მაგნიტური კომპონენტები: რობოტის ფუნქციების ძლიერი მხარდაჭერა

1. მაგნიტური კომპონენტების როლი რობოტებში

1.1. ზუსტი პოზიციონირება

რობოტების სისტემებში ფართოდ გამოიყენება მაგნიტური სენსორები. მაგალითად, ზოგიერთ ინდუსტრიულ რობოტში ჩაშენებულ მაგნიტურ სენსორებს შეუძლიათ რეალურ დროში აღმოაჩინონ ცვლილებები მიმდებარე მაგნიტურ ველში. ამ აღმოჩენას შეუძლია ზუსტად განსაზღვროს რობოტის პოზიცია და მიმართულება სამგანზომილებიან სივრცეში, მილიმეტრების სიზუსტით. შესაბამისი მონაცემების სტატისტიკის მიხედვით, მაგნიტური სენსორების მიერ განლაგებული რობოტების პოზიციონირების შეცდომა ჩვეულებრივ ფარგლებშია±5 მმ, რაც რობოტებს რთულ გარემოში მაღალი სიზუსტით დავალებების შესრულების საიმედო გარანტიას აძლევს.

1.2. ეფექტური ნავიგაცია

მაგნიტური ზოლები ან მაგნიტური მარკერები ადგილზე ემსახურება სანავიგაციო ბილიკებს და მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ისეთ სცენებში, როგორიცაა ავტომატური საწყობი, ლოჯისტიკა და საწარმოო ხაზები. ინტელექტუალური მართვადი რობოტების მაგალითით, მაგნიტური ზოლების ნავიგაციის გამოყენების ტექნოლოგია შედარებით მომწიფებული, იაფი და ზუსტი და საიმედოა პოზიციონირებაში. საოპერაციო ხაზზე მაგნიტური ზოლების დადების შემდეგ, ინტელექტუალურ რობოტს შეუძლია მიიღოს შეცდომა თავად მანქანასა და სამიზნე თვალთვალის გზას შორის ელექტრომაგნიტური ველის მონაცემთა სიგნალის მეშვეობით გზაზე და დაასრულოს მანქანის ტრანსპორტირების ნავიგაცია ზუსტი და გონივრული გაანგარიშებით და გაზომვა. გარდა ამისა, ფრჩხილის მაგნიტური ნავიგაცია ასევე გავრცელებული ნავიგაციის მეთოდია. მისი გამოყენების პრინციპი არის მამოძრავებელი ბილიკის პოვნა მაგნიტური ფრჩხილიდან სანავიგაციო სენსორის მიერ მიღებული მაგნიტური მონაცემების სიგნალის საფუძველზე. მანძილი მაგნიტურ ფრჩხილებს შორის არ შეიძლება იყოს ძალიან დიდი. ორ მაგნიტურ ლურსმანს შორის ყოფნისას, მომუშავე რობოტი იქნება ენკოდერის გამოთვლის მდგომარეობაში.

1.3. ძლიერი დამჭერი ადსორბცია

რობოტის მაგნიტური დამჭერებით აღჭურვამ შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს რობოტის მუშაობის უნარი. მაგალითად, ჰოლანდიური GOUDSMIT მაგნიტური დამჭერი შეიძლება ადვილად დამონტაჟდეს საწარმოო ხაზში და უსაფრთხოდ უმკლავდება ფერომაგნიტურ პროდუქტებს მაქსიმალური ამწევი ტევადობით 600 კგ. OnRobot-ის მიერ გამოშვებულ MG10 მაგნიტურ დამჭერს აქვს პროგრამირებადი ძალა და აღჭურვილია ჩაშენებული დამჭერებით და ნაწილების გამოვლენის სენსორებით წარმოების, საავტომობილო და კოსმოსური სფეროებისთვის. ამ მაგნიტურ დამჭერებს შეუძლიათ თითქმის ნებისმიერი ფორმის ან შავი ფერის სამუშაო ნაწილების დამაგრება და ძლიერი დამაგრების ძალის მისაღწევად საჭიროა მხოლოდ მცირე კონტაქტის ადგილი.

1.4. დასუფთავების ეფექტური გამოვლენა

გამწმენდ რობოტს შეუძლია ეფექტურად გაასუფთავოს ლითონის ფრაგმენტები ან სხვა პატარა საგნები ადგილზე მაგნიტური ადსორბციით. მაგალითად, ადსორბციული გამწმენდი რობოტი აღჭურვილია ელექტრომაგნიტით ვენტილატორის ფორმის ჭრილში, რათა ითანამშრომლოს დარტყმის მართვის გადამრთველთან, ისე, რომ როდესაც ვენტილატორის ფორმის ჭრილი შედის წინასწარ განსაზღვრულ ზონაში, ელექტრომაგნიტი გამორთულია, რათა ლითონის ნარჩენები. ნაწილები ხვდება შეგროვების ჭრილში, ხოლო სადერივაციო სტრუქტურა გათვალისწინებულია ვენტილატორის ფორმის ჭრილის ბოლოში ნარჩენების სითხის შესაგროვებლად. ამავდროულად, მაგნიტური სენსორების გამოყენება შესაძლებელია ადგილზე ლითონის ობიექტების აღმოსაჩენად, რაც რობოტს ეხმარება უკეთ მოერგოს გარემოს და რეაგირება მოახდინოს შესაბამისად.

1.5. ზუსტი ძრავის კონტროლი

სისტემებში, როგორიცაა DC ძრავები და სტეპერ ძრავები, მაგნიტურ ველსა და ძრავას შორის ურთიერთქმედება გადამწყვეტია. მაგალითად, NdFeB მაგნიტური მასალების გათვალისწინებით, მას აქვს მაღალი მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი და შეუძლია უზრუნველყოს ძლიერი მაგნიტური ველის ძალა, ასე რომ რობოტის ძრავას აქვს მაღალი ეფექტურობის, მაღალი სიჩქარის და მაღალი ბრუნვის მახასიათებლები. მაგალითად, ერთ-ერთი მასალა, რომელსაც Zhongke Sanhuan იყენებს რობოტების სფეროში არის NdFeB. რობოტის ძრავაში NdFeB მაგნიტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ძრავის მუდმივი მაგნიტები ძლიერი მაგნიტური ველის ძალის უზრუნველსაყოფად, რათა ძრავას ჰქონდეს მაღალი ეფექტურობის, მაღალი სიჩქარის და მაღალი ბრუნვის მახასიათებლები. ამავდროულად, რობოტის სენსორში NdFeB მაგნიტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როგორც მაგნიტური სენსორის ძირითადი კომპონენტი, რათა აღმოაჩინოს და გაზომოს მაგნიტური ველის ინფორმაცია რობოტის გარშემო.

2. მუდმივი მაგნიტის რობოტების გამოყენება

2.1. ჰუმანოიდური რობოტების გამოყენება

ჰუმანოიდური რობოტების ეს განვითარებადი ველები მოითხოვს მაგნიტურ კომპონენტებს ისეთი ფუნქციების შესასრულებლად, როგორიცაა ძაბვის კონვერტაცია და EMC ფილტრაცია. Maxim Technology-მ თქვა, რომ ჰუმანოიდ რობოტებს სჭირდებათ მაგნიტური კომპონენტები ამ მნიშვნელოვანი ამოცანების შესასრულებლად. გარდა ამისა, მაგნიტური კომპონენტები ასევე გამოიყენება ჰუმანოიდულ რობოტებში ძრავების მართვისთვის და რობოტების გადაადგილებისთვის ენერგიის უზრუნველსაყოფად. სენსორული სისტემების თვალსაზრისით, მაგნიტურ კომპონენტებს შეუძლიათ ზუსტად აღიქვან მიმდებარე გარემო და უზრუნველყონ რობოტის გადაწყვეტილების მიღების საფუძველი. მოძრაობის კონტროლის თვალსაზრისით, მაგნიტურ კომპონენტებს შეუძლიათ უზრუნველყონ რობოტის ზუსტი და სტაბილური მოძრაობები, უზრუნველყონ საკმარისი ბრუნვის მომენტი და სიმძლავრე და ჰუმანოიდ რობოტებს შეასრულონ სხვადასხვა რთული მოძრაობის ამოცანები. მაგალითად, მძიმე საგნების ტარებისას, ძლიერმა ბრუნმა შეიძლება უზრუნველყოს, რომ რობოტს შეუძლია სტაბილურად დაიჭიროს და გადაადგილოს საგნები.

2.2. ერთობლივი ძრავების გამოყენება

რობოტის ერთობლივი ძრავისთვის მაგნიტური როტორის მუდმივი მაგნიტის კომპონენტები მოიცავს მბრუნავ მექანიზმს და შემაკავებელ მექანიზმს. მბრუნავი მექანიზმში მბრუნავი რგოლი დაკავშირებულია სამონტაჟო მილთან საყრდენი ფირფიტის მეშვეობით, ხოლო გარე ზედაპირს აქვს პირველი სამონტაჟო ღარი პირველი მაგნიტური კომპონენტის დასამონტაჟებლად, ასევე სითბოს გაფრქვევის კომპონენტი არის უზრუნველყოფილი სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. . დამჭერ მექანიზმში საყრდენი რგოლი აღჭურვილია მეორე სამონტაჟო ღარით მეორე მაგნიტური კომპონენტის დასამონტაჟებლად. გამოყენებისას, დამჭერი მექანიზმი შეიძლება მოხერხებულად დაყენდეს არსებული ერთობლივი ძრავის კორპუსში საყრდენი რგოლის მეშვეობით, და მბრუნავი მექანიზმი შეიძლება დაყენდეს არსებულ ერთობლივ ძრავის როტორზე სამონტაჟო მილის მეშვეობით, ხოლო სამონტაჟო მილი ფიქსირდება და შეზღუდულია დამჭერი ხვრელი. სითბოს გაფრქვევის ღარი ზრდის შეხების არეალს არსებული ერთობლივი ძრავის კორპუსის შიდა ზედაპირის კედელთან, ისე, რომ დამჭერ რგოლს შეუძლია ეფექტურად გადაიტანოს შთანთქმული სითბო ძრავის კორპუსში, რითაც აუმჯობესებს სითბოს გაფრქვევის ეფექტურობას. როდესაც სამონტაჟო მილი ბრუნავს როტორთან ერთად, მას შეუძლია მბრუნავი რგოლის ბრუნვა დამხმარე ფირფიტაში. მბრუნავი რგოლი აჩქარებს სითბოს გაფრქვევას პირველი თბოგამტარი ზოლის და მეორე თბოგამტარი ზოლის მეშვეობით. ამავდროულად, ძრავის როტორის ბრუნვის შედეგად წარმოქმნილმა ჰაერის ნაკადმა შეიძლება დააჩქაროს ძრავის შიგნით სითბოს გამონადენი სითბოს გაფრქვევის პორტის მეშვეობით, შეინარჩუნოს პირველი მაგნიტური ბლოკის და მეორე მაგნიტური ბლოკის ნორმალური სამუშაო გარემო. უფრო მეტიც, პირველი დამაკავშირებელი ბლოკი და მეორე დამაკავშირებელი ბლოკი მოსახერხებელია შესაბამისი პირველი L- ფორმის სავარძლის ან მეორე L- ფორმის სავარძლის დაყენებისა და ჩანაცვლებისთვის, რათა მოხერხებულად დამონტაჟდეს პირველი მაგნიტური ბლოკი და მეორე მაგნიტური ბლოკი. შეიცვალა ფაქტობრივი გამოყენების სიტუაციის მიხედვით.

2.3. მიკრო რობოტის აპლიკაცია

მიკრო რობოტის მაგნიტიზაციით მას შეუძლია მოქნილად ბრუნოს და გადაადგილდეს რთულ გარემოში. მაგალითად, პეკინის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მკვლევარებმა NdFeB ნაწილაკები რბილ სილიკონის PDMS მასალებთან გააერთიანეს მიკრო რბილი რობოტის შესაქმნელად და დაფარეს ზედაპირი ბიოთავსებადი ჰიდროგელის ფენით, გადალახა ადჰეზია მიკრო ობიექტსა და რობოტის რბილ წვერს შორის, რაც ამცირებს მიკრო რობოტსა და სუბსტრატს შორის ხახუნი და ბიოლოგიური სამიზნეების დაზიანების შემცირება. მაგნიტური წამყვანი სისტემა შედგება ვერტიკალური ელექტრომაგნიტების წყვილისაგან. მიკრო რობოტი ბრუნავს და ვიბრირებს მაგნიტური ველის მიხედვით. იმის გამო, რომ რობოტი რბილია, მას შეუძლია მოქნილად მოიხაროს თავისი სხეული და მოქნილად ბრუნოს რთულ ორმხრივ გარემოში. არა მხოლოდ ეს, მიკრო რობოტს შეუძლია მიკრო ობიექტების მანიპულირებაც. მკვლევარების მიერ შემუშავებულ თამაშში „მძივების გადაადგილება“, მიკრო რობოტი შეიძლება კონტროლდებოდეს მაგნიტური ველით, ლაბირინთების ფენების მეშვეობით, რათა „გადაიტანოს“ სამიზნე მძივები სამიზნე ღარში. ამ დავალების შესრულება შესაძლებელია სულ რამდენიმე წუთში. სამომავლოდ, მკვლევარები გეგმავენ მიკრო რობოტის ზომის კიდევ უფრო შემცირებას და კონტროლის სიზუსტის გაუმჯობესებას, რაც ადასტურებს, რომ მიკრო რობოტს აქვს ინტრავასკულარული ოპერაციის დიდი პოტენციალი.

3. რობოტის მოთხოვნები მაგნიტურ კომპონენტებზე

ჰუმანოიდური რობოტის ერთი მაგნიტური კომპონენტის ღირებულება 3,52-ჯერ აღემატება NdFeB მაგნიტს. მაგნიტურ კომპონენტს უნდა ჰქონდეს დიდი ბრუნვის მახასიათებლები, მცირე მაგნიტური დახრილობა, მცირე ძრავის ზომა და მაღალი ერთეულის მაგნიტური შესრულების მოთხოვნები. ის შეიძლება განახლდეს მარტივი მაგნიტური მასალისგან მაგნიტურ კომპონენტ პროდუქტად.

3.1. დიდი ბრუნვის მომენტი

მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის ბრუნვაზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, რომელთა შორის მაგნიტური ველის სიძლიერე ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორია. მუდმივი მაგნიტის მასალა და მაგნიტური წრის ოპტიმიზებული სტრუქტურა მაგნიტურ კომპონენტში შეიძლება გაზარდოს მაგნიტური ველის სიძლიერე, რითაც გააუმჯობესებს ძრავის ბრუნვის გამომუშავებას. მაგალითად, მაგნიტური ფოლადის ზომა პირდაპირ გავლენას ახდენს ძრავის მაგნიტური ველის სიძლიერეზე. ზოგადად, რაც უფრო დიდია მაგნიტური ფოლადი, მით მეტია მაგნიტური ველის სიძლიერე. უფრო დიდი მაგნიტური ველის სიძლიერეს შეუძლია უზრუნველყოს უფრო ძლიერი მაგნიტური ძალა, რითაც გაზრდის ძრავის ბრუნვის გამომუშავებას. ჰუმანოიდ რობოტებში უფრო დიდი ბრუნვის მომენტია საჭირო იმისათვის, რომ გაზარდოს ტვირთამწეობა სხვადასხვა რთული ამოცანების შესასრულებლად, როგორიცაა მძიმე საგნების ტარება.

3.2. მცირე მაგნიტური დეკლარაცია

მცირე მაგნიტურ დახრილობას შეუძლია შეამციროს მოძრაობის შეცდომები. ჰუმანოიდური რობოტების მოძრაობის მართვისას ზუსტ მოძრაობებს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს. თუ მაგნიტური დეკლარაცია ძალიან დიდია, ძრავის გამომავალი ბრუნი იქნება არასტაბილური, რაც გავლენას მოახდენს რობოტის მოძრაობის სიზუსტეზე. ამიტომ, ჰუმანოიდ რობოტებს სჭირდებათ მაგნიტური კომპონენტების ძალიან მცირე მაგნიტური დახრის კუთხეები, რათა უზრუნველყონ რობოტის ზუსტი მოძრაობები.

3.3. ძრავის მცირე ზომა

ჰუმანოიდური რობოტების დიზაინს ჩვეულებრივ სჭირდება სივრცის შეზღუდვების გათვალისწინება, ამიტომ მაგნიტური კომპონენტის ძრავის ზომა უნდა იყოს მცირე. გონივრული გრაგნილის დიზაინის, მაგნიტური წრედის სტრუქტურის ოპტიმიზაციისა და ლილვის დიამეტრის შერჩევის საშუალებით, ძრავის ბრუნვის სიმკვრივე შეიძლება გაუმჯობესდეს, რითაც მიიღწევა უფრო დიდი ბრუნვის გამომუშავება ძრავის ზომის შემცირებისას. ამან შეიძლება რობოტის სტრუქტურა უფრო კომპაქტური გახადოს და გააუმჯობესოს რობოტის მოქნილობა და ადაპტირება.

3.4. მაღალი ერთეულის მაგნიტური შესრულების მოთხოვნები

ჰუმანოიდ რობოტებში გამოყენებულ მაგნიტურ მასალებს უნდა ჰქონდეთ მაღალი ერთეულის მაგნიტური მოქმედება. ეს იმიტომ ხდება, რომ ჰუმანოიდ რობოტებს სჭირდებათ ენერგიის ეფექტური გარდაქმნა და მოძრაობის კონტროლი შეზღუდულ სივრცეში. მაგნიტურ კომპონენტებს მაღალი ერთეულის მაგნიტური ეფექტურობით შეუძლიათ უზრუნველყონ უფრო ძლიერი მაგნიტური ველის ძალა, რაც ძრავას უფრო მაღალი ეფექტურობისა და წარმადობის ხდის. ამავდროულად, მაღალი ერთეულის მაგნიტურ შესრულებას ასევე შეუძლია შეამციროს მაგნიტური კომპონენტის ზომა და წონა, რაც აკმაყოფილებს ჰუმანოიდური რობოტების მოთხოვნებს მსუბუქი წონისთვის.

4. მომავალი განვითარება

მაგნიტურმა კომპონენტებმა აჩვენეს შესანიშნავი ღირებულება მრავალ სფეროში მათი უნიკალური შესრულების გამო და მათი განვითარების პერსპექტივები ნათელია. სამრეწველო სფეროში, ეს არის მთავარი დამხმარე რობოტის ზუსტი პოზიციონირების, ეფექტური ნავიგაციის, ძლიერი შეკვრისა და ადსორბციის, ეფექტური გაწმენდისა და გამოვლენის და ძრავის ზუსტი კონტროლისთვის. ის შეუცვლელია სხვადასხვა ტიპის რობოტებში, როგორიცაა ჰუმანოიდური რობოტები, სახსრების ძრავები და მიკრო რობოტები. ბაზრის მოთხოვნის უწყვეტი გაფართოებით, ასევე იზრდება მოთხოვნები მაღალი ხარისხის მაგნიტურ კომპონენტებზე. საწარმოებმა მუდმივად უნდა გააუმჯობესონ პროდუქტის ხარისხი და ტექნიკური დონე განვითარების პროცესში, რათა შექმნან მაგნიტური კომპონენტის პროდუქტები უფრო მაღალი შესრულებით და უფრო საიმედო ხარისხით. ბაზრის მოთხოვნა და ტექნოლოგიური რეფორმები ხელს შეუწყობს მაგნიტური კომპონენტების ინდუსტრიას უფრო ფართო მომავლისკენ.