1. Le rôle des composants magnétiques dans les robots
1.1. Positionnement précis
Dans les systèmes robotisés, les capteurs magnétiques sont largement utilisés. Par exemple, dans certains robots industriels, les capteurs magnétiques intégrés peuvent détecter en temps réel les changements dans le champ magnétique environnant. Cette détection permet de déterminer avec précision la position et la direction du robot dans un espace tridimensionnel, avec une précision au millimètre près. Selon les statistiques de données pertinentes, l'erreur de positionnement des robots positionnés par des capteurs magnétiques est généralement comprise entre±5 mm, ce qui offre une garantie fiable aux robots pour effectuer des tâches de haute précision dans des environnements complexes.
1.2. Navigation efficace
Les bandes magnétiques ou les marqueurs magnétiques au sol servent de chemins de navigation et jouent un rôle important dans des scènes telles que l'entreposage automatisé, la logistique et les lignes de production. En prenant comme exemple les robots de manipulation intelligents, la technologie d'utilisation de la navigation par bande magnétique est relativement mature, peu coûteuse et précise et fiable en termes de positionnement. Après avoir posé des bandes magnétiques sur la ligne de commande, le robot intelligent peut obtenir l'erreur entre la machine elle-même et le chemin de suivi de la cible grâce au signal de données de champ électromagnétique sur le chemin, et terminer le travail de navigation du transport de la machine grâce à un calcul et un calcul précis et raisonnables. mesures. De plus, la navigation par clous magnétiques est également une méthode de navigation courante. Son principe d'application est de trouver le chemin de conduite sur la base du signal de données magnétiques reçu par le capteur de navigation du clou magnétique. La distance entre les clous magnétiques ne peut pas être trop grande. Entre deux clous magnétiques, le robot de manutention sera en état de calcul d'encodeur.
1.3. Forte adsorption de serrage
Équiper le robot de pinces magnétiques peut améliorer considérablement la capacité opérationnelle du robot. Par exemple, la pince magnétique néerlandaise GOUDSMIT peut être facilement installée dans la ligne de production et peut manipuler en toute sécurité des produits ferromagnétiques avec une capacité de levage maximale de 600 kg. La pince magnétique MG10 lancée par OnRobot a une force programmable et est équipée de pinces intégrées et de capteurs de détection de pièces pour les domaines de la fabrication, de l'automobile et de l'aérospatiale. Ces pinces magnétiques peuvent serrer presque toutes les formes de pièces ferreuses, et seule une petite zone de contact est nécessaire pour obtenir une force de serrage élevée.
1.4. Détection efficace du nettoyage
Le robot de nettoyage peut nettoyer efficacement les fragments métalliques ou autres petits objets au sol par adsorption magnétique. Par exemple, un robot de nettoyage par adsorption est équipé d'un électro-aimant dans la fente en forme d'éventail pour coopérer avec le commutateur de commande de course, de sorte que lorsque la fente en forme d'éventail pénètre dans la zone prédéterminée, l'électro-aimant est mis hors tension, de sorte que les déchets métalliques les pièces tombent dans la fente de collecte et une structure de dérivation est prévue au fond de la fente en forme d'éventail pour collecter les déchets liquides. Dans le même temps, des capteurs magnétiques peuvent également être utilisés pour détecter des objets métalliques au sol, aidant ainsi le robot à mieux s'adapter à l'environnement et à réagir en conséquence.
1.5. Contrôle moteur de précision
Dans les systèmes tels que les moteurs à courant continu et les moteurs pas à pas, l'interaction entre le champ magnétique et le moteur est cruciale. En prenant les matériaux magnétiques NdFeB comme exemple, ils ont un produit à énergie magnétique élevée et peuvent fournir une forte force de champ magnétique, de sorte que le moteur du robot présente les caractéristiques d'un rendement élevé, d'une vitesse élevée et d'un couple élevé. Par exemple, l'un des matériaux utilisés par Zhongke Sanhuan dans le domaine des robots est le NdFeB. Dans le moteur du robot, les aimants NdFeB peuvent être utilisés comme aimants permanents du moteur pour fournir une forte force de champ magnétique, de sorte que le moteur présente les caractéristiques d'un rendement élevé, d'une vitesse élevée et d'un couple élevé. Dans le même temps, dans le capteur du robot, les aimants NdFeB peuvent être utilisés comme composant central du capteur magnétique pour détecter et mesurer les informations sur le champ magnétique autour du robot.
2. Application des robots à aimant permanent
2.1. Application des robots humanoïdes
Ces domaines émergents de robots humanoïdes nécessitent des composants magnétiques pour réaliser des fonctions telles que la conversion de tension et le filtrage CEM. Maxim Technology a déclaré que les robots humanoïdes ont besoin de composants magnétiques pour accomplir ces tâches importantes. De plus, les composants magnétiques sont également utilisés dans les robots humanoïdes pour entraîner des moteurs et fournir l’énergie nécessaire au mouvement des robots. En termes de systèmes de détection, les composants magnétiques peuvent détecter avec précision l'environnement environnant et servir de base à la prise de décision du robot. En termes de contrôle de mouvement, les composants magnétiques peuvent garantir les mouvements précis et stables du robot, fournir un couple et une puissance suffisants et permettre aux robots humanoïdes d'effectuer diverses tâches de mouvement complexes. Par exemple, lors du transport d'objets lourds, un couple élevé peut garantir que le robot peut saisir et déplacer des objets de manière stable.
2.2. Application des moteurs communs
Les composants à aimant permanent du rotor magnétique pour le moteur commun du robot comprennent un mécanisme de rotation et un mécanisme de retenue. L'anneau rotatif dans le mécanisme rotatif est relié au tube de montage par l'intermédiaire d'une plaque de support, et la surface externe est dotée d'une première rainure de montage pour monter le premier composant magnétique, et un composant de dissipation thermique est également prévu pour améliorer l'efficacité de dissipation thermique. . La bague de retenue dans le mécanisme de retenue est dotée d'une seconde rainure de montage pour monter le deuxième composant magnétique. Lors de l'utilisation, le mécanisme de retenue peut être facilement placé à l'intérieur du boîtier de moteur commun existant à travers la bague de retenue, et le mécanisme de rotation peut être réglé sur le rotor de moteur commun existant à travers le tube de montage, et le tube de montage est fixé et limité par le trou de retenue. La rainure de dissipation thermique augmente la zone de contact avec la paroi de surface interne du boîtier de moteur commun existant, de sorte que la bague de retenue puisse transférer efficacement la chaleur absorbée au boîtier de moteur, améliorant ainsi l'efficacité de dissipation thermique. Lorsque le tube de montage tourne avec le rotor, il peut entraîner la bague rotative à tourner à travers la plaque de support. L'anneau rotatif accélère la dissipation de chaleur à travers le premier dissipateur thermique et le second dissipateur thermique fixés sur un côté de la bande conductrice de chaleur. Dans le même temps, le flux d'air généré par la rotation du rotor du moteur peut accélérer la décharge de chaleur à l'intérieur du moteur via l'orifice de dissipation thermique, maintenant ainsi l'environnement de fonctionnement normal du premier bloc magnétique et du deuxième bloc magnétique. De plus, le premier bloc de connexion et le deuxième bloc de connexion sont pratiques pour l'installation et le remplacement du premier siège en forme de L correspondant ou du deuxième siège en forme de L, de sorte que le premier bloc magnétique et le deuxième bloc magnétique peuvent être facilement installés et Remplacé en fonction de la situation d'utilisation réelle.
2.3. Application de micro-robots
En magnétisant le microrobot, il peut tourner et se déplacer de manière flexible dans un environnement complexe. Par exemple, des chercheurs de l'Institut de technologie de Pékin ont combiné des particules de NdFeB avec des matériaux PDMS en silicone souple pour créer un micro-robot souple et ont recouvert la surface d'une couche d'hydrogel biocompatible, surmontant ainsi l'adhérence entre le micro-objet et la pointe souple du robot, réduisant ainsi l'adhérence entre le micro-objet et la pointe souple du robot. la friction entre le micro-robot et le substrat, et réduire les dommages aux cibles biologiques. Le système d'entraînement magnétique se compose d'une paire d'électro-aimants verticaux. Le micro robot tourne et vibre en fonction du champ magnétique. Parce que le robot est mou, il peut plier son corps avec flexibilité et tourner avec flexibilité dans un environnement bifurqué complexe. De plus, le micro-robot peut également manipuler des micro-objets. Dans le jeu « déplacement des billes » conçu par les chercheurs, le micro-robot peut être contrôlé par le champ magnétique, à travers des couches de labyrinthes, pour « déplacer » les billes cibles dans la rainure cible. Cette tâche peut être accomplie en quelques minutes seulement. À l’avenir, les chercheurs prévoient de réduire davantage la taille du micro-robot et d’améliorer sa précision de contrôle, ce qui prouve que le micro-robot possède un grand potentiel pour les opérations intravasculaires.
3. Exigences du robot pour les composants magnétiques
La valeur d’un seul composant magnétique d’un robot humanoïde est 3,52 fois supérieure à celle d’un aimant NdFeB. Le composant magnétique doit avoir les caractéristiques d'un couple élevé, d'une faible déclinaison magnétique, d'une petite taille de moteur et d'exigences de performances magnétiques unitaires élevées. Il peut être transformé d'un simple matériau magnétique en un produit à composants magnétiques.
3.1. Grand couple
Le couple d'un moteur synchrone à aimant permanent est affecté par plusieurs facteurs, parmi lesquels l'intensité du champ magnétique est l'un des facteurs clés. Le matériau d'aimant permanent et la structure de circuit magnétique optimisée dans le composant magnétique peuvent augmenter l'intensité du champ magnétique, améliorant ainsi le couple de sortie du moteur. Par exemple, la taille de l’acier magnétique affecte directement l’intensité du champ magnétique du moteur. Généralement, plus l’acier magnétique est gros, plus l’intensité du champ magnétique est élevée. Une intensité de champ magnétique plus grande peut fournir une force magnétique plus forte, augmentant ainsi le couple de sortie du moteur. Dans les robots humanoïdes, un couple plus important est nécessaire pour augmenter la capacité de charge afin d'accomplir diverses tâches complexes, telles que le transport d'objets lourds.
3.2. Petite déclinaison magnétique
Une petite déclinaison magnétique peut réduire les erreurs de mouvement. Dans le contrôle des mouvements des robots humanoïdes, des mouvements précis sont cruciaux. Si la déclinaison magnétique est trop importante, le couple de sortie du moteur sera instable, affectant ainsi la précision du mouvement du robot. Par conséquent, les robots humanoïdes nécessitent de très petits angles de déclinaison magnétique des composants magnétiques pour garantir des mouvements précis du robot.
3.3. Petite taille de moteur
La conception des robots humanoïdes doit généralement tenir compte des limitations d’espace, de sorte que la taille du moteur du composant magnétique doit être petite. Grâce à une conception d'enroulement raisonnable, à l'optimisation de la structure du circuit magnétique et à la sélection du diamètre de l'arbre, la densité de couple du moteur peut être améliorée, obtenant ainsi un couple de sortie plus élevé tout en réduisant la taille du moteur. Cela peut rendre la structure du robot plus compacte et améliorer la flexibilité et l'adaptabilité du robot.
3.4. Exigences élevées en matière de performances magnétiques unitaires
Les matériaux magnétiques utilisés dans les robots humanoïdes doivent avoir des performances magnétiques unitaires élevées. En effet, les robots humanoïdes doivent réaliser une conversion d’énergie et un contrôle de mouvement efficaces dans un espace limité. Les composants magnétiques avec des performances magnétiques unitaires élevées peuvent fournir une force de champ magnétique plus forte, ce qui confère au moteur une efficacité et des performances plus élevées. Dans le même temps, les performances magnétiques élevées de l’unité peuvent également réduire la taille et le poids du composant magnétique, répondant ainsi aux exigences de légèreté des robots humanoïdes.
4. Développement futur
Les composants magnétiques ont montré une excellente valeur dans de nombreux domaines en raison de leurs performances uniques, et leurs perspectives de développement sont prometteuses. Dans le domaine industriel, c'est une aide clé pour un positionnement précis du robot, une navigation efficace, un serrage et une adsorption solides, un nettoyage et une détection efficaces et un contrôle précis du moteur. Il est indispensable dans différents types de robots tels que les robots humanoïdes, les moteurs articulés et les microrobots. Avec l'expansion continue de la demande du marché, les exigences en matière de composants magnétiques hautes performances augmentent également. Les entreprises doivent améliorer continuellement la qualité des produits et le niveau technique dans le processus de développement afin de créer des produits à composants magnétiques offrant des performances plus élevées et une qualité plus fiable. La demande du marché et les réformes technologiques favoriseront davantage l’industrie des composants magnétiques vers un avenir plus large.
Heure de publication : 19 novembre 2024
