1. Uloga magnetskih komponenti u robotima
1.1. Točno pozicioniranje
U robotskim sustavima, magnetski senzori imaju široku primjenu. Na primjer, u nekim industrijskim robotima, ugrađeni magnetski senzori mogu otkriti promjene u okolnom magnetskom polju u stvarnom vremenu. Ova detekcija može točno odrediti položaj i smjer robota u trodimenzionalnom prostoru, s točnošću od milimetara. Prema relevantnim statističkim podacima, pogreška pozicioniranja robota pozicioniranih pomoću magnetskih senzora obično je unutar±5 mm, što daje pouzdano jamstvo robotima za obavljanje visoko preciznih zadataka u složenim okruženjima.
1.2. Učinkovita navigacija
Magnetske trake ili magnetski markeri na tlu služe kao navigacijski putovi i igraju važnu ulogu u scenama kao što su automatizirano skladištenje, logistika i proizvodne linije. Uzimajući za primjer robote za inteligentno rukovanje, tehnologija korištenja navigacije magnetskom trakom je relativno zrela, jeftina te točna i pouzdana u pozicioniranju. Nakon postavljanja magnetskih traka na radnu liniju, inteligentni robot može dobiti pogrešku između samog stroja i putanje praćenja cilja putem podatkovnog signala elektromagnetskog polja na putanji i dovršiti navigacijski rad transporta stroja točnim i razumnim izračunom i mjerenje. Osim toga, navigacija s magnetskim čavlima također je uobičajena metoda navigacije. Načelo njegove primjene je pronalaženje putanje vožnje na temelju signala magnetskih podataka koje prima navigacijski senzor s magnetskog čavla. Razmak između magnetskih čavala ne smije biti prevelik. Kada je između dva magnetska čavla, robot za rukovanje bit će u stanju izračuna kodera.
1.3. Jaka stezna adsorpcija
Opremanje robota magnetskim stezaljkama može znatno poboljšati radnu sposobnost robota. Na primjer, nizozemska magnetska stezaljka GOUDSMIT može se jednostavno ugraditi u proizvodnu liniju i može sigurno rukovati feromagnetskim proizvodima s maksimalnim kapacitetom dizanja od 600 kg. Magnetska hvataljka MG10 koju je lansirao OnRobot ima sila koja se može programirati i opremljena je ugrađenim stezaljkama i senzorima za detekciju dijelova za područja proizvodnje, automobila i zrakoplovstva. Ove magnetske stezaljke mogu stegnuti gotovo bilo koji oblik ili oblik željeznih izradaka, a potrebna je samo mala kontaktna površina za postizanje snažne sile stezanja.
1.4. Učinkovito otkrivanje čišćenja
Robot za čišćenje može učinkovito očistiti metalne krhotine ili druge male predmete na tlu pomoću magnetske adsorpcije. Na primjer, robot za adsorpcijsko čišćenje opremljen je elektromagnetom u utoru u obliku lepeze koji surađuje s prekidačem za kontrolu hoda, tako da kada utor u obliku lepeze uđe u unaprijed određeno područje, elektromagnet se isključuje, tako da metalni otpad dijelovi padaju u utor za prikupljanje, a na dnu utora u obliku lepeze nalazi se struktura za skretanje za prikupljanje otpadne tekućine. U isto vrijeme, magnetski senzori se također mogu koristiti za otkrivanje metalnih predmeta na tlu, pomažući robotu da se bolje prilagodi okolini i reagira u skladu s tim.
1.5. Precizna kontrola motora
U sustavima kao što su istosmjerni motori i koračni motori, interakcija između magnetskog polja i motora je ključna. Uzimajući NdFeB magnetske materijale kao primjer, on ima produkt visoke magnetske energije i može pružiti snažnu silu magnetskog polja, tako da motor robota ima karakteristike visoke učinkovitosti, velike brzine i velikog momenta. Na primjer, jedan od materijala koji koristi Zhongke Sanhuan u području robota je NdFeB. U motoru robota, NdFeB magneti se mogu koristiti kao trajni magneti motora za pružanje jake sile magnetskog polja, tako da motor ima karakteristike visoke učinkovitosti, velike brzine i velikog momenta. U isto vrijeme, u senzoru robota, NdFeB magneti se mogu koristiti kao glavna komponenta magnetskog senzora za otkrivanje i mjerenje informacija o magnetskom polju oko robota.
2. Primjena robota s permanentnim magnetima
2.1. Primjena humanoidnih robota
Ova nova područja humanoidnih robota zahtijevaju magnetske komponente za realizaciju funkcija kao što su pretvorba napona i EMC filtriranje. Maxim Technology je rekao da humanoidni roboti trebaju magnetske komponente za obavljanje ovih važnih zadataka. Osim toga, magnetske komponente također se koriste u humanoidnim robotima za pogon motora i davanje snage za kretanje robota. Što se tiče senzorskih sustava, magnetske komponente mogu točno osjetiti okolno okruženje i omogućiti robotu osnovu za donošenje odluka. U smislu kontrole kretanja, magnetske komponente mogu osigurati precizne i stabilne pokrete robota, osigurati dovoljan okretni moment i snagu te omogućiti humanoidnim robotima da izvrše različite složene zadatke kretanja. Na primjer, kada nosite teške predmete, jaki okretni moment može osigurati da robot može stabilno uhvatiti i pomicati predmete.
2.2. Primjena zglobnih motora
Komponente trajnog magneta magnetskog rotora za zajednički motor robota uključuju rotirajući mehanizam i mehanizam za zadržavanje. Rotirajući prsten u rotirajućem mehanizmu spojen je na montažnu cijev preko potporne ploče, a vanjska površina ima prvi montažni utor za montažu prve magnetske komponente, a također je predviđena i komponenta za raspršivanje topline kako bi se poboljšala učinkovitost rasipanja topline. . Prsten za zadržavanje u mehanizmu za držanje ima drugi utor za montiranje za montiranje druge magnetske komponente. Kada je u upotrebi, mehanizam za zadržavanje može se prikladno postaviti unutar postojećeg kućišta zajedničkog motora kroz pričvrsni prsten, a rotirajući mehanizam može se postaviti na postojeći rotor zajedničkog motora kroz cijev za montažu, a cijev za montažu je fiksirana i ograničena rupa za zadržavanje. Žlijeb za raspršivanje topline povećava kontaktnu površinu s unutarnjom površinskom stijenkom postojećeg spojnog kućišta motora, tako da pričvrsni prsten može učinkovito prenijeti apsorbiranu toplinu na kućište motora, čime se poboljšava učinkovitost rasipanja topline. Kada se montažna cijev okreće s rotorom, ona može pokretati rotirajući prsten da se okreće kroz potpornu ploču. Rotirajući prsten ubrzava raspršivanje topline kroz prvi hladnjak i drugi hladnjak koji je fiksiran na jednoj strani trake koja provodi toplinu. U isto vrijeme, protok zraka generiran rotacijom rotora motora može ubrzati ispuštanje topline unutar motora kroz otvor za raspršivanje topline, održavajući normalno radno okruženje prvog magnetskog bloka i drugog magnetskog bloka. Štoviše, prvi spojni blok i drugi spojni blok pogodni su za ugradnju i zamjenu odgovarajućeg prvog sjedala u obliku slova L ili drugog sjedala u obliku slova L, tako da se prvi magnetski blok i drugi magnetski blok mogu prikladno ugraditi i zamijeniti prema stvarnoj situaciji uporabe.
2.3. Primjena mikro robota
Magnetiziranjem mikro robota, on se može fleksibilno okretati i kretati u složenom okruženju. Na primjer, istraživači na Pekinškom institutu za tehnologiju kombinirali su čestice NdFeB s mekim silikonskim PDMS materijalima kako bi napravili mikro mekog robota i prekrili površinu biokompatibilnim slojem hidrogela, prevladavajući prianjanje između mikro objekta i mekog vrha robota, smanjujući trenje između mikro robota i podloge i smanjenje oštećenja bioloških meta. Sustav magnetskog pogona sastoji se od para vertikalnih elektromagneta. Mikro robot se okreće i vibrira u skladu s magnetskim poljem. Budući da je robot mekan, može fleksibilno savijati svoje tijelo i može se fleksibilno okretati u složenom bifurkativnom okruženju. I ne samo to, mikro robot također može manipulirati mikro objektima. U igri "pomicanje kuglica" koju su osmislili istraživači, mikro robotom se može upravljati magnetskim poljem, kroz slojeve labirinta kako bi se ciljne kuglice "pomaknule" u ciljni utor. Ovaj se zadatak može izvršiti u samo nekoliko minuta. U budućnosti istraživači planiraju dodatno smanjiti veličinu mikro robota i poboljšati njegovu točnost upravljanja, što dokazuje da mikro robot ima veliki potencijal za intravaskularno djelovanje.
3. Zahtjevi robota za magnetske komponente
Vrijednost jedne magnetske komponente humanoidnog robota je 3,52 puta veća od vrijednosti NdFeB magneta. Magnetska komponenta mora imati karakteristike velikog zakretnog momenta, male magnetske deklinacije, male veličine motora i visokih zahtjeva za jediničnim magnetskim performansama. Može se nadograditi iz jednostavnog magnetskog materijala u proizvod s magnetskom komponentom.
3.1. Veliki okretni moment
Na okretni moment sinkronog motora s permanentnim magnetom utječe više čimbenika, među kojima je jakost magnetskog polja jedan od ključnih čimbenika. Materijal trajnog magneta i optimizirana struktura magnetskog kruga u magnetskoj komponenti mogu povećati jakost magnetskog polja, čime se poboljšava izlazni zakretni moment motora. Na primjer, veličina magnetskog čelika izravno utječe na jakost magnetskog polja motora. Općenito, što je veći magnetski čelik, veća je i jakost magnetskog polja. Veća jakost magnetskog polja može osigurati jaču magnetsku silu, čime se povećava izlazni zakretni moment motora. Kod humanoidnih robota potreban je veći okretni moment kako bi se povećala nosivost za obavljanje raznih složenih zadataka, poput nošenja teških predmeta.
3.2. Mala magnetska deklinacija
Mala magnetska deklinacija može smanjiti pogreške kretanja. U upravljanju kretanjem humanoidnih robota, precizni pokreti su ključni. Ako je magnetska deklinacija prevelika, izlazni moment motora bit će nestabilan, što će utjecati na točnost kretanja robota. Stoga humanoidni roboti zahtijevaju vrlo male kutove magnetske deklinacije magnetskih komponenti kako bi se osiguralo točno kretanje robota.
3.3. Mala veličina motora
Dizajn humanoidnih robota obično treba uzeti u obzir prostorna ograničenja, tako da veličina motora magnetske komponente mora biti mala. Razumnim dizajnom namota, optimizacijom strukture magnetskog kruga i odabirom promjera osovine, gustoća zakretnog momenta motora može se poboljšati, čime se postiže veći izlazni zakretni moment uz smanjenje veličine motora. To može učiniti strukturu robota kompaktnijom i poboljšati fleksibilnost i prilagodljivost robota.
3.4. Zahtjevi za visokim jediničnim magnetskim performansama
Magnetski materijali koji se koriste u humanoidnim robotima moraju imati visoku jediničnu magnetsku izvedbu. To je zato što humanoidni roboti moraju postići učinkovitu pretvorbu energije i kontrolu kretanja u ograničenom prostoru. Magnetske komponente s visokom jediničnom magnetskom izvedbom mogu pružiti jaču silu magnetskog polja, čime motor ima veću učinkovitost i performanse. U isto vrijeme, visoka jedinična magnetska izvedba također može smanjiti veličinu i težinu magnetske komponente, ispunjavajući zahtjeve humanoidnih robota za malom težinom.
4. Budući razvoj
Magnetske komponente pokazale su izvrsnu vrijednost u mnogim poljima zbog svojih jedinstvenih performansi, a njihovi razvojni izgledi su sjajni. U industrijskom području, to je ključna pomoć za precizno pozicioniranje robota, učinkovitu navigaciju, snažno stezanje i adsorpciju, učinkovito čišćenje i detekciju te preciznu kontrolu motora. Nezamjenjiv je u različitim vrstama robota kao što su humanoidni roboti, zglobni motori i mikro roboti. Uz kontinuirano širenje potražnje na tržištu, zahtjevi za magnetskim komponentama visokih performansi također rastu. Poduzeća moraju kontinuirano poboljšavati kvalitetu proizvoda i tehničku razinu u procesu razvoja kako bi stvorila proizvode s magnetskim komponentama s višim performansama i pouzdanijom kvalitetom. Tržišna potražnja i tehnološke reforme dodatno će potaknuti industriju magnetskih komponenti prema široj budućnosti.
Vrijeme objave: 19. studenoga 2024
