Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 1

Performance of dynamic wireless charger of the mobile robot under speed variations along the charging line tract

Działanie dynamicznej ładowarki bezprzewodowej robota mobilnego przy zmianach prędkości wzdłuż linii ładowania

10.15199/48.2024.01.25

nr katalogowy: 147105
10.15199/48.2024.01.25

Streszczenie

The Mobile robot is an eminent part of industry 4.0, needs a supply of electrical energy that enables it to work continuously. However, mobile robot operating time depends on the onboard battery capacity, which needs to recharge after working for some time. During the onboard battery charging time, consequently, the mobile robot stops operating or idle. Therefore, a dynamic wireless charging system is needed that could charge the robot battery while moving. Yet, there is not enough information about the charging technique of the onboard robot battery in motion. This article presented a dynamic induction wireless charger of a mobile robot. The robot battery is recharged wirelessly without stopping at the charging station. The proposed dynamic wireless charging system consists of a transmitter array along the robot track. The transmitter generates the magnetic field transmitted to the onboard battery charger receiver attached to the mobile robot while the robot passes through the charging line track. Experiment results indicated that the mobile robot without a wireless charger could run through a 7.9-meter-track for only 30 rounds. The onboard battery voltage drops from 7.1 Volts to 4.5 Volts. When the 1.5 meters long wireless charger track is activated, the mobile robot can run 100 rounds. Charging time was adjusted by the speed variation of the mobile robot along the charging line track. The onboard robot battery voltage drops from 7.1 Volts to 6.7 Volts. The voltage drop is only 0.4 volts after 100 rounds or equal to a 790-meter cruise. Finally, the experiment results indicated that the dynamic wireless charger designed and tested in this study successfully extended the working time of the mobile robot

Abstract

Robot mobilny jest wybitną częścią przemysłu 4.0, potrzebuje dostaw energii elektrycznej, która umożliwia mu ciągłą pracę. Jednak czas pracy robota mobilnego zależy od pojemności akumulatora na pokładzie, który musi się naładować po pewnym czasie pracy. W czasie ładowania akumulatora na pokładzie robot mobilny przestaje działać lub pracuje na biegu jałowym. Dlatego potrzebny jest dynamiczny system ładowania bezprzewodowego, który mógłby ładować akumulator robota podczas ruchu. Jednak nie ma wystarczających informacji na temat techniki ładowania akumulatora robota pokładowego w ruchu. W artykule przedstawiono dynamiczną indukcyjną bezprzewodową ładowarkę robota mobilnego. Akumulator robota jest ładowany bezprzewodowo bez zatrzymywania się przy stacji ładującej. Proponowany dynamiczny system ładowania bezprzewodowego składa się z układu nadajników wzdłuż toru robota. Nadajnik generuje pole magnetyczne przesyłane do pokładowego odbiornika ładowarki podłączonego do robota mobilnego, podczas gdy robot przechodzi przez tor linii ładowania. Wyniki eksperymentu wskazują, że robot mobilny bez bezprzewodowej ładowarki może przejechać przez 7,9-metrowy tor tylko przez 30 rund. Napięcie akumulatora na płycie spada z 7,1 V do 4,5 V. Po aktywacji toru ładowarki bezprzewodowej o długości 1,5 metra robot mobilny może wykonać 100 rund. Czas ładowania był regulowany przez zmianę prędkości robota mobilnego wzdłuż toru linii ładowania. Napięcie akumulatora robota na pokładzie spada z 7,1 V do 6,7 V. Spadek napięcia wynosi tylko 0,4 wolta po 100 rundach lub równy 790-metrowemu rejsowi. Wreszcie, wyniki eksperymentu wskazały, że zaprojektowana i przetestowana w tym badaniu dynamiczna ładowarka bezprzewodowa z powodzeniem wydłużyła czas pracy robota mobilnego.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Fortune Business Insight, "Mobile Robot Charging Station Market Report Summaries Detailed Information By Top Key players SMP Robotics Systems Corp., Clearpath Robotics Inc., Fetch Robotics Inc., Nidec Corp., among others," Fortune Business, 2021.
[Online]. Available: https://www.fortunebusinessinsights.com/mobile-robotcharging-station-market-105338.
[Accessed 5 10 2021].
[2] S. A. W. a. B. L. Wei Chen Cheah, "Limitations of wireless power transfer technologies for mobile robots," Wireless Power Transfer, pp. 1-15, 2019.
[3] F. V. a. C. L.-A. Francisco Rubio, "A review of mobile robots: Concepts, methods, theoretical framework,and applications," International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 16, no. 2, pp. 1 - 22, 2019.
[4] K. B. F. Y. G. H. B. a. Z. T. H. T. Taylor M. Fisher, "Electric vehicle wireless charging technology: a state-of-the-art review of magnetic coupling systems," Wireless Power Transfer, pp. 87 - 96, 2014.
[5] C. M. Jae-O Kim, "A Vision-based Wireless Charging System for Robot Trophallaxis," International Journal of Advanced Robotic Systems, pp. 1-9, 2015.
[6] F. Z. Y. W. H. M. Yunyu Tang, "Design and Optimizations of Solenoid Magnetic Structure for Inductive Power Transfer in EV Applications," in IECON2015-Yokohama, Yokohama, 2015.
[7] S. S. J. L. Chirag Panchal, "Review of static and dynamic wireless electric vehicle charging system," Engineering Science and Technology, an International Journal, pp. 922- 937, 2018.
[8] M. Masjono, "Terobosan baru transmisi energi listrik tanpa kabel," in Conference on Smart-Green Technology in Electrical and Information Systems, Bali, Indonesia, 2013.
[9] EEtech Media, "What is a skin effect?," 18 09 2020.
[Online]. Available: https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternatingcurrent/chpt-3/more-on-the-skin-effect/.
[10] S. Fawad, "Arduino L298n Motor Driver control Tutorial, Speed & Direction, PWM," Electronic Clinic, 7 April 2021.
[Online]. Available: https://www.electroniclinic.com/arduinol298n-motor-driver-control-tutorial-speed-direction-pwm/.
[Accessed 5 10 2021].

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-1 , nr katalogowy 147105 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-1 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-10 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-11 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-1

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma