1. Peran komponen magnet pada robot
1.1. Penentuan posisi yang akurat
Dalam sistem robot, sensor magnetik banyak digunakan. Misalnya, pada beberapa robot industri, sensor magnet internal dapat mendeteksi perubahan medan magnet di sekitarnya secara real time. Deteksi ini dapat secara akurat menentukan posisi dan arah robot dalam ruang tiga dimensi, dengan akurasi milimeter. Menurut statistik data yang relevan, kesalahan posisi robot yang diposisikan oleh sensor magnetik biasanya ada di dalam±5 mm, yang memberikan jaminan andal bagi robot untuk melakukan tugas dengan presisi tinggi di lingkungan yang kompleks.
1.2. Navigasi yang efisien
Strip magnetik atau penanda magnetik di darat berfungsi sebagai jalur navigasi dan memainkan peran penting dalam adegan seperti pergudangan otomatis, logistik, dan jalur produksi. Mengambil contoh robot penanganan cerdas, teknologi penggunaan navigasi strip magnetik relatif matang, berbiaya rendah, dan akurat serta dapat diandalkan dalam penentuan posisi. Setelah meletakkan strip magnetik pada jalur operasi, robot cerdas dapat memperoleh kesalahan antara mesin itu sendiri dan jalur pelacakan target melalui sinyal data medan elektromagnetik di jalur tersebut, dan menyelesaikan pekerjaan navigasi transportasi mesin melalui perhitungan yang akurat dan masuk akal dan pengukuran. Selain itu, navigasi paku magnetik juga merupakan metode navigasi yang umum. Prinsip penerapannya adalah mencari jalur mengemudi berdasarkan sinyal data magnetik yang diterima sensor navigasi dari paku magnet. Jarak antara paku magnet tidak boleh terlalu jauh. Saat berada di antara dua paku magnet, robot penanganan akan berada dalam kondisi perhitungan encoder.
1.3. Adsorpsi penjepitan yang kuat
Melengkapi robot dengan penjepit magnet dapat sangat meningkatkan kemampuan pengoperasian robot. Misalnya, penjepit magnet GOUDSMIT Belanda dapat dengan mudah dipasang di lini produksi dan dapat menangani produk feromagnetik dengan aman dengan kapasitas angkat maksimum 600 kg. Gripper magnetik MG10 yang diluncurkan oleh OnRobot memiliki kekuatan yang dapat diprogram dan dilengkapi dengan klem internal dan sensor pendeteksi komponen untuk bidang manufaktur, otomotif, dan dirgantara. Penjepit magnetik ini dapat menjepit hampir semua bentuk atau bentuk benda kerja besi, dan hanya diperlukan area kontak kecil untuk mencapai gaya penjepitan yang kuat.
1.4. Deteksi pembersihan yang efektif
Robot pembersih dapat secara efektif membersihkan pecahan logam atau benda kecil lainnya di tanah dengan adsorpsi magnetik. Misalnya robot pembersih adsorpsi yang dilengkapi dengan elektromagnet pada slot berbentuk kipas untuk bekerja sama dengan saklar pengatur kayuhan, sehingga ketika slot berbentuk kipas memasuki area yang telah ditentukan maka elektromagnet akan mati, sehingga limbah logam bagian-bagiannya jatuh ke dalam slot pengumpul, dan struktur pengalih disediakan di bagian bawah slot berbentuk kipas untuk menampung cairan limbah. Pada saat yang sama, sensor magnetik juga dapat digunakan untuk mendeteksi benda logam di tanah, membantu robot beradaptasi lebih baik terhadap lingkungan dan memberikan respons yang sesuai.
1.5. Kontrol motor presisi
Dalam sistem seperti motor DC dan motor stepper, interaksi antara medan magnet dan motor sangatlah penting. Mengambil contoh bahan magnet NdFeB, memiliki produk energi magnet yang tinggi dan dapat memberikan gaya medan magnet yang kuat, sehingga motor robot memiliki karakteristik efisiensi tinggi, kecepatan tinggi, dan torsi tinggi. Misalnya saja salah satu material yang digunakan oleh Zhongke Sanhuan di bidang robot adalah NdFeB. Pada motor robot, magnet NdFeB dapat digunakan sebagai magnet permanen motor untuk memberikan gaya medan magnet yang kuat, sehingga motor memiliki karakteristik efisiensi tinggi, kecepatan tinggi dan torsi tinggi. Pada saat yang sama, pada sensor robot, magnet NdFeB dapat digunakan sebagai komponen inti sensor magnet untuk mendeteksi dan mengukur informasi medan magnet di sekitar robot.
2. Penerapan robot magnet permanen
2.1. Penerapan robot humanoid
Bidang robot humanoid yang sedang berkembang ini memerlukan komponen magnetik untuk mewujudkan fungsi seperti konversi tegangan dan penyaringan EMC. Maxim Technology mengatakan robot humanoid membutuhkan komponen magnetik untuk menyelesaikan tugas penting tersebut. Selain itu, komponen magnet juga digunakan pada robot humanoid untuk menggerakkan motor dan memberikan tenaga pada pergerakan robot. Dalam hal sistem penginderaan, komponen magnetik dapat secara akurat merasakan lingkungan sekitar dan memberikan dasar bagi pengambilan keputusan robot. Dalam hal pengendalian gerak, komponen magnetis dapat memastikan pergerakan robot secara presisi dan stabil, memberikan torsi dan tenaga yang cukup, serta memungkinkan robot humanoid menyelesaikan berbagai tugas gerak yang kompleks. Misalnya saat membawa benda berat, torsi yang kuat dapat memastikan robot dapat menggenggam dan memindahkan benda dengan stabil.
2.2. Penerapan motor gabungan
Komponen magnet permanen pada rotor magnet untuk motor gabungan robot meliputi mekanisme putar dan mekanisme penahan. Cincin berputar dalam mekanisme berputar dihubungkan ke tabung pemasangan melalui pelat pendukung, dan permukaan luar dilengkapi dengan alur pemasangan pertama untuk memasang komponen magnetik pertama, dan komponen pembuangan panas juga disediakan untuk meningkatkan efisiensi pembuangan panas . Cincin penahan dalam mekanisme penahan dilengkapi dengan alur pemasangan kedua untuk memasang komponen magnetik kedua. Saat digunakan, mekanisme penahan dapat dengan mudah dipasang di dalam rumah motor sambungan yang ada melalui cincin penahan, dan mekanisme putaran dapat diatur pada rotor motor sambungan yang ada melalui tabung pemasangan, dan tabung pemasangan dipasang dan dibatasi oleh lubang penahan. Alur pembuangan panas meningkatkan area kontak dengan dinding permukaan bagian dalam rumah motor sambungan yang ada, sehingga cincin penahan dapat secara efisien mentransfer panas yang diserap ke rumah motor, sehingga meningkatkan efisiensi pembuangan panas. Ketika tabung pemasangan berputar dengan rotor, itu dapat menggerakkan cincin yang berputar untuk berputar melalui pelat pendukung. Cincin berputar mempercepat pembuangan panas melalui unit pendingin pertama dan unit pendingin kedua yang dipasang di satu sisi strip penghantar panas. Pada saat yang sama, aliran aliran udara yang dihasilkan oleh putaran rotor motor dapat mempercepat pelepasan panas di dalam motor melalui port pembuangan panas, menjaga lingkungan pengoperasian normal blok magnet pertama dan blok magnet kedua. Selain itu, blok penghubung pertama dan blok penghubung kedua nyaman untuk pemasangan dan penggantian dudukan berbentuk L pertama yang sesuai atau dudukan berbentuk L kedua, sehingga blok magnet pertama dan blok magnet kedua dapat dipasang dengan mudah dan diganti sesuai dengan situasi penggunaan sebenarnya.
2.3. Aplikasi robot mikro
Dengan magnetisasi robot mikro, ia dapat berputar dan bergerak secara fleksibel di lingkungan yang kompleks. Misalnya, para peneliti di Institut Teknologi Beijing menggabungkan partikel NdFeB dengan bahan PDMS silikon lembut untuk membuat robot mikro lunak, dan menutupi permukaannya dengan lapisan hidrogel biokompatibel, mengatasi adhesi antara objek mikro dan ujung lembut robot, sehingga mengurangi gesekan antara robot mikro dan substrat, dan mengurangi kerusakan pada target biologis. Sistem penggerak magnet terdiri dari sepasang elektromagnet vertikal. Robot mikro berputar dan bergetar sesuai medan magnet. Karena robotnya lembut, ia dapat dengan fleksibel menekuk tubuhnya dan secara fleksibel dapat berputar dalam lingkungan bercabang yang kompleks. Tak hanya itu, robot mikro juga dapat memanipulasi objek mikro. Dalam permainan “bead moving” yang dirancang oleh para peneliti, robot mikro dapat dikendalikan oleh medan magnet, melalui lapisan labirin untuk “memindahkan” manik-manik target ke dalam alur target. Tugas ini dapat diselesaikan hanya dalam beberapa menit. Di masa depan, para peneliti berencana untuk lebih memperkecil ukuran robot mikro dan meningkatkan akurasi kontrolnya, yang membuktikan bahwa robot mikro memiliki potensi besar untuk operasi intravaskular.
3. Persyaratan robot untuk komponen magnetik
Nilai komponen magnetik tunggal robot humanoid adalah 3,52 kali lipat dari magnet NdFeB. Komponen magnet harus memiliki karakteristik torsi besar, deklinasi magnet kecil, ukuran motor kecil, dan persyaratan kinerja magnet satuan tinggi. Ini dapat ditingkatkan dari bahan magnetik sederhana menjadi produk komponen magnetik.
3.1. Torsi besar
Torsi motor sinkron magnet permanen dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya kekuatan medan magnet merupakan salah satu faktor kuncinya. Bahan magnet permanen dan struktur sirkuit magnet yang dioptimalkan pada komponen magnet dapat meningkatkan kekuatan medan magnet, sehingga meningkatkan keluaran torsi motor. Misalnya, ukuran baja magnet secara langsung mempengaruhi kekuatan medan magnet motor. Umumnya, semakin besar baja magnet, semakin besar kekuatan medan magnetnya. Kekuatan medan magnet yang lebih besar dapat memberikan gaya magnet yang lebih kuat sehingga meningkatkan keluaran torsi motor. Pada robot humanoid, torsi yang lebih besar diperlukan untuk meningkatkan kapasitas menahan beban untuk menyelesaikan berbagai tugas kompleks, seperti membawa benda berat.
3.2. Deklinasi magnet kecil
Deklinasi magnet yang kecil dapat mengurangi kesalahan gerak. Dalam pengendalian gerak robot humanoid, gerakan yang tepat sangatlah penting. Jika deklinasi magnet terlalu besar maka torsi keluaran motor akan menjadi tidak stabil sehingga mempengaruhi keakuratan gerak robot. Oleh karena itu, robot humanoid memerlukan sudut deklinasi magnetik yang sangat kecil dari komponen magnetik untuk memastikan pergerakan robot yang akurat.
3.3. Ukuran motoriknya kecil
Perancangan robot humanoid biasanya perlu mempertimbangkan keterbatasan ruang, sehingga ukuran motor komponen magnet harus kecil. Melalui desain belitan yang masuk akal, optimalisasi struktur sirkuit magnetik, dan pemilihan diameter poros, kerapatan torsi motor dapat ditingkatkan, sehingga menghasilkan keluaran torsi yang lebih besar sekaligus mengurangi ukuran motor. Hal ini dapat membuat struktur robot lebih kompak serta meningkatkan fleksibilitas dan kemampuan beradaptasi robot.
3.4. Persyaratan kinerja magnetik unit tinggi
Bahan magnet yang digunakan pada robot humanoid harus memiliki kinerja magnet satuan yang tinggi. Ini karena robot humanoid perlu mencapai konversi energi dan kontrol gerak yang efisien dalam ruang terbatas. Komponen magnetik dengan kinerja magnet satuan tinggi dapat memberikan gaya medan magnet yang lebih kuat, sehingga motor memiliki efisiensi dan kinerja yang lebih tinggi. Pada saat yang sama, kinerja magnetik unit tinggi juga dapat mengurangi ukuran dan berat komponen magnetik, sehingga memenuhi persyaratan robot humanoid untuk bobot yang ringan.
4. Perkembangan masa depan
Komponen magnetik telah menunjukkan nilai yang sangat baik di banyak bidang karena kinerjanya yang unik, dan prospek pengembangannya cerah. Di bidang industri, ini adalah bantuan utama untuk penentuan posisi robot yang tepat, navigasi yang efisien, penjepitan dan adsorpsi yang kuat, pembersihan dan deteksi yang efektif, serta kontrol motorik yang tepat. Hal ini sangat diperlukan dalam berbagai jenis robot seperti robot humanoid, motor gabungan, dan robot mikro. Dengan terus meningkatnya permintaan pasar, kebutuhan akan komponen magnetik berkinerja tinggi juga meningkat. Perusahaan perlu terus meningkatkan kualitas produk dan tingkat teknis dalam proses pengembangan untuk menciptakan produk komponen magnetik dengan kinerja lebih tinggi dan kualitas lebih dapat diandalkan. Permintaan pasar dan reformasi teknologi akan semakin mendorong industri komponen magnetis menuju masa depan yang lebih luas.
Waktu posting: 19 November 2024
