526穩(wěn)壓器可與多達3個穩(wěn)壓器的組合輕松并聯(lián)，支持更高負載電流的應用，采用10x14mm LGA SiP封裝。

全新PI3740升降壓穩(wěn)壓器支持8至60VDC工作電壓范圍，能夠以高達96%的效率提供高達140W的功率及高達8A的輸出電流。PI3740整合了Vicor專有的高頻率零電壓切換 (ZVS) 開關技術，是一款高轉換效率、功率密度的電源模塊，PI3526 和PI3740是汽車、工業(yè)、測試自動化、LED 照明以及電池充電等應用的理想選擇。

Viocr電源在系統(tǒng)中的優(yōu)勢

●   PI3526和PI3740體積小、效率高、集成度高，可滿足安防機器人的系統(tǒng)供電需求；

●   PI3526和PI3740具備寬輸入電壓，模塊靈活性高等特點，即使產(chǎn)品指標和終端機型發(fā)生變化后也無需更改電源設計，減少了BOM管理成本，深受系統(tǒng)管理人員的青睞；

●   Vicor模塊的集成度高，減少了外圍器件的使用量，提升了運行可靠性和穩(wěn)定性；

●   Vicor模塊電源擁有資質(zhì)認證，為客戶的產(chǎn)品銷往海外提供資質(zhì)保障；

●   PI3526散熱處理簡單，分散型散熱設計保證了系統(tǒng)在惡劣的室外工作環(huán)境下依然能穩(wěn)定、可靠的運行。

系統(tǒng)驗證

萬為機器人擁有一套完整的研發(fā)體系，其核心競爭力不僅體現(xiàn)在應用于室外場景伺服舵機底盤的控制上，還擁有一套完備的后臺終端管理和交互系統(tǒng)。萬為機器人在導航定位、差分GPS算法上也有自己的研究。室外機器人具有靈活避障等特點，對各種場景具有極強的適應性。萬為公司重視產(chǎn)品的開發(fā)流程，擁有完善的管控機制和完整的測試流程：

●   單元測試：針對電源部分進行負載穩(wěn)定性、環(huán)境高低溫、滿負載條件下的輸出保護和浪涌等測試；

●   模擬運行工況的測試：模擬工況測試時考核完整的交互、傳輸和保護性能；

●   外場測試：在不同的路段下充分考核機器人的運行可靠性和穩(wěn)定性，外場測試路面包括減速帶路，鵝暖石路，坑洼路面等的測試；

未來合作

Vicor工程師在雙方合作初期響應及時，快速解決問題，提供了完整的技術支持，對電源模塊如何和系統(tǒng)的結合設計給出了獨到的見解，這也是此次電源方案成功導入的主要原因之一。相信隨著雙方合作的日趨緊密，未來將會有更多的產(chǎn)品應運而生，為各行各業(yè)的生產(chǎn)生活保駕護航。