1. O papel dos compoñentes magnéticos nos robots
1.1. Posicionamento preciso
Nos sistemas de robots, os sensores magnéticos úsanse amplamente. Por exemplo, nalgúns robots industriais, os sensores magnéticos incorporados poden detectar cambios no campo magnético circundante en tempo real. Esta detección pode determinar con precisión a posición e dirección do robot no espazo tridimensional, cunha precisión de milímetros. Segundo as estatísticas de datos relevantes, o erro de posicionamento dos robots posicionados por sensores magnéticos adoita estar dentro±5 mm, que proporciona unha garantía fiable para que os robots realicen tarefas de alta precisión en ambientes complexos.
1.2. Navegación eficiente
As bandas magnéticas ou marcadores magnéticos no chan serven como vías de navegación e xogan un papel importante en escenas como o almacén automatizado, a loxística e as liñas de produción. Tomando como exemplo os robots de manexo intelixente, a tecnoloxía de uso de navegación por banda magnética é relativamente madura, de baixo custo e precisa e fiable no posicionamento. Despois de colocar tiras magnéticas na liña de operación, o robot intelixente pode obter o erro entre a propia máquina e o camiño de seguimento do obxectivo a través do sinal de datos do campo electromagnético no camiño e completar o traballo de navegación do transporte da máquina mediante un cálculo preciso e razoable e medición. Ademais, a navegación por unhas magnéticas tamén é un método de navegación común. O seu principio de aplicación é atopar o camiño de condución en función do sinal de datos magnético recibido polo sensor de navegación do cravo magnético. A distancia entre as uñas magnéticas non pode ser demasiado grande. Cando entre dous cravos magnéticos, o robot manipulador estará no estado de cálculo do codificador.
1.3. Forte adsorción de suxeición
Equipar o robot con abrazaderas magnéticas pode mellorar moito a capacidade de funcionamento do robot. Por exemplo, a pinza magnética holandesa GOUDSMIT pódese instalar facilmente na liña de produción e pode manipular con seguridade produtos ferromagnéticos cunha capacidade de elevación máxima de 600 kg. A pinza magnética MG10 lanzada por OnRobot ten forza programable e está equipada con abrazaderas incorporadas e sensores de detección de pezas para campos de fabricación, automoción e aeroespacial. Estas abrazadeiras magnéticas poden suxeitar case calquera forma ou forma de pezas ferrosas e só se precisa unha pequena área de contacto para conseguir unha forte forza de suxeición.
1.4. Detección eficaz da limpeza
O robot de limpeza pode limpar eficazmente fragmentos de metal ou outros pequenos obxectos no chan mediante adsorción magnética. Por exemplo, un robot de limpeza por adsorción está equipado cun electroimán na ranura en forma de abanico para cooperar co interruptor de control de carreira, de xeito que cando a ranura en forma de abanico entra na zona predeterminada, o electroimán está apagado, polo que os residuos metálicos. as pezas caen na ranura de recollida, e unha estrutura de derivación está prevista na parte inferior da ranura en forma de abanico para recoller o líquido residual. Ao mesmo tempo, os sensores magnéticos tamén se poden utilizar para detectar obxectos metálicos no chan, axudando ao robot a adaptarse mellor ao medio e responder en consecuencia.
1.5. Control de motor de precisión
En sistemas como motores DC e motores paso a paso, a interacción entre o campo magnético e o motor é fundamental. Tomando como exemplo os materiais magnéticos NdFeB, ten un produto de alta enerxía magnética e pode proporcionar unha forte forza de campo magnético, polo que o motor do robot ten as características de alta eficiencia, alta velocidade e alto par. Por exemplo, un dos materiais empregados por Zhongke Sanhuan no campo dos robots é o NdFeB. No motor do robot, os imáns NdFeB pódense usar como imáns permanentes do motor para proporcionar unha forte forza de campo magnético, de xeito que o motor ten as características de alta eficiencia, alta velocidade e alto par. Ao mesmo tempo, no sensor do robot, os imáns NdFeB pódense usar como compoñente central do sensor magnético para detectar e medir a información do campo magnético ao redor do robot.
2. Aplicación de robots de imáns permanentes
2.1. Aplicación de robots humanoides
Estes campos emerxentes de robots humanoides requiren compoñentes magnéticos para realizar funcións como a conversión de voltaxe e o filtrado EMC. Maxim Technology dixo que os robots humanoides necesitan compoñentes magnéticos para completar estas importantes tarefas. Ademais, os compoñentes magnéticos tamén se utilizan nos robots humanoides para impulsar motores e proporcionar enerxía para o movemento dos robots. En termos de sistemas de detección, os compoñentes magnéticos poden detectar con precisión o ambiente circundante e proporcionar unha base para a toma de decisións do robot. En termos de control de movemento, os compoñentes magnéticos poden garantir os movementos precisos e estables do robot, proporcionar suficiente par e potencia e permitir que os robots humanoides completen varias tarefas complexas de movemento. Por exemplo, ao transportar obxectos pesados, un forte torque pode garantir que o robot poida agarrar e mover obxectos de forma estable.
2.2. Aplicación de motores xuntas
Os compoñentes de imán permanente do rotor magnético para o motor conxunto do robot inclúen un mecanismo de rotación e un mecanismo de retención. O anel xiratorio do mecanismo xiratorio está conectado ao tubo de montaxe a través dunha placa de soporte, e a superficie exterior está provista dunha primeira ranura de montaxe para montar o primeiro compoñente magnético e tamén se proporciona un compoñente de disipación de calor para mellorar a eficiencia de disipación de calor. . O anel de retención do mecanismo de retención está provisto dunha segunda ranura de montaxe para montar o segundo compoñente magnético. Cando estea en uso, o mecanismo de retención pódese configurar convenientemente dentro da carcasa do motor de articulación existente a través do anel de retención, e o mecanismo de rotación pódese configurar no rotor do motor de articulación existente a través do tubo de montaxe, e o tubo de montaxe está fixado e restrinxido polo burato de retención. A ranura de disipación de calor aumenta a área de contacto coa parede da superficie interna da carcasa do motor conxunto existente, de xeito que o anel de retención pode transferir de forma eficiente a calor absorbida á carcasa do motor, mellorando así a eficiencia de disipación de calor. Cando o tubo de montaxe xira co rotor, pode impulsar o anel xiratorio para xirar a través da placa de soporte. O anel xiratorio acelera a disipación de calor a través do primeiro disipador de calor e do segundo disipador de calor fixado nun lado da tira conductora de calor. Ao mesmo tempo, o fluxo de aire xerado pola rotación do rotor do motor pode acelerar a descarga de calor dentro do motor a través do porto de disipación de calor, mantendo o ambiente de funcionamento normal do primeiro bloque magnético e do segundo bloque magnético. Ademais, o primeiro bloque de conexión e o segundo bloque de conexión son convenientes para a instalación e substitución do correspondente primeiro asento en forma de L ou do segundo asento en forma de L, de xeito que o primeiro bloque magnético e o segundo bloque magnético poden instalarse convenientemente e substituído segundo a situación real de uso.
2.3. Aplicación de micro robot
Ao magnetizar o microrobot, pode xirar e moverse de forma flexible nun ambiente complexo. Por exemplo, os investigadores do Instituto Tecnolóxico de Pequín combinaron partículas de NdFeB con materiais PDMS de silicona suave para facer un microrobot brando e cubriron a superficie cunha capa de hidroxel biocompatible, superando a adhesión entre o microobxecto e a punta branda do robot, reducindo a súa superficie. a fricción entre o microrobot e o substrato, e reducindo os danos aos obxectivos biolóxicos. O sistema de accionamento magnético consiste nun par de electroimáns verticais. O micro robot xira e vibra segundo o campo magnético. Debido a que o robot é brando, pode dobrar o seu corpo de forma flexible e pode xirar de forma flexible nun ambiente bifurcado complexo. Non só iso, o micro robot tamén pode manipular microobxectos. No xogo de "movemento de contas" deseñado polos investigadores, o micro robot pode ser controlado polo campo magnético, a través de capas de labirintos para "mover" as contas de destino cara ao suco obxectivo. Esta tarefa pódese completar en poucos minutos. No futuro, os investigadores planean reducir aínda máis o tamaño do microrobot e mellorar a súa precisión de control, o que demostra que o microrobot ten un gran potencial para a operación intravascular.
3. Requisitos do robot para compoñentes magnéticos
O valor dun só compoñente magnético dun robot humanoide é 3,52 veces o dun imán de NdFeB. O compoñente magnético debe ter as características de gran torque, pequena declinación magnética, pequeno tamaño do motor e altos requisitos de rendemento magnético da unidade. Pódese actualizar dun simple material magnético a un produto de compoñente magnético.
3.1. Gran torque
O par dun motor síncrono de imán permanente vese afectado por múltiples factores, entre os que a intensidade do campo magnético é un dos factores clave. O material de imán permanente e a estrutura do circuíto magnético optimizado no compoñente magnético poden aumentar a intensidade do campo magnético, mellorando así a saída de par do motor. Por exemplo, o tamaño do aceiro magnético afecta directamente a intensidade do campo magnético do motor. Xeralmente, canto maior sexa o aceiro magnético, maior será a intensidade do campo magnético. Unha maior intensidade de campo magnético pode proporcionar unha forza magnética máis forte, aumentando así a saída de par do motor. Nos robots humanoides, requírese un par maior para aumentar a capacidade de carga para completar varias tarefas complexas, como transportar obxectos pesados.
3.2. Pequena declinación magnética
Unha pequena declinación magnética pode reducir os erros de movemento. No control do movemento dos robots humanoides, os movementos precisos son cruciais. Se a declinación magnética é demasiado grande, o par de saída do motor será inestable, afectando así a precisión do movemento do robot. Polo tanto, os robots humanoides requiren ángulos de declinación magnética moi pequenos dos compoñentes magnéticos para garantir os movementos precisos do robot.
3.3. Pequeno tamaño do motor
O deseño de robots humanoides adoita ter en conta as limitacións de espazo, polo que é necesario que o tamaño do motor do compoñente magnético sexa pequeno. Mediante un deseño de enrolamento razoable, a optimización da estrutura do circuíto magnético e a selección do diámetro do eixe, pódese mellorar a densidade de par do motor, logrando así unha maior saída de par mentres se reduce o tamaño do motor. Isto pode facer que a estrutura do robot sexa máis compacta e mellorar a flexibilidade e adaptabilidade do robot.
3.4. Requisitos de alto rendemento magnético da unidade
Os materiais magnéticos utilizados nos robots humanoides deben ter un alto rendemento magnético unitario. Isto débese a que os robots humanoides precisan conseguir unha conversión de enerxía eficiente e un control do movemento nun espazo limitado. Os compoñentes magnéticos cun alto rendemento magnético unitario poden proporcionar unha forza de campo magnético máis forte, o que fai que o motor teña unha maior eficiencia e rendemento. Ao mesmo tempo, o alto rendemento magnético da unidade tamén pode reducir o tamaño e o peso do compoñente magnético, cumprindo os requisitos dos robots humanoides para o peso lixeiro.
4. Desenvolvemento futuro
Os compoñentes magnéticos mostraron un excelente valor en moitos campos debido ao seu rendemento único e as súas perspectivas de desenvolvemento son brillantes. No ámbito industrial, é unha axuda clave para o posicionamento preciso do robot, unha navegación eficiente, unha forte suxeición e adsorción, unha limpeza e detección eficaces e un control preciso do motor. É indispensable en diferentes tipos de robots como robots humanoides, motores articulares e micro robots. Coa continua expansión da demanda do mercado, tamén están aumentando os requisitos de compoñentes magnéticos de alto rendemento. As empresas deben mellorar continuamente a calidade do produto e o nivel técnico no proceso de desenvolvemento para crear produtos de compoñentes magnéticos con maior rendemento e calidade máis fiable. A demanda do mercado e as reformas tecnolóxicas promoverán aínda máis a industria dos compoñentes magnéticos cara a un futuro máis amplo.
Hora de publicación: 19-nov-2024
