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Vicor電源模塊成為機器狗“絕影”動力源

具有外形靈巧、可快速移動、高動態平衡能力等特性
2020-06-30
來源:Vicor

縱觀機器狗的發展,早期機器狗體積大、重量重、關節靈活度不夠,行動受限,無法適應復雜的運行環境。值得一提的是,波士頓動力的機器狗所展現的實力毋庸置疑,具有一定行業地位。今天,中國本土崛起的高科技公司云深處科技也不甘人后,轉變研發思路,以應用為導向,經過數年發展,開發出了外形靈巧、可快速移動、具有高動態平衡能力的機器狗“絕影”。

機器狗“絕影”身長85厘米,站立時身高65厘米,體重約40千克,外形更加靈巧、圓潤。憑借仿生腿部設計以及更加強大的關節驅動能力,可以躍過約 40 厘米的障礙物,原地起跳高度70厘米,立定跳遠距離可達 1.5米,其最高時速超過7公里。

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機器狗“絕影”可以后腿發力、前腿前撲,重心上下起伏的姿態奔跑,并平穩地通過布滿大塊磚石的路面。同時,“絕影”具備足夠的感知能力,可以順利地找到自己的“狗窩”----充電樁,趴上去為自己充電。

小心臟強動力

不同于市場上具備上百公斤的負重能力,機器狗“絕影”負重能力在10-20公斤左右。云深處總工程師李豐表示:“我們想開發一個面向行業應用、且更加輕盈的機器狗,因此搭載一些輕量的傳感器和內部組件成為設計之初的必要考量,助力機器狗“絕影”實現新模態功能的Vicor DCM3623電源模塊功不可沒”。

 

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機器狗“絕影”形態上的提升依賴于內部組件的尺寸及重量,由于其內部空間有限,沒有更多空間用于散熱。因此,高轉換效率電源模塊成為系統設計工程師關注的焦點。受益于Vicor DCM3623電源模塊的小型化、輕重量、高轉換效率等特點,使機器狗“絕影”外形變得靈巧、具備更強的靈活性成為可能,備受業界矚目。

升級版機器狗對系統電源需求:

·高效率;

    ·支持系統續航能力的提高

    ·有限的散熱空間

·小體積;

·輕重量;

·高散熱;

鋰電池(80V)為機器狗系統供電,兩級轉換為系統設備供電:80V鋰電池電壓轉換為母線電壓后再進行二次轉換,整個功率大概在200W左右。DCM ChiP的成員DCM3623成功應用于機器狗領域而獨領風騷。

DCM? 系列最新成員采用 ChiP (Converter housed in Package?) 封裝,支持1,032W/in3無與倫比的功率密度。該DCM ChiP是一款DC-DC轉換器模塊,可提供一個業經驗證的、比其它分立式解決方案更快的電源系統設計選項。DCM 支持寬范圍、未穩壓的工作輸入電壓,可生成一個穩壓隔離式 DC 輸出。DCM 采用高頻率零電壓開關 (ZVS) 拓撲,可在其整個輸入電壓范圍內始終如一地提供高效率。 

DCM3623主要特性:

·更新小功率的DC/DC產品系列

·功率:最高提供240W

·效率:高達93%的峰值效率

·小型化:36.38 x 22.8 x 7.26mm

·輕重量

·ChiP封裝

全自動化生產推動商業應用

需要特別提及的一點是DCM3623為首創中小功率標貼電源模塊芯(SM-Chip),將芯片制造概念引入電源模塊的生產,現在已經實現全自動化生產,相比于Vicor之前的半自動生產,此系列產品的價格得以大幅降低,產品一致性進一步提升,更適合規模化商業應用。

 

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易于設計

系統工程師坦言沒有更多的精力顧及更為深入的電源知識,希望復雜的功能被集成,簡單而可靠的外圍電路是他們選型的一個指導方針,而Vicor DCM3623電源模塊恰恰滿足了他們的需求:不需要復雜計算、設計和連接。可以說Vicor的設計初心就是為系統工程師考慮,一切以簡化系統設計為出發點,同時電源模塊的技術特性還必須滿足系統運行對穩定性、可靠性的要求。

電磁兼容

“機器狗是多電機驅動協同工作的環境,電磁干擾是必須要面對的問題,但在系統驗證中我們卻不會為此煩惱。一方面Vicor的封裝設計已經在電磁兼容方面做了深入考慮,另一方面Vicor團隊和機器狗開發團隊共同研發、尋找解決方案,成功的解決了浪涌、高頻“叫囂”、“嗡鳴”等噪聲問題,系統的可靠性得到了充分保證”,云深處總工程師李豐表示。

在談及機器狗的應用場景時,云深處總工程師李豐說:“機器狗在很大程度上可以替代人類做一些人類不愿意做的工作,比如巡檢工作,最終,機器狗可以在難度及危險系數高的工作,比如治安排爆、礦井探察、野外探險等工作,目前此類機器狗已經成功應用于不同的客戶,發揮不同的作用” 

未來可期

今天我們看到,機器狗“絕影”的適應性更強,應用場景更廣泛,在重量、體積、運動性能、感知能力方面都得到了進一步提升,控制算法上也取得了突破性進展,某些方面更優于波士頓動力。專注各自所長,以應用為導向,讓系統應用工程師有更多的精力關注產品特性,而無需過多考慮供電系統本身,成為Vicor電源工程師矢志不渝的初心。相信隨著技術合作的不斷深入,實現機器狗商業化生產及應用將成為可能,云深處科技也有望成為中國協作機器人行業的領跑者。


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