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無人ロボットの高効率稼働を支える電源技術 - Vicor社の高密度電源ソリューションについて

ロボット

自律型セキュリティロボット

安全を脅かす危険を察知し、それを防止することは、効果的な警備の基本です。その目的は、人の生命と財産を守ることです。自律型セキュリティロボット(ASR)を用いて、危険の兆候を積極的に見つけ出すことで、監視効果が改善でき、より安全に犯罪を防止できて、警備員のリスクを軽減できます。
LIDAR、GPS、ソナー、IMU、4Kカメラ、Hi-Fiオーディオなど、さまざまな機能や特徴を備えており、観察する際の、感度、焦点を合わせる範囲、精度が人間よりはるかに優れています。一例として、ASRを使うと、顔認識やナンバープレート識別機能を用いて、危険を見つけ出すことができます。
 ASRは双方向コミュニケーションの機能を持っており、ロボットによるブロードキャストが可能であり、警備員の代わりにロボットを対峙させて、危険な状況に対応して収束させることに役立ちます。ASRのトークダウン機能を使えば、人間に対する危険をロボットに肩代わりさせることができます。

構成例

演算処理や通信、センシングの負荷が極めて高いため、ASR の電力供給ネットワークには非常に大きな負担がかかります。電源はコンパクトで高効率でなくてはならず、冷却によって効率と性能は大きく影響を受けます。ASRには空気の流れも排気口もないため、ロボットのアルミニウムの外装をヒートシンクとして利用できる、完全に伝導冷却のソリューションを探されておりました。 Vicorの DC-DC コンバータモジュール (DCM3623)が採用されたのは、その独自のChiP(Converter housed in Package)構造が放熱性に優れ、極めて高い電力密度が実現できているためです。またDCMの電力密度が高いことは、配線のしやすさやケーブルの組付けやすさ、バッテリの効率や性能、稼働時間の改善に役立ちます。バッテリの効率や性能、稼働時間の改善に役立ちます。さらに、Vicorの電源モジュールは並列接続することで電力を増やすことができます。簡単に拡張できるスケーラブルな電源モジュールであるため、将来ASRの機能を刷新、強化した場合にも、容易に対応できます。

建築用図面床転写ロボット

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。

構成例

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。

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