【工业4.0案例分析之四一】泰科公司ARISO无接触连接试验项目

借助泰科公司的ARISO无接触连接平台，可以在机器没有接触的情况下，实现数据和能量的传输。与连接器、滑环、电缆等不同，ARISO的连接方案不会造成任何的机器损耗。这种无接触传输技术可以提高机器的可用性，并降低企业的成本。此外，ARISO灵活的设计还降低了维护和维修的费用，并实现了生产率的提升。传统的连接技术会受到空间限制、振动或是灰尘污垢等各方面影响，导致性能降低，而ARISO无接触连接方案则使电流、数据和能量都能可靠地通过无接触的方式进行传输。

ARISO无接触连接方案可以取代昂贵的线束结构和滑环，并实现如今不可能的连接。方案中采用的系统由两个耦合器、一个发射器和一个接收器组成，发射器和接收器分别包含一个天线和线圈，都被连接到一个电路板上。该系统利用近场电磁波进行数据传输，以避免受到干扰。能量则以磁共振原理进行感应传输。之前的用例已证明其具有市场可行性。

泰科ARISO无接触连接方案

无接触连接的定义是，一个基于非接触式电源和非接触式数据传输技术而构建的混合系统，即使不通过物理接触，也可以很容易地在短距离内实现连接。

由于空间限制、震动、灰尘和污垢等因素影响，传统的连接方法具有局限性，无接触连接方案可以最大限度地提高工程设计的可行性，并有助于减少维护和安装工作。ARISO无接触连接方案可以取代复杂、昂贵的线束结构和滑环，从而实现原本不可能的连接。有了ARISO无接触连接方案，通常在恶劣环境中（例如水下、灰尘或振动环境）影响连接的问题，将不再对动力能量、数据和信号的可靠传输产生干扰。

ARISO非接触式连接方案的优点包括：

• 在倾斜、有角度和偏差的环境中自由移动；
• 穿透流体和墙体传输能源和信号，适用于各种设计并节约成本；
• 简单的即时连接，例如可以在移动的设备部件上实现远程操作或传感器的连接；
• 自由旋转，可实现超过360°的快速旋转；
• 可在潮湿和灰尘的环境无限插拔，降低了维护成本；
• 具有很强的抗震性和密封性，可在恶劣的环境下实现安全与可靠的连接。

泰科公司以创新的方法解决连接问题

六十多年来，泰科公司不断超越客户的期望，改进多个行业的连接解决方案和制造工艺，形成标准化的产品组合，并为客户量身定制创新的连接解决方案。泰科公司的产品，可以克服各种恶劣环境；泰科公司采用的技术，还考虑到消费类产品制造固有的成本压力。

为了应对客户的挑战，泰科公司致力于寻找全新且往往出人意料的方法，这推动泰科公司成为连接解决方案的全球领导者。很早的时候，泰科公司就意识到，为了创造突破性的解决方案和优质的产品，泰科公司必须深入理解应用场景，包括其中所有的业务需求。这就是为什么泰科公司不断扩充现场工程师的团队，这些工程师定期与客户接洽，充分了解他们的需求和他们的苦处，然后参与到协作沟通中去，这些才是创新的催化剂。

泰科公司现有的连接器解决方案还不能满足每一个客户的需求。因此，泰科公司必须研究替代技术。鉴于泰科公司在连接器和天线方面深厚的专业知识，开发一些非接触式方案或无线解决方案是值得探索的正确途径。不论结果如何，成果必须像标准连接电源和信号一样可靠，并且兼有无线技术的灵活性。

泰科ARISO无接触连接技术

泰科公司需要提出一个非常可靠的并且成本合理的解决方案，同时该方案使用的硬件体积也要足够小，以便轻松集成到客户的应用上去。泰科公司通过不同指标研究和比较了可以发射功率和信号的各种技术产品属性，这些指标包括尺寸、成本、效率以及在一定的距离上的传输能力。在研究过程中，泰科公司提出许多问题：在苛刻的安全关键环境中会如何？能够通过水来传送吗？要减少或消除电弧吗？应当能穿透金属吗？背景噪声会干扰到传输吗？

感应耦合传输成为最可行的技术，因为感应耦合设备可以在短距离内传输能量和数据，不需要任何接触。借助这项技术，机器人手臂之类的固件可以感应地将动力传递至旋转、转位或固定的移动部件，如一个夹持器。另外，还需要通过这项技术给功率传感器、加热器、照相机、阀门、电机、微处理器或电池提供动力能源，同时还将数据馈送到静止件。感应耦合装置的另一个优点是，它们能够在非常苛刻的环境中可靠地运行——水下环境、真空室中，超洁净环境中，包括被油脂或泥浆包裹，或在高速旋转的设备上。因为没有运动部件的磨损，所以利用这项技术的传输设备几乎不用维护，这对泰科公司的客户来说，是一项非常有吸引力的技术。

泰科公司在确定了上述关键技术之后，接下来的目标是将电源线圈和近场天线集成到一个非常小的元件中，然后将其制造出来。泰科公司在机械设计和电力电子技术这两个方面具有极其广泛的专业知识，在磁学、射频和天线方面也有大量知识积累。另外，泰科公司还有全球性的制造能力，可以助力泰科公司生产相应的硬件并提供一流的解决方案。

泰科公司独特的能力使其不仅可以通过在近场天线中使用频射芯片来解决潜在的电磁干扰问题，还可以制定一个使用更少组件的、精简的解决方案，以此同时提高性能和可靠性并降低耦合器的总成本。

泰科ARISO无接触连接平台

现今比较棘手的问题是如何利用上述技术来搭建一个一流的平台。在积累了超过六十年的电感耦合和机械专业知识的基础上，泰科公司在很短的时间内创建了ARISO无接触连接平台。泰科公司通过ARISO无接触连接平台使客户能够在设计机器时，采取全新的思考方法。

ARISO非接触式连接平台无疑会引导更多的创新。工程师可以更大胆地进行设计，例如，可以设想一种全新的、更灵敏的机器人，它们将具有完全的行动自由。泰科公司的平台为此提供了基石，并帮助客户把大胆的新产品设想变为现实。