1. Magneettisten komponenttien rooli roboteissa
1.1. Tarkka paikannus
Robottijärjestelmissä magneettisia antureita käytetään laajalti. Esimerkiksi joissakin teollisuusroboteissa sisäänrakennetut magneettianturit voivat havaita muutokset ympäröivässä magneettikentässä reaaliajassa. Tämä tunnistus voi määrittää tarkasti robotin sijainnin ja suunnan kolmiulotteisessa avaruudessa millimetrin tarkkuudella. Asiaankuuluvien tietotilastojen mukaan magneettisensorien sijoittamien robottien paikannusvirhe on yleensä sisällä±5 mm, mikä antaa roboteille luotettavan takuun erittäin tarkkojen tehtävien suorittamisesta monimutkaisissa ympäristöissä.
1.2. Tehokas navigointi
Maassa olevat magneettinauhat tai magneettimerkit toimivat navigointipoluina ja niillä on tärkeä rooli esimerkiksi automaattisessa varastoinnissa, logistiikassa ja tuotantolinjoissa. Esimerkkinä älykkäistä käsittelyroboteista voidaan todeta, että magneettinauhanavigoinnin käyttötekniikka on suhteellisen kypsää, edullista ja tarkkaa ja luotettavaa paikannuksessa. Kun magneettinauhat on asetettu käyttölinjalle, älykäs robotti voi saada virheen itse koneen ja kohteen seurantapolun välillä polulla olevan sähkömagneettisen kentän datasignaalin kautta ja suorittaa koneen kuljetuksen navigointityöt tarkalla ja järkevällä laskennalla ja mittaus. Lisäksi magneettinen kynsinavigointi on myös yleinen navigointimenetelmä. Sen käyttöperiaate on löytää ajopolku navigointianturin magneettinaulasta vastaanottaman magneettisen datasignaalin perusteella. Magneettinaulojen välinen etäisyys ei saa olla liian suuri. Kahden magneettinaulan välissä käsittelyrobotti on kooderilaskennan tilassa.
1.3. Vahva puristusadsorptio
Robotin varustaminen magneettikiinnikkeillä voi parantaa huomattavasti robotin toimintakykyä. Esimerkiksi hollantilainen GOUDSMIT-magneettipuristin voidaan asentaa helposti tuotantolinjalle ja se pystyy käsittelemään turvallisesti ferromagneettisia tuotteita, joiden nostokapasiteetti on enintään 600 kg. OnRobotin markkinoille tuomassa MG10-magneettitarraimessa on ohjelmoitava voima, ja se on varustettu sisäänrakennetuilla puristimilla ja osien tunnistusantureilla valmistus-, auto- ja ilmailualalle. Nämä magneettiset puristimet voivat puristaa melkein minkä tahansa muotoisia tai muotoisia rautapitoisia työkappaleita, ja vain pieni kosketuspinta vaaditaan vahvan puristusvoiman saavuttamiseksi.
1.4. Tehokas puhdistuksen tunnistus
Siivousrobotti voi puhdistaa tehokkaasti metallisirpaleita tai muita pieniä esineitä maassa magneettisen adsorption avulla. Esimerkiksi adsorptiopuhdistusrobotti on varustettu viuhkamaisessa aukossa sähkömagneetilla, joka toimii yhteistyössä iskunsäätökytkimen kanssa niin, että kun viuhkamainen rako tulee ennalta määrätylle alueelle, sähkömagneetti sammuu, jolloin metallijäte osat putoavat keräysaukkoon, ja viuhkamaisen raon pohjassa on ohjausrakenne jätenesteen keräämiseksi. Samanaikaisesti magneettisia antureita voidaan käyttää myös metalliesineiden havaitsemiseen maassa, mikä auttaa robottia sopeutumaan paremmin ympäristöön ja reagoimaan sen mukaisesti.
1.5. Tarkka moottorin ohjaus
Tasavirta- ja askelmoottoreiden kaltaisissa järjestelmissä magneettikentän ja moottorin välinen vuorovaikutus on ratkaisevan tärkeää. Kun otetaan esimerkiksi NdFeB-magneettiset materiaalit, sillä on korkea magneettinen energiatuote ja se voi tarjota vahvan magneettikentän voiman, joten robottimoottorilla on korkea hyötysuhde, suuri nopeus ja suuri vääntömomentti. Esimerkiksi yksi Zhongke Sanhuanin robottien alalla käyttämistä materiaaleista on NdFeB. Robotin moottorissa NdFeB-magneetteja voidaan käyttää moottorin kestomagneetteina antamaan vahva magneettikenttävoima, jotta moottorilla on korkea hyötysuhde, suuri nopeus ja suuri vääntömomentti. Samaan aikaan robotin anturissa NdFeB-magneetteja voidaan käyttää magneettisen anturin ydinkomponenttina havaitsemaan ja mittaamaan robotin ympärillä olevia magneettikenttätietoja.
2. Kestomagneettirobottien käyttö
2.1. Humanoidirobottien käyttö
Nämä humanoidirobottien kehittyvät kentät vaativat magneettisia komponentteja toteuttaakseen toimintoja, kuten jännitteen muunnos ja EMC-suodatus. Maxim Technology sanoi, että humanoidirobotit tarvitsevat magneettisia komponentteja suorittaakseen nämä tärkeät tehtävät. Lisäksi humanoidiroboteissa käytetään magneettisia komponentteja moottoreiden ohjaamiseen ja tehon antamiseen robottien liikkeisiin. Anturijärjestelmien osalta magneettiset komponentit voivat aistia tarkasti ympäröivän ympäristön ja muodostaa pohjan robotin päätöksenteolle. Liikkeenohjauksen kannalta magneettikomponentit voivat varmistaa robotin tarkat ja vakaat liikkeet, tarjota riittävän vääntömomentin ja tehon sekä mahdollistaa humanoidirobottien suorittamisen erilaisissa monimutkaisissa liiketehtävissä. Esimerkiksi raskaita esineitä kuljetettaessa voimakas vääntömomentti voi varmistaa, että robotti voi tarttua ja liikuttaa esineitä vakaasti.
2.2. Nivelmoottorien käyttö
Robotin nivelmoottorin magneettiroottorin kestomagneettikomponentit sisältävät pyörivän mekanismin ja kiinnitysmekanismin. Pyörimismekanismin pyörivä rengas on liitetty asennusputkeen tukilevyn kautta, ja ulkopinnassa on ensimmäinen asennusura ensimmäisen magneettikomponentin asentamista varten, ja lämmönpoistokomponentti on myös järjestetty parantamaan lämmönpoistotehokkuutta. . Kiinnitysmekanismissa oleva kiinnitysrengas on varustettu toisella asennusuralla toisen magneettikomponentin asentamista varten. Käytössä kiinnitysmekanismi voidaan asettaa kätevästi olemassa olevan nivelmoottorin kotelon sisään kiinnitysrenkaan kautta, ja pyörivä mekanismi voidaan asettaa olemassa olevaan nivelmoottorin roottoriin asennusputken kautta, ja asennusputki on kiinnitetty ja rajoitettu kiinnitysreikä. Lämmönpoistoura lisää kosketuspinta-alaa olemassa olevan liitoksen moottorin kotelon sisäpinnan seinämän kanssa siten, että pidätysrengas voi siirtää absorboituneen lämmön tehokkaasti moottorin koteloon, mikä parantaa lämmönpoiston tehokkuutta. Kun asennusputki pyörii roottorin mukana, se voi käyttää pyörivää rengasta pyörimään tukilevyn läpi. Pyörivä rengas nopeuttaa lämmön poistumista ensimmäisen jäähdytyselementin ja toisen jäähdytyselementin läpi, joka on kiinnitetty lämpöä johtavan nauhan toiselle puolelle. Samaan aikaan moottorin roottorin pyörimisen synnyttämä virtausilmavirta voi nopeuttaa lämmön purkamista moottorin sisällä lämmönpoistoportin kautta, mikä ylläpitää ensimmäisen magneettilohkon ja toisen magneettilohkon normaalia toimintaympäristöä. Lisäksi ensimmäinen liitäntälohko ja toinen liitäntälohko ovat käteviä vastaavan ensimmäisen L-muotoisen istuimen tai toisen L-muotoisen istuimen asentamiseen ja vaihtamiseen, jotta ensimmäinen magneettilohko ja toinen magneettilohko voidaan asentaa kätevästi ja vaihdetaan todellisen käyttötilanteen mukaan.
2.3. Mikrorobottisovellus
Magnetoimalla mikrorobotti se voi kääntyä ja liikkua joustavasti monimutkaisessa ympäristössä. Esimerkiksi Beijing Institute of Technologyn tutkijat yhdistivät NdFeB-hiukkasia pehmeiden silikoni-PDMS-materiaalien kanssa tehdäkseen mikropehmeän robotin ja peittivät pinnan biologisesti yhteensopivalla hydrogeelikerroksella, mikä ylitti mikroobjektin ja robotin pehmeän kärjen välisen tarttuvuuden, mikä vähentää. kitkaa mikrorobotin ja alustan välillä ja vähentää vaurioita biologisille kohteille. Magneettinen käyttöjärjestelmä koostuu kahdesta pystysuuntaisesta sähkömagneetista. Mikrorobotti pyörii ja värähtelee magneettikentän mukaan. Koska robotti on pehmeä, se voi joustavasti taivuttaa kehoaan ja kääntyä joustavasti monimutkaisessa kaksihaaraisessa ympäristössä. Sen lisäksi, että mikrorobotti voi myös käsitellä mikroesineitä. Tutkijoiden suunnittelemassa "helmien siirto" -pelissä mikrorobottia voidaan ohjata magneettikentällä sokkelokerrosten läpi, jolloin kohdehelmet "siirretään" kohdeuraan. Tämä tehtävä voidaan suorittaa muutamassa minuutissa. Tulevaisuudessa tutkijat aikovat pienentää mikrorobotin kokoa entisestään ja parantaa sen ohjaustarkkuutta, mikä osoittaa, että mikrorobotilla on suuret mahdollisuudet suonensisäiseen toimintaan.
3. Robottivaatimukset magneettisille komponenteille
Humanoidirobotin yhden magneettisen komponentin arvo on 3,52 kertaa NdFeB-magneetin arvo. Magneettisella komponentilla on oltava suuri vääntömomentti, pieni magneettinen poikkeama, pieni moottorikoko ja korkeat yksikön magneettisen suorituskyvyn vaatimukset. Se voidaan päivittää yksinkertaisesta magneettimateriaalista magneettikomponenttituotteeksi.
3.1. Suuri vääntömomentti
Kestomagneettisynkronimoottorin vääntömomenttiin vaikuttavat useat tekijät, joista magneettikentän voimakkuus on yksi avaintekijöistä. Kestomagneettimateriaali ja optimoitu magneettisen piirin rakenne magneettikomponentissa voivat lisätä magneettikentän voimakkuutta, mikä parantaa moottorin vääntömomenttia. Esimerkiksi magneettiteräksen koko vaikuttaa suoraan moottorin magneettikentän voimakkuuteen. Yleensä mitä suurempi magneettinen teräs on, sitä suurempi on magneettikentän voimakkuus. Suurempi magneettikentän voimakkuus voi tarjota vahvemman magneettivoiman, mikä lisää moottorin vääntömomenttia. Humanoidiroboteissa tarvitaan suurempaa vääntömomenttia kantokyvyn lisäämiseksi erilaisten monimutkaisten tehtävien suorittamiseen, kuten raskaiden esineiden kuljettamiseen.
3.2. Pieni magneettinen deklinaatio
Pieni magneettinen deklinaatio voi vähentää liikevirheitä. Humanoidirobottien liikkeenohjauksessa tarkat liikkeet ovat ratkaisevan tärkeitä. Jos magneettinen deklinaatio on liian suuri, moottorin ulostulomomentti on epävakaa, mikä vaikuttaa robotin liikkeen tarkkuuteen. Siksi humanoidirobotit vaativat erittäin pieniä magneettisten komponenttien magneettisia deklinaatiokulmia robotin tarkan liikkeen varmistamiseksi.
3.3. Pieni moottorin koko
Humanoidirobottien suunnittelussa on yleensä otettava huomioon tilarajoitukset, joten magneettikomponentin moottorin koon on oltava pieni. Kohtuullisen käämisuunnittelun, magneettipiirin rakenteen optimoinnin ja akselin halkaisijan valinnan avulla voidaan parantaa moottorin vääntömomenttitiheyttä, jolloin saavutetaan suurempi vääntömomentti ja samalla moottorin koko pienenee. Tämä voi tehdä robotin rakenteesta kompaktimman ja parantaa robotin joustavuutta ja sopeutumiskykyä.
3.4. Korkeat yksikön magneettisen suorituskyvyn vaatimukset
Humanoidiroboteissa käytetyillä magneettisilla materiaaleilla on oltava korkea yksikkömagneettinen suorituskyky. Tämä johtuu siitä, että humanoidirobottien on saavutettava tehokas energian muunnos ja liikkeenhallinta rajoitetussa tilassa. Magneettiset komponentit, joilla on korkea yksikkömagneettinen suorituskyky, voivat tarjota vahvemman magneettikentän voiman, mikä tekee moottorista paremman hyötysuhteen ja suorituskyvyn. Samaan aikaan korkea yksikön magneettinen suorituskyky voi myös vähentää magneettisen komponentin kokoa ja painoa, mikä täyttää humanoidirobottien vaatimukset kevyelle painolle.
4. Tuleva kehitys
Magneettiset komponentit ovat osoittaneet erinomaista arvoa monilla aloilla ainutlaatuisen suorituskyvynsä ansiosta, ja niiden kehitysnäkymät ovat valoisat. Teollisuusalalla se on keskeinen apu robotin tarkkaan paikannukseen, tehokkaaseen navigointiin, vahvaan kiinnitykseen ja adsorptioon, tehokkaaseen puhdistukseen ja havaitsemiseen sekä tarkkaan moottorin ohjaukseen. Se on välttämätön erilaisissa roboteissa, kuten humanoidiroboteissa, nivelmoottoreissa ja mikroroboteissa. Markkinoiden kysynnän jatkuvan kasvun myötä myös suorituskykyisten magneettikomponenttien vaatimukset kasvavat. Yritysten on jatkuvasti parannettava tuotteiden laatua ja teknistä tasoa kehitysprosessissa luodakseen magneettikomponenttituotteita, joilla on parempi suorituskyky ja luotettavampi laatu. Markkinoiden kysyntä ja teknologiset uudistukset edistävät edelleen magneettikomponenttiteollisuutta kohti laajempaa tulevaisuutta.
Postitusaika: 19.11.2024
