1. Rollen til magnetiske komponenter i roboter
1.1. Nøyaktig posisjonering
I robotsystemer er magnetiske sensorer mye brukt. For eksempel, i noen industriroboter, kan de innebygde magnetiske sensorene oppdage endringer i det omkringliggende magnetfeltet i sanntid. Denne deteksjonen kan nøyaktig bestemme posisjonen og retningen til roboten i tredimensjonalt rom, med en nøyaktighet på millimeter. I følge relevant datastatistikk er posisjoneringsfeilen til roboter plassert med magnetiske sensorer vanligvis innenfor±5 mm, som gir en pålitelig garanti for at roboter kan utføre høypresisjonsoppgaver i komplekse miljøer.
1.2. Effektiv navigering
De magnetiske stripene eller magnetiske markørene på bakken fungerer som navigasjonsveier og spiller en viktig rolle i scener som automatisert lager, logistikk og produksjonslinjer. Med intelligente håndteringsroboter som et eksempel, er teknologien for bruk av magnetstripe-navigasjon relativt moden, rimelig og nøyaktig og pålitelig i posisjonering. Etter å ha lagt magnetiske striper på operasjonslinjen, kan den intelligente roboten oppnå feilen mellom selve maskinen og målsporingsbanen gjennom det elektromagnetiske feltdatasignalet på banen, og fullføre navigasjonsarbeidet til maskintransporten gjennom nøyaktig og rimelig beregning og mål. I tillegg er magnetisk spikernavigasjon også en vanlig navigasjonsmetode. Dens anvendelsesprinsipp er å finne kjørebanen basert på det magnetiske datasignalet mottatt av navigasjonssensoren fra den magnetiske spikeren. Avstanden mellom de magnetiske neglene kan ikke være for stor. Når den er mellom to magnetiske spiker, vil håndteringsroboten være i tilstanden for koderberegning.
1.3. Sterk klemmeadsorpsjon
Å utstyre roboten med magnetiske klemmer kan forbedre robotens operasjonsevne betraktelig. For eksempel kan den nederlandske GOUDSMIT magnetklemmen enkelt installeres i produksjonslinjen og kan trygt håndtere ferromagnetiske produkter med en maksimal løftekapasitet på 600 kg. Den magnetiske griperen MG10 lansert av OnRobot har programmerbar kraft og er utstyrt med innebygde klemmer og deldeteksjonssensorer for produksjons-, bil- og romfartsfelt. Disse magnetiske klemmene kan klemme nesten hvilken som helst form eller form av jernholdige arbeidsstykker, og bare et lite kontaktområde kreves for å oppnå en sterk klemkraft.
1.4. Effektiv rengjøringsdeteksjon
Rengjøringsroboten kan effektivt rense metallfragmenter eller andre små gjenstander på bakken ved magnetisk adsorpsjon. For eksempel er en adsorpsjonsrenserobot utstyrt med en elektromagnet i det vifteformede sporet for å samvirke med slagkontrollbryteren, slik at når det vifteformede sporet går inn i det forhåndsbestemte området, slås elektromagneten av, slik at metallavfallet deler faller inn i oppsamlingssporet, og en avledningsstruktur er anordnet på bunnen av den vifteformede spalten for å samle opp avfallsvæsken. Samtidig kan magnetiske sensorer også brukes til å oppdage metallgjenstander på bakken, noe som hjelper roboten til å bedre tilpasse seg omgivelsene og reagere deretter.
1.5. Presisjonsmotorkontroll
I systemer som likestrømsmotorer og trinnmotorer er samspillet mellom magnetfeltet og motoren avgjørende. Med NdFeB magnetiske materialer som et eksempel, har den et høyt magnetisk energiprodukt og kan gi en sterk magnetisk feltkraft, slik at robotmotoren har egenskapene høy effektivitet, høy hastighet og høyt dreiemoment. For eksempel er et av materialene som brukes av Zhongke Sanhuan innen roboter, NdFeB. I motoren til roboten kan NdFeB-magneter brukes som permanente magneter til motoren for å gi en sterk magnetisk feltkraft, slik at motoren har egenskapene til høy effektivitet, høy hastighet og høyt dreiemoment. Samtidig, i robotens sensor, kan NdFeB-magneter brukes som kjernekomponenten i den magnetiske sensoren for å oppdage og måle magnetfeltinformasjonen rundt roboten.
2. Bruk av permanentmagnetroboter
2.1. Anvendelse av humanoide roboter
Disse nye feltene av humanoide roboter krever magnetiske komponenter for å realisere funksjoner som spenningskonvertering og EMC-filtrering. Maxim Technology sa at humanoide roboter trenger magnetiske komponenter for å fullføre disse viktige oppgavene. I tillegg brukes magnetiske komponenter også i humanoide roboter for å drive motorer og gi kraft til bevegelse av roboter. Når det gjelder sansesystemer, kan magnetiske komponenter nøyaktig sanse omgivelsene og gi grunnlag for robotens beslutningstaking. Når det gjelder bevegelseskontroll, kan magnetiske komponenter sikre robotens presise og stabile bevegelser, gi tilstrekkelig dreiemoment og kraft, og gjøre det mulig for humanoide roboter å utføre ulike komplekse bevegelsesoppgaver. For eksempel, når du bærer tunge gjenstander, kan sterkt dreiemoment sikre at roboten stabilt kan gripe og flytte gjenstander.
2.2. Påføring av leddmotorer
De permanente magnetkomponentene til den magnetiske rotoren for leddmotoren til roboten inkluderer en roterende mekanisme og en holdemekanisme. Den roterende ringen i den roterende mekanismen er koblet til monteringsrøret gjennom en støtteplate, og den ytre overflaten er utstyrt med et første monteringsspor for montering av den første magnetiske komponenten, og en varmeavledningskomponent er også tilveiebrakt for å forbedre varmeavledningseffektiviteten . Holderingen i holdemekanismen er forsynt med et andre monteringsspor for montering av den andre magnetiske komponenten. Når den er i bruk, kan holdemekanismen enkelt settes inne i det eksisterende leddmotorhuset gjennom holderringen, og den roterende mekanismen kan settes på den eksisterende leddmotorrotoren gjennom monteringsrøret, og monteringsrøret er festet og begrenset av holdehull. Varmespredningssporet øker kontaktarealet med den indre overflateveggen til det eksisterende leddmotorhuset, slik at holderingen effektivt kan overføre den absorberte varmen til motorhuset, og derved forbedre varmeavledningseffektiviteten. Når monteringsrøret roterer med rotoren, kan det drive den roterende ringen til å rotere gjennom støtteplaten. Den roterende ringen akselererer varmeavledningen gjennom den første kjøleribben og den andre kjøleribben festet på den ene siden av den varmeledende stripen. Samtidig kan luftstrømmen som genereres av rotasjonen av motorrotoren akselerere varmeutslippet inne i motoren gjennom varmeavledningsporten, og opprettholde det normale driftsmiljøet til den første magnetiske blokken og den andre magnetiske blokken. Dessuten er den første koblingsblokken og den andre koblingsblokken praktiske for installasjon og utskifting av det tilsvarende første L-formede setet eller det andre L-formede setet, slik at den første magnetiske blokken og den andre magnetiske blokken kan installeres enkelt og erstattes i henhold til den faktiske brukssituasjonen.
2.3. Mikrorobotapplikasjon
Ved å magnetisere mikroroboten kan den fleksibelt snu og bevege seg i et komplekst miljø. For eksempel kombinerte forskere ved Beijing Institute of Technology NdFeB-partikler med myke silikon-PDMS-materialer for å lage en mikromyk robot, og dekket overflaten med et biokompatibelt hydrogellag, og overvant adhesjonen mellom mikroobjektet og den myke spissen av roboten, og reduserte friksjonen mellom mikroroboten og underlaget, og redusere skade på biologiske mål. Det magnetiske drivsystemet består av et par vertikale elektromagneter. Mikroroboten snur og vibrerer i henhold til magnetfeltet. Fordi roboten er myk, kan den bøye kroppen sin fleksibelt og kan svinge seg i et komplekst todelt miljø. Ikke bare det, mikroroboten kan også manipulere mikroobjekter. I "bead moving"-spillet designet av forskerne, kan mikroroboten kontrolleres av magnetfeltet, gjennom lag med labyrinter for å "flytte" målperlene inn i målsporet. Denne oppgaven kan fullføres på bare noen få minutter. I fremtiden planlegger forskerne å redusere størrelsen på mikroroboten ytterligere og forbedre kontrollnøyaktigheten, noe som beviser at mikroroboten har et stort potensial for intravaskulær operasjon.
3. Robotkrav for magnetiske komponenter
Verdien av en enkelt magnetisk komponent i en humanoid robot er 3,52 ganger den til en NdFeB-magnet. Det kreves at den magnetiske komponenten har egenskapene til stort dreiemoment, liten magnetisk deklinasjon, liten motorstørrelse og høye magnetiske ytelseskrav til enheten. Det kan oppgraderes fra et enkelt magnetisk materiale til et magnetisk komponentprodukt.
3.1. Stort dreiemoment
Dreiemomentet til en permanent magnet synkronmotor påvirkes av flere faktorer, blant annet magnetfeltstyrken er en av nøkkelfaktorene. Det permanente magnetmaterialet og den optimaliserte magnetiske kretsstrukturen i den magnetiske komponenten kan øke magnetfeltstyrken, og dermed forbedre dreiemomentutgangen til motoren. For eksempel påvirker størrelsen på det magnetiske stålet direkte magnetfeltstyrken til motoren. Generelt, jo større magnetisk stål, jo større er magnetfeltstyrken. En større magnetisk feltstyrke kan gi en sterkere magnetisk kraft, og dermed øke dreiemomentet til motoren. I humanoide roboter kreves et større dreiemoment for å øke bæreevnen for å fullføre ulike komplekse oppgaver, som å bære tunge gjenstander.
3.2. Liten magnetisk deklinasjon
En liten magnetisk deklinasjon kan redusere bevegelsesfeil. I bevegelseskontroll av humanoide roboter er presise bevegelser avgjørende. Hvis den magnetiske deklinasjonen er for stor, vil utgangsmomentet til motoren være ustabilt, og dermed påvirke robotens bevegelsesnøyaktighet. Derfor krever humanoide roboter svært små magnetiske deklinasjonsvinkler for magnetiske komponenter for å sikre nøyaktige bevegelser av roboten.
3.3. Liten motorstørrelse
Utformingen av humanoide roboter må vanligvis vurdere plassbegrensninger, så motorstørrelsen på den magnetiske komponenten må være liten. Gjennom fornuftig viklingsdesign, optimalisering av magnetisk kretsstruktur og valg av akseldiameter, kan dreiemomenttettheten til motoren forbedres, og derved oppnå større dreiemomentutgang samtidig som størrelsen på motoren reduseres. Dette kan gjøre strukturen til roboten mer kompakt og forbedre fleksibiliteten og tilpasningsevnen til roboten.
3.4. Høye enhetsmagnetiske ytelseskrav
De magnetiske materialene som brukes i humanoide roboter må ha høy magnetisk ytelse. Dette er fordi humanoide roboter trenger å oppnå effektiv energikonvertering og bevegelseskontroll på et begrenset sted. Magnetiske komponenter med høy enhetsmagnetisk ytelse kan gi sterkere magnetfeltkraft, noe som gjør at motoren har høyere effektivitet og ytelse. Samtidig kan høy enhetsmagnetisk ytelse også redusere størrelsen og vekten på den magnetiske komponenten, og oppfylle kravene til humanoide roboter for lettvekt.
4. Fremtidig utvikling
Magnetiske komponenter har vist utmerket verdi på mange felt på grunn av deres unike ytelse, og deres utviklingsutsikter er lyse. På industriområdet er det et nøkkelhjelpemiddel for presis robotposisjonering, effektiv navigering, sterk innspenning og adsorpsjon, effektiv rengjøring og deteksjon og presis motorkontroll. Det er uunnværlig i forskjellige typer roboter som humanoide roboter, leddmotorer og mikroroboter. Med den kontinuerlige utvidelsen av markedsetterspørselen øker også kravene til høyytelses magnetiske komponenter. Bedrifter må kontinuerlig forbedre produktkvaliteten og det tekniske nivået i utviklingsprosessen for å lage magnetiske komponentprodukter med høyere ytelse og mer pålitelig kvalitet. Markedsetterspørsel og teknologiske reformer vil videre fremme den magnetiske komponentindustrien mot en bredere fremtid.
Innleggstid: 19. november 2024