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无线充电厘清内务蓄势待发

发布时间:2019-08-15 15:39:10

  迅速发展的电子技术已经帮人类 剪掉 了数据线,它能否同样 消灭 电线呢?

  无人机之所以是一项重大的发明,在于它将改变许多行业的未来形态:快递配送、种植管理,甚至可以帮助警察抓捕犯人。然而,人们常常只顾热议无人机的种种好处,却有意无意地忽略了它的最大短板 电池问题,而这几乎所有机器人产品的通病。任凭你是怎样高端厉害的一架无人机,威风不到20分钟,就都得乖乖地落到主人手里更换电池或者充电。

  对于这一缺陷,西雅图华盛顿大学的电脑专家乔舒亚 史密斯决心为此做些什么。他选择的方法便是无线充电。今年5月,乔舒亚成立了一家名为Wibotic的公司,目标定位为帮助无人机及其他机器人摆脱物理充电线的束缚。乔舒亚希望自己的技能,能够让今后的机器人在电池缺电时,只需主动移动到充电站附近半米以内,就可以迅速补充能量。相对于Wibotic,另一家西雅图的公司 激光动力 显然要激进得多。他们认为无人机根本无需回到地面,利用激光和光伏技术在空中就可以完成充电。

  无线充电的前景如此引人入胜,但其自身却并非什么新鲜事物,而是地地道道的一枚 老古董 。早在189 年的哥伦比亚博览会上,天才尼古拉 特斯拉都曾经当众演示过如何隔着一个房间的距离,点亮一枚电灯泡。不过,这点小把戏与特斯拉那些巨大的奇思妙想相比,根本不值一提。他曾宣称,借助一个由铁塔和气球组成的系统,他可以将到全世界。这个念头在当时是如此 吊炸天 ,甚至连J P 摩根都愿意掏钱资助他一试。

  最终,正如同时期其他物理学家说预料的那样,这位好科学家,同时更像是个 疯子 的特斯拉失败了。但他所设想的远程充电,却在后世重新得到了关注。当然,与特斯拉 全球输电 的伟大理想相比,今天我们的实践范围要 谦卑 的多:、厨具、头盔显示仪、人工心脏或脑电波的检测仪等等。但其市场前景却颇为广阔:根据著名咨询公司IHS的预测,以上这些 玩意儿 目前每年5亿美元的市场规模,十年后将翻上 0倍!

  与激光不同,当前大多数无线充电的原理,都是基于电磁感应。当一股交流电通过一个缠绕的线圈时,会产生一个振荡磁场。这个磁场又会感应到第二个临近线圈里的交流电。如果这两个线圈足够靠近并且放置于同一方向,那么几乎所有的电能都将得到转移。分开几毫米或者晃动它们,电流的传输效率便会大幅下降。

  这种电感耦合系统,非常适用于电动牙刷之类小电器的充电。但用在无人机,尤其还要求盘旋在充电站之上充电,就差得太远。 Wibotic的解决方法,是在发射和接收线圈间使用调谐电路。当这种电路被调节到相同的谐振频率时,它们将更加高效的交换能量。这种模式可以让电能圈的直径范围内甚至更远的距离进行传输,不仅能完成为无人机充电之类的任务,其充电设备还能可制成碗状以便给智能手表充电,甚至与工作台整合而完全无形。

  当然,谐振感应与电磁感应一样,都不是什么新近的发现。特斯拉在维多利亚时代所做的许多演示便是应用了这一原理,但只能限于一定的距离之内。而当代的谐振电路,已经能够让机器人在飞行中完成充电。Wibotic甚至宣称自己的无线充电设备,已经可以应付无人机飞行状态不稳定的情况,比如大风天气下。此外,如今的无线充电技术还能够将设备制作的密封防水、防压。飞利浦公司就展示过一台无线食品加工机。它依靠所放置柜台里的充电设备进行供电。

  无线充电技术的大发展已经成为共识,而这却引起了一场纷争:标准。毕竟使用同一台无线充电设备的机器们需要彼此通融。然而问题在于,自从1890年特斯拉与爱迪生就交流电与直流电展开竞争到现在,一共产生了三大主要标准:

  首先是由200多家技术公司组成的无线充电联盟,它推出的 质量指标 Qi,涉及范围为5瓦特左右(充电的最佳电压)。

  其次是Power Matters Alliance(PMA)标准。这是Qi标准最直接的对手。

  最后,是无线联盟 (A4WP)标准。它允许更高的电压水平。

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