安森美利用解決方案供應商的優(yōu)勢加速自主移動機器人開發(fā)
自主移動機器人(AMR)是一種復雜的系統(tǒng),與自動駕駛汽車有許多共同之處--它們需要感知、電機驅動、電源轉換、照明和電池管理。也許最大的挑戰(zhàn)是將這些子系統(tǒng)整合到一個最終產品中--由于需要集成來自不同供應商的不同子系統(tǒng),這一挑戰(zhàn)變得更加困難。
本文將探討AMR的復雜世界,并考慮選擇由一家解決方案提供商來負責AMR所有關鍵方面的設計——其優(yōu)勢包括降低設計/集成風險和縮短上市時間。
自動導引車(AGV)主要在室內運行,并按照預先確定的路線行駛(通常使用地面上的線條作為引導),自主移動機器人(AMR)則要復雜得多,能夠在室內和室外自由導航,而不必遵循預定義的路線。在這方面,它們類似于自動駕駛車輛,因為它們必須識別并避開路徑上的障礙物,無論障礙物是靜止的還是移動的。
幾乎所有 AMR 的核心都是五個主要子系統(tǒng),分別管理電源、運動、感知、處理和照明。每個子系統(tǒng)本身都很復雜,設計起來往往具有挑戰(zhàn)性,同時也是 AMR 成功運行的基礎。然而,集成往往是最大的挑戰(zhàn)--尤其是從不同供應商處采購子系統(tǒng)或主要部件時。
要使 AMR 正常運行,子系統(tǒng)之間的信息流和功率流至關重要,這意味著要有一個通用的接口和經過測試可協(xié)同工作的部件,以消除兼容性問題。簡單來說,從一個解決方案供應商處采購關鍵系統(tǒng)元件有助于降低開發(fā)風險,縮短上市時間,并在競爭激烈的市場中保持領先地位。
構建系統(tǒng)集成的 AMR
感知對于在自由空間中導航的自主移動機器人(AMR)至關重要,尤其是在沒有軌道或其他導航輔助設備可用的情況下。AMR必須能夠找到安全的路線,并處理路徑上的靜態(tài)和移動障礙物。為了克服天氣或照明條件的限制,并適應不同的距離,會使用包括圖像傳感器、超聲波和激光雷達(LiDAR)在內的多種技術。來自多個傳感器的數(shù)據會被整合,以便更好地了解周圍環(huán)境。這種技術被稱為傳感器融合,它提供了更好的可靠性、冗余性和安全性。
安森美(onsemi)一直是智能感知技術的領導者。安森美提供從VGA到4500萬像素的各種卷簾曝光和全局曝光圖像傳感器。這些傳感器在動態(tài)范圍方面具有業(yè)界先進的性能,并具備如運動喚醒和自動曝光控制等創(chuàng)新特性。除圖像傳感器之外,安森美還提供用于測距(LiDAR)的硅光電倍增管(SiPM)、超聲波傳感器、電感式傳感器以及支持到達角(AoA)和出發(fā)角(AoD)的Bluetooth?低功耗(BLE)技術微控制器,這些可以用于定位。
運動控制 在 AMR 中非常重要。通常使用無刷直流(BLDC)電機,需要復雜的算法進行精確控制。無刷直流電機驅動級需要許多元器件來正確控制。NCD83591三相柵極驅動器通過開啟和關閉功率開關來控制換相,非常適合用于電機控制子系統(tǒng)。
MOSFET 用作開關為電機繞組供電。安森美提供了一系列中壓 (MV) MOSFET 產品組合,包括最新的 PowerTrench? T10 MOSFET,是電機應用的理想之選。 MOSFET 還可用于 AMR 內的一般功率應用。
與硅 MOSFET 相比,碳化硅 (SiC) MOSFET 具有更高的熱導率和十倍的擊穿電場強度。 這使得碳化硅元件能夠在相同材料厚度下承受更高的電壓。 當 AMR(例如自動叉車)變得越來越大時,電池電壓也會隨之升高,而基于 SiC 的系統(tǒng)則可提供更好的性能和更高的效率。
SiC MOSFET 的另一個優(yōu)勢是能夠在更高溫度下工作,從而簡化了散熱器設計。 更高的工作頻率可減小磁性元件的尺寸(和成本),從而縮小子系統(tǒng)的尺寸,有助于擴大 AMR 的工作范圍。
電力輸送不僅對電機控制至關重要。系統(tǒng)還需要一個外部充電器,該充電器需要盡可能快且高效地為電池充電。AMR中的DC-DC電源樹使用開關模式電源(SMPS)和線性穩(wěn)壓器(LDO)來供應邏輯和低壓電平。效率固然重要,但在整個電源架構中部署適當?shù)谋Wo措施也同樣重要。安森美提供了一系列適用于AMR應用的電子保險絲(eFuse)和SmartFET解決方案。

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