1. Uloga magnetnih komponenti u robotima
1.1. Precizno pozicioniranje
U robotskim sistemima, magnetni senzori se široko koriste. Na primjer, u nekim industrijskim robotima, ugrađeni magnetni senzori mogu otkriti promjene u okolnom magnetnom polju u realnom vremenu. Ova detekcija može precizno odrediti položaj i smjer robota u trodimenzionalnom prostoru, s točnošću od milimetara. Prema relevantnim statističkim podacima, greška pozicioniranja robota pozicioniranih magnetnim senzorima obično je unutar±5 mm, što pruža pouzdanu garanciju za robote za obavljanje visoko preciznih zadataka u složenim okruženjima.
1.2. Efikasna navigacija
Magnetne trake ili magnetni markeri na tlu služe kao navigacijske staze i igraju važnu ulogu u scenama kao što su automatizirano skladištenje, logistika i proizvodne linije. Uzimajući za primjer robote za inteligentno rukovanje, tehnologija korištenja navigacije magnetnom trakom je relativno zrela, jeftina, te precizna i pouzdana u pozicioniranju. Nakon postavljanja magnetnih traka na radnu liniju, inteligentni robot može dobiti grešku između same mašine i putanje praćenja cilja putem signala podataka o elektromagnetnom polju na putanji i završiti navigacioni rad transporta mašine kroz tačan i razuman proračun i mjerenje. Osim toga, magnetna navigacija noktima je također uobičajena metoda navigacije. Njegov princip primjene je pronalaženje putanje vožnje na osnovu signala magnetnih podataka koji navigacijski senzor prima od magnetnog eksera. Razmak između magnetnih eksera ne može biti prevelik. Kada se nalazi između dva magnetna eksera, robot za rukovanje će biti u stanju izračunavanja kodera.
1.3. Snažna stezna adsorpcija
Opremanje robota magnetnim stezaljkama može uvelike poboljšati radnu sposobnost robota. Na primjer, holandska magnetna stezaljka GOUDSMIT može se lako ugraditi u proizvodnu liniju i može bezbedno rukovati feromagnetnim proizvodima maksimalnog kapaciteta podizanja od 600 kg. Magnetna hvataljka MG10 koju je lansirao OnRobot ima programabilnu silu i opremljena je ugrađenim stezaljkama i senzorima za detekciju dijelova za proizvodna, automobilska i svemirska polja. Ove magnetne stezaljke mogu stegnuti gotovo bilo koji oblik ili oblik željeznih radnih komada, a potrebna je samo mala kontaktna površina da bi se postigla jaka sila stezanja.
1.4. Efikasna detekcija čišćenja
Robot za čišćenje može efikasno očistiti metalne fragmente ili druge male predmete na tlu pomoću magnetne adsorpcije. Na primjer, robot za adsorpciono čišćenje opremljen je elektromagnetom u utoru u obliku lepeze kako bi sarađivao s prekidačem za kontrolu hoda, tako da kada prorez u obliku ventilatora uđe u unaprijed određeno područje, elektromagnet se isključuje, tako da metalni otpad dijelovi padaju u otvor za sakupljanje, a na dnu otvora u obliku lepeze je predviđena odvodna struktura za prikupljanje otpadne tekućine. Istovremeno, magnetni senzori se također mogu koristiti za otkrivanje metalnih predmeta na tlu, pomažući robotu da se bolje prilagodi okolini i reagira u skladu s tim.
1.5. Precizna kontrola motora
U sistemima kao što su DC motori i koračni motori, interakcija između magnetnog polja i motora je ključna. Uzimajući NdFeB magnetne materijale kao primjer, on ima visok proizvod magnetne energije i može pružiti jaku silu magnetnog polja, tako da motor robota ima karakteristike visoke efikasnosti, velike brzine i velikog obrtnog momenta. Na primjer, jedan od materijala koji koristi Zhongke Sanhuan u oblasti robota je NdFeB. U motoru robota, NdFeB magneti se mogu koristiti kao trajni magneti motora za pružanje jake sile magnetnog polja, tako da motor ima karakteristike visoke efikasnosti, velike brzine i velikog obrtnog momenta. Istovremeno, u senzoru robota, NdFeB magneti se mogu koristiti kao osnovna komponenta magnetnog senzora za otkrivanje i mjerenje informacija o magnetnom polju oko robota.
2. Primjena robota s permanentnim magnetom
2.1. Primjena humanoidnih robota
Ova nova polja humanoidnih robota zahtijevaju magnetne komponente za realizaciju funkcija kao što su konverzija napona i EMC filtriranje. Maxim Technology je rekao da su humanoidnim robotima potrebne magnetne komponente za obavljanje ovih važnih zadataka. Osim toga, magnetne komponente se također koriste u humanoidnim robotima za pogon motora i obezbjeđivanje snage za kretanje robota. U smislu senzorskih sistema, magnetne komponente mogu precizno osjetiti okolinu i pružiti osnovu za donošenje odluka robota. Što se tiče kontrole kretanja, magnetne komponente mogu osigurati precizne i stabilne pokrete robota, osigurati dovoljan moment i snagu i omogućiti humanoidnim robotima da završe različite složene zadatke kretanja. Na primjer, kada nosite teške predmete, jak obrtni moment može osigurati da robot može stabilno uhvatiti i pomicati predmete.
2.2. Primjena zglobnih motora
Komponente permanentnog magneta magnetnog rotora za zglobni motor robota uključuju rotirajući mehanizam i mehanizam za držanje. Rotirajući prsten u rotirajućem mehanizmu spojen je na montažnu cijev preko potporne ploče, a vanjska površina je opremljena prvim žlijebom za montažu za montažu prve magnetne komponente, a također je predviđena komponenta za odvođenje topline za poboljšanje efikasnosti odvođenja topline. . Potporni prsten u mehanizmu za pričvršćivanje ima drugi žljeb za montažu za montažu druge magnetne komponente. Kada je u upotrebi, mehanizam za pričvršćivanje se može jednostavno postaviti unutar postojećeg kućišta zglobnog motora kroz pričvrsni prsten, a rotirajući mehanizam se može postaviti na postojeći rotor zglobnog motora kroz montažnu cijev, a cijev za montažu je fiksirana i ograničena pomoću otvor za pričvršćivanje. Žleb za odvođenje toplote povećava površinu kontakta sa unutrašnjom površinom zida postojećeg zglobnog kućišta motora, tako da pričvrsni prsten može efikasno preneti apsorbovanu toplotu kućištu motora, čime se poboljšava efikasnost odvođenja toplote. Kada se montažna cijev rotira s rotorom, može pokrenuti rotirajući prsten da se okreće kroz potpornu ploču. Rotirajući prsten ubrzava rasipanje topline kroz prvi hladnjak i drugi hladnjak fiksiran na jednoj strani trake koja provodi toplinu. U isto vrijeme, protok zraka generiran rotacijom rotora motora može ubrzati ispuštanje topline unutar motora kroz otvor za rasipanje topline, održavajući normalno radno okruženje prvog magnetnog bloka i drugog magnetnog bloka. Štoviše, prvi spojni blok i drugi spojni blok pogodni su za ugradnju i zamjenu odgovarajućeg prvog sjedišta u obliku slova L ili drugog sjedišta u obliku slova L, tako da se prvi magnetni blok i drugi magnetni blok mogu praktično instalirati i zamijeniti prema stvarnoj situaciji upotrebe.
2.3. Aplikacija mikro robota
Magnetiziranjem mikro robota, on se može fleksibilno okretati i kretati u složenom okruženju. Na primjer, istraživači na Pekinškom institutu za tehnologiju kombinirali su čestice NdFeB s mekim silikonskim PDMS materijalima kako bi napravili mikro mekanog robota i prekrili površinu biokompatibilnim hidrogelnim slojem, prevazilazeći prianjanje između mikro objekta i mekog vrha robota, smanjujući trenje između mikro robota i supstrata i smanjenje oštećenja bioloških ciljeva. Magnetni pogonski sistem se sastoji od para vertikalnih elektromagneta. Mikrorobot se okreće i vibrira u skladu sa magnetnim poljem. Budući da je robot mekan, može fleksibilno savijati svoje tijelo i fleksibilno se okretati u složenom račvastom okruženju. Ne samo to, mikro robot može manipulirati i mikro objektima. U igrici "pomicanja perli" koju su osmislili istraživači, mikro robot se može kontrolisati pomoću magnetnog polja, kroz slojeve lavirinta kako bi "pomjerio" ciljne perle u ciljni žljeb. Ovaj zadatak se može obaviti za samo nekoliko minuta. U budućnosti, istraživači planiraju dodatno smanjiti veličinu mikro robota i poboljšati njegovu točnost upravljanja, što dokazuje da mikro robot ima veliki potencijal za intravaskularne operacije.
3. Zahtjevi robota za magnetne komponente
Vrijednost jedne magnetne komponente humanoidnog robota je 3,52 puta veća od vrijednosti NdFeB magneta. Magnetna komponenta mora imati karakteristike velikog obrtnog momenta, male magnetne deklinacije, male veličine motora i visokih zahtjeva za magnetnim performansama jedinice. Može se nadograditi sa jednostavnog magnetskog materijala na proizvod sa magnetskom komponentom.
3.1. Veliki obrtni moment
Na obrtni moment sinhronog motora sa permanentnim magnetom utiče više faktora, među kojima je jačina magnetnog polja jedan od ključnih faktora. Materijal permanentnog magneta i optimizovana struktura magnetnog kola u magnetnoj komponenti mogu povećati jačinu magnetnog polja, čime se poboljšava izlazni obrtni moment motora. Na primjer, veličina magnetnog čelika direktno utječe na snagu magnetnog polja motora. Generalno, što je veći magnetni čelik, to je veća jačina magnetnog polja. Veća jačina magnetnog polja može pružiti jaču magnetnu silu, čime se povećava izlazni moment motora. Kod humanoidnih robota potreban je veći moment za povećanje nosivosti za obavljanje različitih složenih zadataka, kao što je nošenje teških predmeta.
3.2. Mala magnetna deklinacija
Mala magnetna deklinacija može smanjiti greške u kretanju. U kontroli pokreta humanoidnih robota, precizni pokreti su ključni. Ako je magnetna deklinacija prevelika, izlazni moment motora će biti nestabilan, što će utjecati na točnost kretanja robota. Stoga, humanoidni roboti zahtijevaju vrlo male uglove magnetne deklinacije magnetnih komponenti kako bi se osiguralo precizno kretanje robota.
3.3. Mala veličina motora
Dizajn humanoidnih robota obično mora uzeti u obzir ograničenja prostora, tako da veličina motora magnetne komponente mora biti mala. Kroz razuman dizajn namotaja, optimizaciju strukture magnetnog kola i odabir prečnika osovine, gustina obrtnog momenta motora može se poboljšati, čime se postiže veći izlazni obrtni moment uz smanjenje veličine motora. Ovo može učiniti strukturu robota kompaktnijom i poboljšati fleksibilnost i prilagodljivost robota.
3.4. Visoki zahtjevi za magnetne performanse jedinice
Magnetni materijali koji se koriste u humanoidnim robotima moraju imati visoke jedinične magnetne performanse. To je zato što humanoidni roboti moraju postići efikasnu konverziju energije i kontrolu kretanja u ograničenom prostoru. Magnetne komponente sa visokim jediničnim magnetnim performansama mogu da obezbede jaču silu magnetnog polja, čineći da motor ima veću efikasnost i performanse. U isto vrijeme, visoke magnetne performanse jedinice također mogu smanjiti veličinu i težinu magnetne komponente, ispunjavajući zahtjeve humanoidnih robota za male težine.
4. Budući razvoj
Magnetne komponente su pokazale odličnu vrijednost u mnogim oblastima zbog svojih jedinstvenih performansi, a izgledi za njihov razvoj su sjajni. U industrijskom polju, to je ključna pomoć za precizno pozicioniranje robota, efikasnu navigaciju, snažno stezanje i adsorpciju, efikasno čišćenje i detekciju i preciznu kontrolu motora. Neophodan je u različitim vrstama robota kao što su humanoidni roboti, zglobni motori i mikro roboti. Uz kontinuirano širenje potražnje na tržištu, zahtjevi za magnetnim komponentama visokih performansi također rastu. Preduzeća treba da kontinuirano poboljšavaju kvalitet proizvoda i tehnički nivo u procesu razvoja kako bi kreirala proizvode sa magnetnim komponentama sa većim performansama i pouzdanijim kvalitetom. Tržišna potražnja i tehnološke reforme će dalje promovirati industriju magnetnih komponenti prema široj budućnosti.
Vrijeme objave: 19.11.2024
