作為人類科技的產物,機器人自誕生之初就備受關注,從事維護保養、修理、運輸、清洗、保安、救援、監護等工作的服務機器人更是給人們的生活帶來了極大便利,但機器人偶爾也會做出一些令人意想不到又哭笑不得的事情。
最近俄羅斯一款編號IR77,名叫“Promobot” (以下簡稱小P)的機器人在網絡上大肆走紅。小P是一款被設計為能夠與人簡單互動、擁有自主學習能力的機器人。科學家表示,他們為機器人設置了自動繞開障礙物的功能,但沒想到小P會借此功能來“逃離”實驗室。
報道稱,工程師從實驗室出去時,忘記關掉大門,小P趁機“越獄”,并來到了實驗室門前的馬路上。
之后由于電池耗盡,小P最終停在了馬路中央,并造成交通擁堵。警察到來后幫助疏導交通,并聯系上了實驗室工程師,才把“淘氣”的小P帶走。
消息傳到國內,網友們對于小P的失敗出逃紛紛表示遺憾,有網友表示“傻孩子,出門怎么能忘記帶充電寶呢?!”
對于“渴望自由”的小P來說,缺電讓它最終沒能完成一場說走就走的旅行,電影《超能陸戰隊》中的健康機器人大白同樣也擺脫不了缺電的煩惱。影片中,大白只要一次簡單掃描,就能檢測出人體生命指數,并根據病人的疼痛程度,治療幾乎所有的疾病。
可電量不足的大白就沒有那么“超能”了,還記得小宏和大白偷偷溜回卡斯阿姨家中時,因電量不足而變癟的大白像醉酒一樣,走路搖搖晃晃、說話也斷斷續續的樣子嗎?戳視頻看大白電量不足時的萌態↓
看完是不是覺得沒電寸步難行?確實,對于機器人來說,缺電會讓其無法正常運行,如果說芯片是機器人的大腦,那么電機就是機器人的心臟。如何才能讓機器人時刻保持電力十足呢?其實電影中就隱藏了一個“秘密武器”哦↓
那什么是超級電容呢?
超級電容(EDLC)又稱超大容量電容、黃金電容、法拉電容、金電容或雙電層電容器,是一種長壽命、高可靠的能源儲電器件裝置。由于超級電容采用特殊的電極結構,使得電極表面積大幅增加,因而能產生較大的電容量。
對于機器人來說,電機啟動瞬間所需功率較大(以下稱為峰值負載),如果電機電源不能支持峰值負載,電機無法立即驅動,機器人啟動就需要很長時間。
隨著機器人小型化和低價需求的日益增長,為了瞬間能夠提供峰值負載而花費重金,購買昂貴的大容量電源回路變得不切實際。在不增加電源回路尺寸和容量的基礎上,又能具備高輸出的超級電容很好地解決了以上問題,能夠幫助機器人節省空間、降低成本。
目前超級電容市場上較多的是可以有10年以上使用壽命,可靠性高,功能性強,同時高低溫特性好,能在-30℃~70℃情況下正常使用的產品。日本電子元器件品牌——村田制作所(以下簡稱村田)通過對材料與構造的優化設計,研發出了安裝面積更加小型化、承載高電壓、耐高溫的超級電容產品。
村田的超級電容不僅實現了小型薄型化的封裝,而且具有業界較高水平的功率密度和能量密度。與柱狀型超級電容相比,村田的超級電容單位容量上的ESR(等效串聯電阻)更低,可以實現更高的功率輸出和恒功率放電特性等。此外,村田的超級電容還可以在85℃超高溫環境下工作,不受環境影響地放出最大10A的電流。
在需要瞬間大電流放電的峰值功率輔助用途方面,村田的超級電容能夠發揮重要效果。同時使用超級電容和電源,共同支持瞬間峰值負載輸出,即使電源輸出減少,也不會降低設備原本性能,保證繼續運轉。除了應用在機器人身上,村田的超級電容還可用于LED閃光燈、小型DC電機設備、智能煤氣?水表、RKE(遙控鑰匙) 的峰值輸出輔助。
下圖是僅使用干電池和并用超級電容兩種情況下啟動小型DC電機時,示波器觀測到的波形對比圖,可以更直觀地說明超級電容的峰值功率輔助效果。
沒有使用超級電容時,電機啟動瞬間1.7A的峰值負載電流全部由干電池提供。干電池ESR大,峰值負載的發生導致電壓上升恢復緩慢,因此達到常規運轉狀態需要一定時間。
另一方面,使用超級電容時,干電池供給的電流不僅可以被抑制在300mA,而且電壓可以急速回升。由于超級電容的ESR約為干電池的六分之一,所以電機啟動時的大電流幾乎全部由超級電容承擔。也就是說,超級電容通過輔助峰值負荷,使電機能夠在短時間內啟動。
看到這里,大家對能生產出如此高性能EDLC產品的村田一定充滿好奇吧?其實村田離我們并不遙遠,在諸如電腦、智能手機、家電、汽車電子等支撐日常生活的電子設備中都有村田元器件忙碌的身影。
村田作為一家電子元器件制造商,以近百年的元器件研發和解決方案著稱于世,近期還成功收購了鋰電池鼻祖——索尼電池業務,這也是村田在電池領域的再一次深耕。
村田產品一覽
隨著構成元件可小型化的技術發展,預計今后小型機器人的用途將越來越多樣化,并逐漸走進大家的日常生活之中。
娛樂機器人
家庭機器人
競賽機器人
與機器人共舞的日子漸行漸近,作為電子行業的創新者,村田將繼續發揮超級電容的特點和優勢,并不斷完善產品性能,為機器人的高性能化貢獻源源不斷的動力。
2016年8月24 -26日期間,村田將參展ELEXCON2016 深圳國際電子展(展會地點:深圳市福田中心區深圳會展中心2號館),屆時其“形象代言人”——機器人村田頑童?也將亮相,并帶來精彩的舞臺表演,快來NO.2G12 村田展臺與村田頑童?邂逅吧。
村田頑童?
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