電力変換技術の躍進により、勢いを増して革新するロボット開発

電力に制限される

世界を変えるようなロボットを作るためには、電気、機械、ソフトウェア、工業技術、電力システムなどのさまざまな分野の専門知識が必要です。自由に移動できるロボットであるモバイルロボット（自走式ロボット）は、今日の経済活動で不可欠の急成長している分野であり、このモバイルロボットによって、ビジネスのやり方を変えることができます。大きな荷物を運ぶほとんどのモバイルロボットでは、長時間駆動とスピードが重要であり、他社との差別化ポイントでもあります。モバイルロボットの場合には、次世代のイノベーションが電力によって制限されることがよくあります。電源の設計で決まるサイズ、重量、効率によって、ロボットの性能の実現が左右されます。

ロボット設計のエキスパート

OLogic社は、カリフォルニア州サンタクララを拠点にエレクトロニクス・コンサルタント業を営んでいます。電気・機械設計、生産技術のサポートと、ソフトウェア、ファームウェア技術を提供しており、15年以上に渡り、少量から大量生産まで顧客のロボット生産を手助けしてきました。モバイルロボットの動作範囲、機能、充電容量を決定する際に欠かせない、パワーエレクトロニクスの専門技術が必要な設計検討作業も請け負っています。

モジュールで構成する電源 — 万能のソリューション

• OLogic社は、デジタル図面を読み込み、人間の約5倍の速さで図面を床に転写する、Dusty社のロボット・FieldPrinterの設計をしました。

モバイルロボットのパフォーマンスを最大限に発揮するためには、小型・軽量の電源が必要です。電源モジュールを組み合わせて電力供給ネットワーク（PDN）を構成することで、ディスクリート部品で構成するより簡単でスケーラブルな構成ができます。

OLogic社は Dusty Robotics 社 (以下、Dusty社) と協働し、電力プロファイルの最適化に取り組んでいます。Dusty社は新しい建設作業に対応したロボット・FieldPrinterを製造しています。手作業でプランをレイアウトに起こすのはとても間違いやすく効率が悪いことです。Dusty社のロボットにより、建築プランを手作業で床に転写する、従来の労働集約型の作業は無くなります。同じ作業をプログラムしたロボットによって自動化されます。Dusty社のFieldPrinterによって、ミスゼロでスピードは5倍になります。

OLogic社は、高電力密度・高効率で使いやすい、Vicor社のZVS降圧レギュレータを採用しています。「12Vで５Aか10Aが必要だから電源を自作しよう、などと考える必要はもうありません。そう考えることは一切なくなりました」とOLogic社のCEOであるTed Larson氏は述べます。

電力供給ネットワーク（PDN）

OLogic社は、動作範囲の広いVicorの電源モジュールを採用することによって、高効率で放熱が有利な電力供給ネットワーク（PDN）を設計できるとの認識に至りました。VicorのZVS降圧レギュレータモジュールは200～300ワットで97％の効率を実現しており、極めてコスト効率の高い製品です。

詳しい解説はこちら

他の企業のイノベーション事例をみる

• ZVS 降圧レギュレータ
  入力電圧: 12V (8 – 18V), 24V (8 – 36V), 48V (30 – 60V)
  出力電圧: 1 – 16V
  出力電流: 最大22A
  ピーク効率: 最大98%
  10.0 x 10.0 x 2.5mm 他

• ZVS 昇降圧レギュレータ
  入力電圧: 8 – 60V
  出力電圧: 10 – 54V
  出力電流: 最大150W（連続）
  効率: 98%以上
  10.5 x 14.5 x 3.05mm

※本記事はVicorから提供を受けております。著作権は同社に帰属します。

[PR]提供：Vicor