1. Role magnetických komponent v robotech
1.1. Přesné polohování
V robotických systémech jsou magnetické senzory široce používány. Například u některých průmyslových robotů mohou vestavěné magnetické senzory detekovat změny okolního magnetického pole v reálném čase. Tato detekce dokáže přesně určit polohu a směr robota v trojrozměrném prostoru s přesností na milimetry. Podle relevantních datových statistik je chyba polohování robotů polohovaných magnetickými senzory obvykle uvnitř±5 mm, což poskytuje spolehlivou záruku pro roboty při provádění vysoce přesných úkolů ve složitém prostředí.
1.2. Efektivní navigace
Magnetické proužky nebo magnetické značky na zemi slouží jako navigační cesty a hrají důležitou roli ve scénách, jako je automatizované skladování, logistika a výrobní linky. Vezmeme-li jako příklad inteligentní manipulační roboty, technologie používání navigace pomocí magnetického proužku je relativně vyspělá, nízkonákladová, přesná a spolehlivá při určování polohy. Po položení magnetických proužků na provozní linku může inteligentní robot získat chybu mezi samotným strojem a dráhou sledování cíle prostřednictvím datového signálu elektromagnetického pole na dráze a dokončit navigační práci přepravy stroje přesným a rozumným výpočtem a měření. Kromě toho je běžnou navigační metodou také navigace magnetickými nehty. Princip jeho aplikace spočívá v nalezení jízdní dráhy na základě magnetického datového signálu přijatého navigačním senzorem z magnetického hřebíku. Vzdálenost mezi magnetickými hřebíky nesmí být příliš velká. Když je mezi dvěma magnetickými hřebíky, manipulační robot bude ve stavu výpočtu kodéru.
1.3. Silná upínací adsorpce
Vybavení robota magnetickými svorkami může výrazně zlepšit provozní schopnosti robota. Například holandskou magnetickou svorku GOUDSMIT lze snadno nainstalovat do výrobní linky a bezpečně zvládne feromagnetické výrobky s maximální nosností 600 kg. Magnetický uchopovač MG10 uvedený na trh společností OnRobot má programovatelnou sílu a je vybaven vestavěnými svorkami a senzory detekce dílů pro výrobní, automobilový a letecký průmysl. Tyto magnetické upínače mohou upnout téměř jakýkoli tvar nebo formu železných obrobků a k dosažení velké upínací síly je zapotřebí pouze malá kontaktní plocha.
1.4. Efektivní detekce čištění
Čistící robot dokáže efektivně čistit kovové úlomky nebo jiné drobné předměty na zemi pomocí magnetické adsorpce. Například adsorpční čisticí robot je vybaven elektromagnetem ve vějířovité štěrbině, který spolupracuje s ovládacím spínačem zdvihu, takže když vějířovitá štěrbina vstoupí do předem určené oblasti, elektromagnet se vypne, takže kovový odpad části padají do sběrné štěrbiny a na spodní straně vějířovité štěrbiny je uspořádána odváděcí struktura pro sběr odpadní kapaliny. Magnetické senzory lze zároveň využít i k detekci kovových předmětů na zemi, což pomáhá robotovi lépe se přizpůsobit prostředí a odpovídajícím způsobem reagovat.
1.5. Přesné ovládání motoru
V systémech, jako jsou stejnosměrné motory a krokové motory, je interakce mezi magnetickým polem a motorem klíčová. Vezmeme-li jako příklad magnetické materiály NdFeB, má produkt s vysokou magnetickou energií a může poskytnout silnou sílu magnetického pole, takže motor robota má vlastnosti vysoké účinnosti, vysoké rychlosti a vysokého točivého momentu. Například jedním z materiálů, který používá Zhongke Sanhuan v oblasti robotů, je NdFeB. V motoru robota mohou být magnety NdFeB použity jako permanentní magnety motoru pro zajištění silné síly magnetického pole, takže motor má vlastnosti vysoké účinnosti, vysoké rychlosti a vysokého točivého momentu. Současně lze v senzoru robota použít magnety NdFeB jako základní součást magnetického senzoru pro detekci a měření informací o magnetickém poli kolem robota.
2. Aplikace robotů s permanentními magnety
2.1. Aplikace humanoidních robotů
Tato vznikající pole humanoidních robotů vyžadují magnetické komponenty k realizaci funkcí, jako je konverze napětí a filtrování EMC. Maxim Technology uvedla, že humanoidní roboti potřebují magnetické součástky k dokončení těchto důležitých úkolů. Magnetické komponenty se navíc v humanoidních robotech používají také k pohonu motorů a poskytují energii pro pohyb robotů. Z hlediska snímacích systémů mohou magnetické komponenty přesně snímat okolní prostředí a poskytnout základ pro rozhodování robota. Pokud jde o řízení pohybu, magnetické komponenty mohou zajistit přesné a stabilní pohyby robota, poskytnout dostatečný točivý moment a výkon a umožnit humanoidním robotům plnit různé složité pohybové úkoly. Například při přenášení těžkých předmětů může silný krouticí moment zajistit, že robot může předměty stabilně uchopit a pohybovat.
2.2. Aplikace kloubových motorů
Součásti permanentního magnetu magnetického rotoru pro společný motor robota zahrnují rotační mechanismus a přídržný mechanismus. Otočný kroužek v otočném mechanismu je připojen k montážní trubce přes nosnou desku a vnější povrch je opatřen první montážní drážkou pro montáž první magnetické součásti a součástí je také součást pro odvod tepla pro zlepšení účinnosti odvodu tepla. . Přídržný kroužek v přídržném mechanismu je opatřen druhou montážní drážkou pro montáž druhé magnetické součásti. Při použití lze přídržný mechanismus pohodlně nastavit uvnitř stávajícího krytu kloubového motoru pomocí přídržného kroužku a otočný mechanismus lze nastavit na stávající rotor kloubového motoru pomocí montážní trubky a montážní trubka je upevněna a omezena pomocí montážní trubky. přídržný otvor. Drážka pro odvod tepla zvětšuje kontaktní plochu s vnitřní povrchovou stěnou stávajícího kloubového krytu motoru, takže přídržný kroužek může účinně přenášet absorbované teplo do krytu motoru, čímž se zlepšuje účinnost odvodu tepla. Když se montážní trubka otáčí s rotorem, může pohánět rotující kroužek, aby se otáčel skrz nosnou desku. Otočný kroužek urychluje odvod tepla přes první chladič a druhý chladič upevněný na jedné straně teplovodivého pásku. Současně může proudění vzduchu generované otáčením rotoru motoru urychlit odvod tepla uvnitř motoru přes port pro odvod tepla, čímž se udržuje normální provozní prostředí prvního magnetického bloku a druhého magnetického bloku. Kromě toho jsou první spojovací blok a druhý spojovací blok vhodné pro instalaci a výměnu odpovídajícího prvního sedla ve tvaru L nebo druhého sedla ve tvaru L, takže první magnetický blok a druhý magnetický blok lze pohodlně nainstalovat a vyměněny podle skutečné situace použití.
2.3. Aplikace mikrorobotů
Magnetizací se mikrorobot může flexibilně otáčet a pohybovat se ve složitém prostředí. Například výzkumníci z Pekingského technologického institutu zkombinovali částice NdFeB s měkkými silikonovými materiály PDMS, aby vytvořili mikroměkkého robota, a pokryli povrch biokompatibilní hydrogelovou vrstvou, která překonala adhezi mezi mikroobjektem a měkkou špičkou robota a snížila tření mezi mikrorobotem a substrátem a snížení poškození biologických cílů. Magnetický pohonný systém se skládá z dvojice vertikálních elektromagnetů. Mikrorobot se otáčí a vibruje podle magnetického pole. Protože je robot měkký, dokáže pružně ohýbat své tělo a dokáže se pružně otáčet ve složitém rozvětveném prostředí. Nejen to, mikrorobot může také manipulovat s mikro objekty. Ve hře „posouvání perliček“ navržené výzkumníky může být mikrorobot ovládán magnetickým polem přes vrstvy bludišť, aby „pohnul“ cílové perličky do cílové drážky. Tento úkol lze splnit během několika minut. V budoucnu vědci plánují další zmenšení velikosti mikrorobota a zlepšení jeho přesnosti ovládání, což dokazuje, že mikrorobot má velký potenciál pro intravaskulární operace.
3. Požadavky robota na magnetické součástky
Hodnota jediné magnetické součásti humanoidního robota je 3,52krát větší než hodnota magnetu NdFeB. Magnetická součást musí mít vlastnosti velkého točivého momentu, malé magnetické deklinace, malé velikosti motoru a vysokých požadavků na magnetický výkon jednotky. Může být upgradován z jednoduchého magnetického materiálu na magnetický komponent.
3.1. Velký točivý moment
Točivý moment synchronního motoru s permanentními magnety je ovlivněn mnoha faktory, mezi nimiž je jedním z klíčových faktorů síla magnetického pole. Materiál permanentního magnetu a optimalizovaná struktura magnetického obvodu v magnetickém komponentu mohou zvýšit sílu magnetického pole, a tím zlepšit výstupní točivý moment motoru. Například velikost magnetické oceli přímo ovlivňuje sílu magnetického pole motoru. Obecně platí, že čím větší je magnetická ocel, tím větší je síla magnetického pole. Větší intenzita magnetického pole může poskytnout silnější magnetickou sílu, čímž se zvýší výstupní točivý moment motoru. U humanoidních robotů je potřeba větší točivý moment ke zvýšení nosnosti pro dokončení různých složitých úkolů, jako je přenášení těžkých předmětů.
3.2. Malá magnetická deklinace
Malá magnetická deklinace může snížit chyby pohybu. Při řízení pohybu humanoidních robotů jsou přesné pohyby rozhodující. Pokud je magnetická deklinace příliš velká, výstupní točivý moment motoru bude nestabilní, což ovlivní přesnost pohybu robota. Humanoidní roboti proto vyžadují velmi malé magnetické úhly deklinace magnetických komponent, aby zajistily přesné pohyby robota.
3.3. Malá velikost motoru
Konstrukce humanoidních robotů obvykle musí vzít v úvahu prostorová omezení, takže velikost motoru magnetické součásti musí být malá. Prostřednictvím rozumného návrhu vinutí, optimalizace struktury magnetického obvodu a výběru průměru hřídele lze zlepšit hustotu točivého momentu motoru, čímž se dosáhne vyššího výkonu točivého momentu a zároveň se sníží velikost motoru. Díky tomu může být struktura robota kompaktnější a zlepšit flexibilitu a přizpůsobivost robota.
3.4. Vysoké požadavky na magnetickou jednotku
Magnetické materiály používané v humanoidních robotech musí mít vysoký jednotkový magnetický výkon. Humanoidní roboti totiž potřebují dosáhnout efektivní přeměny energie a řízení pohybu v omezeném prostoru. Magnetické komponenty s vysokým jednotkovým magnetickým výkonem mohou poskytnout silnější sílu magnetického pole, díky čemuž má motor vyšší účinnost a výkon. Současně může vysoký magnetický výkon jednotky také snížit velikost a hmotnost magnetické součásti, což splňuje požadavky humanoidních robotů na nízkou hmotnost.
4. Budoucí vývoj
Magnetické komponenty prokázaly vynikající hodnotu v mnoha oblastech díky svému jedinečnému výkonu a jejich vyhlídky na vývoj jsou jasné. V průmyslové oblasti je klíčovou pomůckou pro přesné polohování robota, účinnou navigaci, silné upnutí a adsorpci, účinné čištění a detekci a přesné řízení motoru. Je nepostradatelný u různých typů robotů, jako jsou humanoidní roboti, společné motory a mikroroboty. S neustálým rozšiřováním poptávky na trhu rostou i požadavky na vysoce výkonné magnetické komponenty. Podniky potřebují v procesu vývoje neustále zlepšovat kvalitu produktů a technickou úroveň, aby vytvořily produkty s magnetickou komponentou s vyšším výkonem a spolehlivější kvalitou. Tržní poptávka a technologické reformy dále podpoří průmysl magnetických součástek směrem k širší budoucnosti.
Čas odeslání: 19. listopadu 2024
