1. El papel de los componentes magnéticos en los robots.
1.1. Posicionamiento preciso
En los sistemas robóticos se utilizan ampliamente sensores magnéticos. Por ejemplo, en algunos robots industriales, los sensores magnéticos incorporados pueden detectar cambios en el campo magnético circundante en tiempo real. Esta detección puede determinar con precisión la posición y dirección del robot en un espacio tridimensional, con una precisión de milímetros. Según las estadísticas de datos relevantes, el error de posicionamiento de los robots posicionados mediante sensores magnéticos suele estar dentro de±5 mm, lo que proporciona una garantía confiable para que los robots realicen tareas de alta precisión en entornos complejos.
1.2. Navegación eficiente
Las bandas magnéticas o marcadores magnéticos en el suelo sirven como rutas de navegación y desempeñan un papel importante en escenarios como el almacenamiento automatizado, la logística y las líneas de producción. Tomando como ejemplo los robots de manipulación inteligentes, la tecnología que utiliza la navegación por banda magnética es relativamente madura, de bajo costo y precisa y confiable en el posicionamiento. Después de colocar tiras magnéticas en la línea de operación, el robot inteligente puede obtener el error entre la máquina misma y la ruta de seguimiento del objetivo a través de la señal de datos del campo electromagnético en la ruta, y completar el trabajo de navegación del transporte de la máquina mediante cálculos precisos y razonables. medición. Además, la navegación con uñas magnéticas también es un método de navegación común. Su principio de aplicación es encontrar la ruta de conducción basándose en la señal de datos magnéticos recibida por el sensor de navegación desde el clavo magnético. La distancia entre los clavos magnéticos no puede ser demasiado grande. Cuando esté entre dos clavos magnéticos, el robot de manipulación estará en el estado de cálculo del codificador.
1.3. Fuerte adsorción de sujeción
Equipar el robot con abrazaderas magnéticas puede mejorar en gran medida la capacidad operativa del robot. Por ejemplo, la abrazadera magnética holandesa GOUDSMIT se puede instalar fácilmente en la línea de producción y puede manipular de forma segura productos ferromagnéticos con una capacidad de elevación máxima de 600 kg. La pinza magnética MG10 lanzada por OnRobot tiene fuerza programable y está equipada con abrazaderas integradas y sensores de detección de piezas para los campos de fabricación, automoción y aeroespacial. Estas abrazaderas magnéticas pueden sujetar casi cualquier forma de piezas de trabajo ferrosas, y solo se requiere una pequeña área de contacto para lograr una fuerte fuerza de sujeción.
1.4. Detección de limpieza efectiva
El robot de limpieza puede limpiar eficazmente fragmentos de metal u otros objetos pequeños en el suelo mediante adsorción magnética. Por ejemplo, un robot de limpieza por adsorción está equipado con un electroimán en la ranura en forma de abanico para cooperar con el interruptor de control de carrera, de modo que cuando la ranura en forma de abanico entra en el área predeterminada, el electroimán se apaga, de modo que los residuos metálicos las piezas caen en la ranura de recolección y se proporciona una estructura de desviación en la parte inferior de la ranura en forma de abanico para recolectar el líquido residual. Al mismo tiempo, los sensores magnéticos también se pueden utilizar para detectar objetos metálicos en el suelo, lo que ayuda al robot a adaptarse mejor al entorno y responder en consecuencia.
1.5. Control de motores de precisión
En sistemas como motores CC y motores paso a paso, la interacción entre el campo magnético y el motor es crucial. Tomando como ejemplo los materiales magnéticos NdFeB, tiene un producto de alta energía magnética y puede proporcionar una fuerte fuerza de campo magnético, de modo que el motor del robot tiene las características de alta eficiencia, alta velocidad y alto par. Por ejemplo, uno de los materiales utilizados por Zhongke Sanhuan en el campo de los robots es el NdFeB. En el motor del robot, los imanes NdFeB se pueden utilizar como imanes permanentes del motor para proporcionar una fuerte fuerza de campo magnético, de modo que el motor tenga las características de alta eficiencia, alta velocidad y alto par. Al mismo tiempo, en el sensor del robot, los imanes de NdFeB se pueden utilizar como componente central del sensor magnético para detectar y medir la información del campo magnético alrededor del robot.
2. Aplicación de robots de imanes permanentes.
2.1. Aplicación de robots humanoides.
Estos campos emergentes de robots humanoides requieren componentes magnéticos para realizar funciones como la conversión de voltaje y el filtrado EMC. Maxim Technology dijo que los robots humanoides necesitan componentes magnéticos para completar estas importantes tareas. Además, los componentes magnéticos también se utilizan en robots humanoides para accionar motores y proporcionar energía para el movimiento de los robots. En términos de sistemas de detección, los componentes magnéticos pueden detectar con precisión el entorno circundante y proporcionar una base para la toma de decisiones del robot. En términos de control de movimiento, los componentes magnéticos pueden garantizar los movimientos precisos y estables del robot, proporcionar suficiente par y potencia y permitir que los robots humanoides completen diversas tareas de movimiento complejas. Por ejemplo, al transportar objetos pesados, un par fuerte puede garantizar que el robot pueda agarrar y mover objetos de manera estable.
2.2. Aplicación de motores conjuntos.
Los componentes magnéticos permanentes del rotor magnético para el motor conjunto del robot incluyen un mecanismo giratorio y un mecanismo de retención. El anillo giratorio en el mecanismo giratorio está conectado al tubo de montaje a través de una placa de soporte, y la superficie exterior está provista de una primera ranura de montaje para montar el primer componente magnético, y también está provisto un componente de disipación de calor para mejorar la eficiencia de disipación de calor. . El anillo de retención en el mecanismo de retención está provisto de una segunda ranura de montaje para montar el segundo componente magnético. Cuando está en uso, el mecanismo de retención se puede colocar convenientemente dentro de la carcasa del motor de articulación existente a través del anillo de retención, y el mecanismo giratorio se puede colocar en el rotor del motor de articulación existente a través del tubo de montaje, y el tubo de montaje se fija y restringe mediante el agujero de retención. La ranura de disipación de calor aumenta el área de contacto con la pared de la superficie interior de la carcasa del motor conjunta existente, de modo que el anillo de retención puede transferir eficientemente el calor absorbido a la carcasa del motor, mejorando así la eficiencia de disipación de calor. Cuando el tubo de montaje gira con el rotor, puede hacer que el anillo giratorio gire a través de la placa de soporte. El anillo giratorio acelera la disipación de calor a través del primer disipador de calor y el segundo disipador de calor fijados en un lado de la tira conductora de calor. Al mismo tiempo, el flujo de aire generado por la rotación del rotor del motor puede acelerar la descarga de calor dentro del motor a través del puerto de disipación de calor, manteniendo el entorno operativo normal del primer bloque magnético y del segundo bloque magnético. Además, el primer bloque de conexión y el segundo bloque de conexión son convenientes para la instalación y sustitución del primer asiento en forma de L correspondiente o del segundo asiento en forma de L, de modo que el primer bloque magnético y el segundo bloque magnético se pueden instalar y reemplazado según la situación de uso real.
2.3. Aplicación de microrobot
Al magnetizar el microrobot, puede girar y moverse con flexibilidad en un entorno complejo. Por ejemplo, investigadores del Instituto de Tecnología de Beijing combinaron partículas de NdFeB con materiales PDMS de silicona blanda para crear un robot microblando y cubrieron la superficie con una capa de hidrogel biocompatible, superando la adhesión entre el microobjeto y la punta blanda del robot, reduciendo la fricción entre el microrobot y el sustrato, y reducir el daño a los objetivos biológicos. El sistema de accionamiento magnético consta de un par de electroimanes verticales. El microrobot gira y vibra según el campo magnético. Debido a que el robot es blando, puede doblar su cuerpo con flexibilidad y girar con flexibilidad en un entorno bifurcado complejo. No sólo eso, el microrobot también puede manipular microobjetos. En el juego de “movimiento de cuentas” diseñado por los investigadores, el microrobot puede ser controlado por el campo magnético, a través de capas de laberintos para “mover” las cuentas objetivo hacia la ranura del objetivo. Esta tarea se puede completar en solo unos minutos. En el futuro, los investigadores planean reducir aún más el tamaño del microrobot y mejorar su precisión de control, lo que demuestra que el microrobot tiene un gran potencial para la operación intravascular.
3. Requisitos del robot para componentes magnéticos.
El valor de un único componente magnético de un robot humanoide es 3,52 veces mayor que el de un imán de NdFeB. Se requiere que el componente magnético tenga las características de alto par, pequeña declinación magnética, tamaño de motor pequeño y requisitos de alto rendimiento magnético unitario. Puede actualizarse desde un simple material magnético hasta un producto con componentes magnéticos.
3.1. Gran par
El par de un motor síncrono de imán permanente se ve afectado por múltiples factores, entre los cuales la intensidad del campo magnético es uno de los factores clave. El material del imán permanente y la estructura optimizada del circuito magnético en el componente magnético pueden aumentar la intensidad del campo magnético, mejorando así la salida de par del motor. Por ejemplo, el tamaño del acero magnético afecta directamente la intensidad del campo magnético del motor. Generalmente, cuanto mayor sea el acero magnético, mayor será la intensidad del campo magnético. Una intensidad de campo magnético mayor puede proporcionar una fuerza magnética más fuerte, aumentando así la salida de par del motor. En los robots humanoides, se requiere un par mayor para aumentar la capacidad de carga para completar diversas tareas complejas, como transportar objetos pesados.
3.2. Pequeña declinación magnética
Una pequeña declinación magnética puede reducir los errores de movimiento. En el control de movimiento de robots humanoides, los movimientos precisos son cruciales. Si la declinación magnética es demasiado grande, el par de salida del motor será inestable, afectando así la precisión del movimiento del robot. Por lo tanto, los robots humanoides requieren ángulos de declinación magnética muy pequeños de los componentes magnéticos para garantizar movimientos precisos del robot.
3.3. Tamaño de motor pequeño
El diseño de robots humanoides generalmente debe considerar limitaciones de espacio, por lo que se requiere que el tamaño del motor del componente magnético sea pequeño. Mediante un diseño razonable del devanado, la optimización de la estructura del circuito magnético y la selección del diámetro del eje, se puede mejorar la densidad de par del motor, logrando así una mayor salida de par y reduciendo al mismo tiempo el tamaño del motor. Esto puede hacer que la estructura del robot sea más compacta y mejorar la flexibilidad y adaptabilidad del robot.
3.4. Altos requisitos de rendimiento magnético de la unidad
Los materiales magnéticos utilizados en los robots humanoides deben tener un alto rendimiento magnético unitario. Esto se debe a que los robots humanoides necesitan lograr una conversión de energía y un control de movimiento eficientes en un espacio limitado. Los componentes magnéticos con un alto rendimiento magnético unitario pueden proporcionar una fuerza de campo magnético más fuerte, lo que hace que el motor tenga mayor eficiencia y rendimiento. Al mismo tiempo, el alto rendimiento magnético de la unidad también puede reducir el tamaño y el peso del componente magnético, cumpliendo con los requisitos de peso ligero de los robots humanoides.
4. Desarrollo futuro
Los componentes magnéticos han demostrado un valor excelente en muchos campos debido a su rendimiento único y sus perspectivas de desarrollo son brillantes. En el campo industrial, es una ayuda clave para el posicionamiento preciso del robot, navegación eficiente, fuerte sujeción y adsorción, limpieza y detección efectivas y control preciso del motor. Es indispensable en diferentes tipos de robots, como robots humanoides, motores articulares y microrobots. Con la continua expansión de la demanda del mercado, también aumentan los requisitos para componentes magnéticos de alto rendimiento. Las empresas necesitan mejorar continuamente la calidad del producto y el nivel técnico en el proceso de desarrollo para crear productos de componentes magnéticos con mayor rendimiento y calidad más confiable. La demanda del mercado y las reformas tecnológicas promoverán aún más la industria de componentes magnéticos hacia un futuro más amplio.
Hora de publicación: 19-nov-2024
