1. Magnetiske komponenters rolle i robotter
1.1. Nøjagtig placering
I robotsystemer er magnetiske sensorer meget brugt. For eksempel kan de indbyggede magnetiske sensorer i nogle industrirobotter registrere ændringer i det omgivende magnetfelt i realtid. Denne detektering kan nøjagtigt bestemme robottens position og retning i tredimensionelt rum med en nøjagtighed på millimeter. Ifølge relevante datastatistikker er positioneringsfejlen for robotter placeret af magnetiske sensorer normalt inden for±5 mm, hvilket giver en pålidelig garanti for, at robotter udfører højpræcisionsopgaver i komplekse miljøer.
1.2. Effektiv navigation
De magnetiske strimler eller magnetiske markører på jorden tjener som navigationsstier og spiller en vigtig rolle i scener som automatiseret lager, logistik og produktionslinjer. Tager man intelligente håndteringsrobotter som eksempel, er teknologien til at bruge magnetstrimmelnavigation relativt moden, billig og nøjagtig og pålidelig i positionering. Efter at have lagt magnetstrimler på betjeningslinjen kan den intelligente robot opnå fejlen mellem selve maskinen og målsporingsstien gennem det elektromagnetiske feltdatasignal på stien og fuldføre navigationsarbejdet for maskintransporten gennem nøjagtig og rimelig beregning og måling. Derudover er magnetisk sømnavigation også en almindelig navigationsmetode. Dens anvendelsesprincip er at finde kørevejen baseret på det magnetiske datasignal modtaget af navigationssensoren fra den magnetiske søm. Afstanden mellem de magnetiske søm må ikke være for stor. Når den er mellem to magnetiske søm, vil håndteringsrobotten være i enkoderberegningstilstand.
1.3. Stærk spændeadsorption
At udstyre robotten med magnetiske klemmer kan i høj grad forbedre robottens betjeningsevne. For eksempel kan den hollandske GOUDSMIT magnetklemme nemt installeres i produktionslinjen og kan sikkert håndtere ferromagnetiske produkter med en maksimal løftekapacitet på 600 kg. Den MG10 magnetiske griber lanceret af OnRobot har programmerbar kraft og er udstyret med indbyggede klemmer og deldetektionssensorer til fremstilling, biler og rumfart. Disse magnetiske klemmer kan klemme næsten enhver form eller form af jernholdige emner, og kun et lille kontaktareal er nødvendigt for at opnå en stærk klemkraft.
1.4. Effektiv rengøringsdetektion
Rengøringsrobotten kan effektivt rense metalfragmenter eller andre små genstande på jorden ved magnetisk adsorption. For eksempel er en adsorptionsrenserobot udstyret med en elektromagnet i den blæserformede spalte for at samarbejde med slaglængdekontrolkontakten, således at når den ventilatorformede spalte kommer ind i det forudbestemte område, slukkes elektromagneten, så metalaffaldet dele falder ind i opsamlingsspalten, og en afledningsstruktur er tilvejebragt i bunden af den vifteformede spalte for at opsamle spildvæsken. Samtidig kan magnetiske sensorer også bruges til at detektere metalgenstande på jorden, hvilket hjælper robotten til bedre at tilpasse sig miljøet og reagere derefter.
1.5. Præcisions motorstyring
I systemer som DC-motorer og stepmotorer er samspillet mellem magnetfeltet og motoren afgørende. Tager man NdFeB magnetiske materialer som et eksempel, har den et højt magnetisk energiprodukt og kan give en stærk magnetisk feltkraft, så robotmotoren har egenskaberne høj effektivitet, høj hastighed og højt drejningsmoment. For eksempel er et af de materialer, der bruges af Zhongke Sanhuan inden for robotter, NdFeB. I robottens motor kan NdFeB-magneter bruges som permanente magneter til motoren for at give en stærk magnetisk feltkraft, så motoren har karakteristika af høj effektivitet, høj hastighed og højt drejningsmoment. Samtidig kan NdFeB-magneter i robottens sensor bruges som kernekomponenten i den magnetiske sensor til at detektere og måle magnetfeltinformationen omkring robotten.
2. Anvendelse af permanentmagnet robotter
2.1. Anvendelse af humanoide robotter
Disse nye felter af humanoide robotter kræver magnetiske komponenter for at realisere funktioner såsom spændingskonvertering og EMC-filtrering. Maxim Technology sagde, at humanoide robotter har brug for magnetiske komponenter for at udføre disse vigtige opgaver. Derudover bruges magnetiske komponenter også i humanoide robotter til at drive motorer og give strøm til robotternes bevægelse. Med hensyn til sensorsystemer kan magnetiske komponenter nøjagtigt registrere det omgivende miljø og danne grundlag for robottens beslutningstagning. Med hensyn til bevægelseskontrol kan magnetiske komponenter sikre robottens præcise og stabile bevægelser, give tilstrækkeligt drejningsmoment og kraft og gøre humanoide robotter i stand til at udføre forskellige komplekse bevægelsesopgaver. For eksempel, når man bærer tunge genstande, kan et stærkt drejningsmoment sikre, at robotten stabilt kan gribe og flytte genstande.
2.2. Anvendelse af ledmotorer
De permanente magnetkomponenter i den magnetiske rotor til robottens ledmotor omfatter en roterende mekanisme og en holdemekanisme. Den roterende ring i den roterende mekanisme er forbundet med monteringsrøret gennem en støtteplade, og den ydre overflade er forsynet med en første monteringsrille til montering af den første magnetiske komponent, og en varmeafledningskomponent er også tilvejebragt for at forbedre varmeafledningseffektiviteten . Holderingen i holdemekanismen er forsynet med en anden monteringsrille til montering af den anden magnetiske komponent. Når den er i brug, kan holdemekanismen bekvemt sættes inde i det eksisterende ledmotorhus gennem holderingen, og den roterende mekanisme kan indstilles på den eksisterende ledmotorrotor gennem monteringsrøret, og monteringsrøret er fastgjort og begrænset af holdehul. Varmeafledningsrillen øger kontaktarealet med den indvendige overfladevæg af det eksisterende samlingsmotorhus, således at holderingen effektivt kan overføre den absorberede varme til motorhuset og derved forbedre varmeafledningseffektiviteten. Når monteringsrøret roterer med rotoren, kan det drive den roterende ring til at rotere gennem støttepladen. Den roterende ring accelererer varmeafgivelsen gennem den første køleplade og den anden køleplade fastgjort på den ene side af den varmeledende strimmel. Samtidig kan luftstrømmen, der genereres af rotationen af motorrotoren, accelerere varmeudledningen inde i motoren gennem varmeafledningsporten, hvilket opretholder det normale driftsmiljø for den første magnetiske blok og den anden magnetiske blok. Desuden er den første forbindelsesblok og den anden forbindelsesblok bekvemme til installation og udskiftning af det tilsvarende første L-formede sæde eller det andet L-formede sæde, således at den første magnetiske blok og den anden magnetiske blok bekvemt kan installeres og udskiftes i henhold til den faktiske brugssituation.
2.3. Mikrorobotapplikation
Ved at magnetisere mikrorobotten kan den vende og bevæge sig fleksibelt i et komplekst miljø. For eksempel kombinerede forskere ved Beijing Institute of Technology NdFeB-partikler med bløde silikone PDMS-materialer for at lave en mikroblød robot og dækkede overfladen med et biokompatibelt hydrogellag, hvilket overvandt adhæsionen mellem mikroobjektet og den bløde spids af robotten, hvilket reducerede friktionen mellem mikrorobotten og substratet og reducere skader på biologiske mål. Det magnetiske drivsystem består af et par lodrette elektromagneter. Mikrorobotten drejer og vibrerer i henhold til magnetfeltet. Fordi robotten er blød, kan den bøje sin krop fleksibelt og kan vende sig fleksibelt i et komplekst todelt miljø. Ikke nok med det, mikrorobotten kan også manipulere mikroobjekter. I spillet "bead moving" designet af forskerne, kan mikrorobotten styres af magnetfeltet gennem lag af labyrinter for at "flytte" målperlerne ind i målrillen. Denne opgave kan udføres på få minutter. I fremtiden planlægger forskerne at reducere størrelsen af mikrorobotten yderligere og forbedre dens kontrolnøjagtighed, hvilket beviser, at mikrorobotten har et stort potentiale for intravaskulær drift.
3. Robotkrav til magnetiske komponenter
Værdien af en enkelt magnetisk komponent i en humanoid robot er 3,52 gange større end en NdFeB-magnet. Den magnetiske komponent skal have karakteristika for stort drejningsmoment, lille magnetisk deklination, lille motorstørrelse og høje krav til magnetisk enhedsydelse. Det kan opgraderes fra et simpelt magnetisk materiale til et magnetisk komponentprodukt.
3.1. Stort moment
Drejningsmomentet for en permanent magnet synkronmotor påvirkes af flere faktorer, blandt hvilke magnetfeltstyrken er en af nøglefaktorerne. Det permanente magnetmateriale og den optimerede magnetiske kredsløbsstruktur i den magnetiske komponent kan øge magnetfeltstyrken og derved forbedre motorens drejningsmoment. For eksempel påvirker størrelsen af det magnetiske stål direkte motorens magnetiske feltstyrke. Generelt gælder det, at jo større magnetisk stål er, jo større er magnetfeltstyrken. En større magnetisk feltstyrke kan give en stærkere magnetisk kraft og derved øge motorens drejningsmoment. I humanoide robotter kræves et større drejningsmoment for at øge den bærende kapacitet for at udføre forskellige komplekse opgaver, såsom at bære tunge genstande.
3.2. Lille magnetisk deklination
En lille magnetisk deklination kan reducere bevægelsesfejl. I bevægelseskontrol af humanoide robotter er præcise bevægelser afgørende. Hvis den magnetiske deklination er for stor, vil motorens udgangsmoment være ustabilt, hvilket påvirker robottens bevægelsesnøjagtighed. Derfor kræver humanoide robotter meget små magnetiske deklinationsvinkler af magnetiske komponenter for at sikre nøjagtige bevægelser af robotten.
3.3. Lille motorstørrelse
Designet af humanoide robotter skal normalt tage højde for pladsbegrænsninger, så motorstørrelsen af den magnetiske komponent skal være lille. Gennem fornuftigt viklingsdesign, optimering af magnetisk kredsløbsstruktur og valg af akseldiameter kan motorens drejningsmomenttæthed forbedres, hvorved der opnås større drejningsmomentudgang, mens størrelsen af motoren reduceres. Dette kan gøre robottens struktur mere kompakt og forbedre robottens fleksibilitet og tilpasningsevne.
3.4. Høje krav til magnetisk ydeevne
De magnetiske materialer, der bruges i humanoide robotter, skal have høj magnetisk ydeevne. Dette skyldes, at humanoide robotter skal opnå effektiv energiomdannelse og bevægelseskontrol på et begrænset rum. Magnetiske komponenter med høj enhedsmagnetisk ydeevne kan give stærkere magnetfeltkraft, hvilket gør, at motoren har højere effektivitet og ydeevne. Samtidig kan høj enhedsmagnetisk ydeevne også reducere størrelsen og vægten af den magnetiske komponent, hvilket opfylder kravene fra humanoide robotter til letvægt.
4. Fremtidig udvikling
Magnetiske komponenter har vist fremragende værdi på mange områder på grund af deres unikke ydeevne, og deres udviklingsmuligheder er lyse. På det industrielle område er det et nøglehjælpemiddel til præcis robotpositionering, effektiv navigation, stærk fastspænding og adsorption, effektiv rengøring og detektering og præcis motorstyring. Det er uundværligt i forskellige typer robotter såsom humanoide robotter, ledmotorer og mikrorobotter. Med den fortsatte udvidelse af markedsefterspørgslen stiger kravene til højtydende magnetiske komponenter også. Virksomheder skal løbende forbedre produktkvaliteten og det tekniske niveau i udviklingsprocessen for at skabe magnetiske komponentprodukter med højere ydeevne og mere pålidelig kvalitet. Markedsefterspørgsel og teknologiske reformer vil yderligere fremme den magnetiske komponentindustri mod en bredere fremtid.
Indlægstid: 19. november 2024
