有的大型公司提出了一些利用无人机机队服务的宏伟计划，但它们都面临一个共同的挑战：商用无人机的飞行时间受限于电池容量。解决这一问题的一种方法是采用更高效、更灵活的充电解决方案。

因此，人们对Wibotic公司产生了浓厚的兴趣。这是一家专注于无人机和机器人电池充电解决方案的公司，成立至今仅四年，但最近成功完成了570万美元的首轮融资。

Wibotic公司为航空、移动、海洋及工业机器人市场提供无线充电和电源优化方案。其自适应匹配技术提供了一种新的感应电力传输方式，据称能够为无人机及其他飞行设备提供所需的电力水平。

这种优化方案通过软件库实现对电池充电参数的精确监控。结合无线充电硬件的部署，这些软件功能旨在最大化无人机的运行时间。

Wibotic公司的无线充电解决方案还解决了充电调度的问题，设计目的为多个机器人在同一发射器的不同时间充电铺平道路。

无线电力传输 (WPT)

无线电力传输的历史可以追溯到19世纪末，当时尼古拉·特斯拉首次展示了无电线电力传输技术。尽管无线方法广为人知，但设计发射器、确定位置、提高效率以及验证整个系统的需求仍然是一个复杂的问题，需要特定技能和先进技术工具的支持。最常见的无线电力传输系统采用电感耦合或磁共振成像 (MRI)，每种方法各有优缺点。

电感耦合法是最常用的方法，通常用于消费设备中。然而，这种方法只有在天线非常接近时才有效。由于机器人和无人机的定位不够精准，感应系统难以提供可靠的充电效果。

磁共振技术是一种较新的技术，提供了更高的灵活性。不过，典型的共振系统有一个最佳效率区域，如果机器人只是短暂停留或离开中心位置，充电效率会下降，导致充电时间延长和次数增加。

Wibotic公司的技术结合了电感耦合法和磁共振系统的优势，实现了两者的最佳效果。

Wibotic公司的技术

Wibotic公司的首席执行官本·沃特斯表示：“我们的专利自适应匹配系统持续监控天线的位置，并动态调整硬件和软件参数，以维持最高效率——在高功率水平下，即使在几厘米的垂直、水平和角度偏移范围内也能提供可靠充电。”

各种技术的效率

软件算法

当电池电量不足时，了解无人机何时充电是评估停机时间的关键。不同类型的机器人拥有不同的电池化学成分、电压和电流特性。Wibotic公司的动力优化软件能够评估充电中的机器人，并确定最佳的充电方式。

Wibotic公司的固件允许机器人操作员监控和设置所需的充电参数。机载计算机使无人机能够直接访问机载充电器，执行相同的功能。结构化的无线充电网络架构使机器人能够保持充电状态，最大限度地减少停机时间，并降低机器人队伍的整体成本。

Wibotic系统架构

无人机无线充电站是一个标准的3英尺×3英尺方形平台，由一个“智能”感应板构成，该感应板在无人机着陆时识别出无人机所携带的电池类型，从而建立准确的充电参数。

所有Wibotic无线充电系统由四个主要硬件组件构成：发射单元、发射天线线圈、机载充电单元和接收天线线圈。

Wibotic架构的框图

发射单元通过交流电源产生高频无线电力信号。信号通过SMA同轴电缆传输到发射天线线圈，在那里产生电场和磁场。线圈可根据无人机的跑道安装在任何目的地。

发射单元识别任何配备机载充电单元和接收天线线圈的机器人，并自动激活以提供适当的电力。接收天线线圈将能量传递给机载充电器电路。机载充电器将信号转换回直流电压，并控制电池充电功能，从而安全地为多种电池充电。

Wibotic使用的处理器是基于ARM的STM32微控制器。我们使用复杂的形状机和在处理器上本地运行的动态控制算法。这些因素共同决定了如何根据输入信号调整输入。如果你发送的是几百瓦的电力，而参数设置错误，可能会损坏系统而不是使其受益。因此，能够实时调整和感知系统中的变化以适应不断变化的环境条件是我们的系统的重要组成部分。在硬件和软件上进行优化是实现快速任务执行的关键。在射频放大器中使用GaN技术半导体是优化硬件性能不可或缺的一部分。

GaN技术的应用

GaN技术通过在高开关频率下以最高效率运行，提供了必要的条件，使得无线自主充电成为可能。在与GaN Systems公司的合作中，Wibotic公司集成了GaN公司的设备，以满足无人机和机器人所需的功率水平和天线范围要求。此外，Vicor 48V VI 芯片 PRM 调节器PRM为Wibotic TR-110无线充电站上的发射器供电，该充电站为机器人/无人机机载接收器无线供电。PRM接受来自AC-DC电源的48V电压，输入电压被自适应地控制并从大约20-55V切断。

Wibotic公司业务发展副总裁马特·卡尔森表示：“我们专注于机器人、自动化和工业设备，但我们对无线充电在许多行业的增长感到非常兴奋；它在手机中的应用正在增加，并扩展到许多其他行业。”他还补充道：“我们正在开发更多与人工智能和机器学习相结合的算法，基于历史趋势，并将其应用于未来的分析功能，特别是围绕电池充电的功能。”

通过无线无人机充电系统，充电过程可以通过基于“云”的软件、API和工具进行远程监控，以确保无人机在需要时可以迅速充电，或者在飞行计划不太紧张时可以缓慢充电。

Wibotic公司的发展

本·沃特斯是Wibotic公司的联合创始人兼首席执行官。

Wibotic公司已经与一系列客户合作，包括Waypoint Robotics公司、Clearpath Robotics公司和Aero公司。

“我们的客户遍布五大洲的大约13个国家，从无人机到移动机器人，再到独特的电池供电的物联网应用。”沃特斯说。

新一轮融资将帮助该公司推进技术，扩建销售团队，并加快增长，以满足客户需求。

沃特斯解释说：“我们需要确保，作为机器人市场的基础设施，我们领先于我们的客户一步。”“他们需要对我们产品、团队和公司的信心，从而推动机器人生态系统的一个重要组成部分向前发展。”