1. O papel dos componentes magnéticos nos robôs
1.1. Posicionamento preciso
Em sistemas robóticos, sensores magnéticos são amplamente utilizados. Por exemplo, em alguns robôs industriais, os sensores magnéticos integrados podem detectar alterações no campo magnético circundante em tempo real. Essa detecção pode determinar com precisão a posição e direção do robô no espaço tridimensional, com precisão de milímetros. De acordo com estatísticas de dados relevantes, o erro de posicionamento de robôs posicionados por sensores magnéticos está geralmente dentro±5 mm, que oferece uma garantia confiável para que os robôs executem tarefas de alta precisão em ambientes complexos.
1.2. Navegação eficiente
As tiras magnéticas ou marcadores magnéticos no solo servem como caminhos de navegação e desempenham um papel importante em cenários como armazenamento automatizado, logística e linhas de produção. Tomando como exemplo robôs de manuseio inteligentes, a tecnologia de uso de navegação por faixa magnética é relativamente madura, de baixo custo e precisa e confiável no posicionamento. Depois de colocar as tiras magnéticas na linha de operação, o robô inteligente pode obter o erro entre a própria máquina e o caminho de rastreamento do alvo através do sinal de dados do campo eletromagnético no caminho e completar o trabalho de navegação do transporte da máquina por meio de cálculos precisos e razoáveis e medição. Além disso, a navegação magnética por pregos também é um método de navegação comum. Seu princípio de aplicação é encontrar o caminho de condução com base no sinal de dados magnéticos recebido pelo sensor de navegação do prego magnético. A distância entre os pregos magnéticos não pode ser muito grande. Quando entre dois pregos magnéticos, o robô de manuseio estará no estado de cálculo do codificador.
1.3. Adsorção de fixação forte
Equipar o robô com pinças magnéticas pode melhorar muito a capacidade operacional do robô. Por exemplo, a pinça magnética holandesa GOUDSMIT pode ser facilmente instalada na linha de produção e pode manusear com segurança produtos ferromagnéticos com capacidade máxima de elevação de 600 kg. A pinça magnética MG10 lançada pela OnRobot tem força programável e está equipada com pinças integradas e sensores de detecção de peças para os campos de manufatura, automotivo e aeroespacial. Esses grampos magnéticos podem fixar quase qualquer formato ou formato de peças ferrosas, e apenas uma pequena área de contato é necessária para obter uma forte força de fixação.
1.4. Detecção de limpeza eficaz
O robô de limpeza pode limpar com eficácia fragmentos de metal ou outros pequenos objetos no solo por adsorção magnética. Por exemplo, um robô de limpeza por adsorção é equipado com um eletroímã na fenda em forma de leque para cooperar com o interruptor de controle de curso, de modo que quando a fenda em forma de leque entra na área predeterminada, o eletroímã é desligado, de modo que os resíduos de metal as peças caem na fenda de coleta e uma estrutura de desvio é fornecida na parte inferior da fenda em forma de leque para coletar o líquido residual. Ao mesmo tempo, sensores magnéticos também podem ser usados para detectar objetos metálicos no solo, ajudando o robô a se adaptar melhor ao ambiente e a responder de acordo.
1.5. Controle preciso do motor
Em sistemas como motores CC e motores de passo, a interação entre o campo magnético e o motor é crucial. Tomando como exemplo os materiais magnéticos NdFeB, ele possui um produto de alta energia magnética e pode fornecer uma forte força de campo magnético, de modo que o motor do robô tenha as características de alta eficiência, alta velocidade e alto torque. Por exemplo, um dos materiais utilizados por Zhongke Sanhuan na área de robôs é o NdFeB. No motor do robô, os ímãs NdFeB podem ser usados como ímãs permanentes do motor para fornecer uma forte força de campo magnético, de modo que o motor tenha as características de alta eficiência, alta velocidade e alto torque. Ao mesmo tempo, no sensor do robô, os ímãs NdFeB podem ser usados como componente central do sensor magnético para detectar e medir as informações do campo magnético ao redor do robô.
2. Aplicação de robôs de ímã permanente
2.1. Aplicação de robôs humanóides
Esses campos emergentes de robôs humanóides requerem componentes magnéticos para realizar funções como conversão de tensão e filtragem EMC. A Maxim Technology disse que os robôs humanóides precisam de componentes magnéticos para completar essas tarefas importantes. Além disso, componentes magnéticos também são usados em robôs humanóides para acionar motores e fornecer energia para o movimento dos robôs. Em termos de sistemas de detecção, os componentes magnéticos podem detectar com precisão o ambiente circundante e fornecer uma base para a tomada de decisões do robô. Em termos de controle de movimento, os componentes magnéticos podem garantir movimentos precisos e estáveis do robô, fornecer torque e potência suficientes e permitir que robôs humanóides concluam várias tarefas de movimento complexas. Por exemplo, ao transportar objetos pesados, um forte torque pode garantir que o robô possa agarrar e mover objetos de maneira estável.
2.2. Aplicação de motores conjuntos
Os componentes de ímã permanente do rotor magnético para o motor conjunto do robô incluem um mecanismo rotativo e um mecanismo de retenção. O anel rotativo no mecanismo rotativo é conectado ao tubo de montagem através de uma placa de suporte, e a superfície externa é fornecida com uma primeira ranhura de montagem para montar o primeiro componente magnético, e um componente de dissipação de calor também é fornecido para melhorar a eficiência de dissipação de calor . O anel de retenção no mecanismo de retenção é fornecido com uma segunda ranhura de montagem para montagem do segundo componente magnético. Quando em uso, o mecanismo de retenção pode ser convenientemente colocado dentro da carcaça do motor de junta existente através do anel de retenção, e o mecanismo de rotação pode ser ajustado no rotor do motor de junta existente através do tubo de montagem, e o tubo de montagem é fixado e restringido pelo furo de retenção. A ranhura de dissipação de calor aumenta a área de contato com a parede da superfície interna da carcaça do motor comum existente, de modo que o anel de retenção possa transferir com eficiência o calor absorvido para a carcaça do motor, melhorando assim a eficiência de dissipação de calor. Quando o tubo de montagem gira com o rotor, ele pode fazer com que o anel giratório gire através da placa de suporte. O anel giratório acelera a dissipação de calor através do primeiro dissipador de calor e do segundo dissipador de calor fixado em um lado da tira condutora de calor. Ao mesmo tempo, o fluxo de ar gerado pela rotação do rotor do motor pode acelerar a descarga de calor dentro do motor através da porta de dissipação de calor, mantendo o ambiente operacional normal do primeiro bloco magnético e do segundo bloco magnético. Além disso, o primeiro bloco de conexão e o segundo bloco de conexão são convenientes para a instalação e substituição da primeira sede em forma de L correspondente ou da segunda sede em forma de L, de modo que o primeiro bloco magnético e o segundo bloco magnético possam ser convenientemente instalados e substituído de acordo com a situação real de uso.
2.3. Aplicação de microrobô
Ao magnetizar o microrobô, ele pode girar e mover-se com flexibilidade em um ambiente complexo. Por exemplo, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Pequim combinaram partículas de NdFeB com materiais PDMS de silicone macio para fazer um microrobô macio e cobriram a superfície com uma camada de hidrogel biocompatível, superando a adesão entre o microobjeto e a ponta macia do robô, reduzindo o atrito entre o micro robô e o substrato, e reduzindo danos aos alvos biológicos. O sistema de acionamento magnético consiste em um par de eletroímãs verticais. O micro robô gira e vibra de acordo com o campo magnético. Como o robô é macio, ele pode dobrar seu corpo com flexibilidade e girar com flexibilidade em um ambiente bifurcado complexo. Além disso, o microrobô também pode manipular microobjetos. No jogo de “mover contas” desenvolvido pelos pesquisadores, o microrobô pode ser controlado pelo campo magnético, através de camadas de labirintos para “mover” as contas alvo para dentro da ranhura alvo. Esta tarefa pode ser concluída em apenas alguns minutos. No futuro, os pesquisadores planejam reduzir ainda mais o tamanho do microrobô e melhorar sua precisão de controle, o que prova que o microrobô tem grande potencial para operação intravascular.
3. Requisitos do robô para componentes magnéticos
O valor de um único componente magnético de um robô humanóide é 3,52 vezes maior que o de um ímã NdFeB. O componente magnético deve ter as características de grande torque, pequena declinação magnética, tamanho pequeno do motor e altos requisitos de desempenho magnético da unidade. Ele pode ser atualizado de um simples material magnético para um produto de componente magnético.
3.1. Grande torque
O torque de um motor síncrono de ímã permanente é afetado por múltiplos fatores, entre os quais a intensidade do campo magnético é um dos principais fatores. O material do ímã permanente e a estrutura otimizada do circuito magnético no componente magnético podem aumentar a intensidade do campo magnético, melhorando assim a saída de torque do motor. Por exemplo, o tamanho do aço magnético afeta diretamente a intensidade do campo magnético do motor. Geralmente, quanto maior for o aço magnético, maior será a intensidade do campo magnético. Uma força de campo magnético maior pode fornecer uma força magnética mais forte, aumentando assim a saída de torque do motor. Em robôs humanóides, é necessário um torque maior para aumentar a capacidade de carga para completar várias tarefas complexas, como carregar objetos pesados.
3.2. Pequena declinação magnética
Uma pequena declinação magnética pode reduzir erros de movimento. No controle de movimento de robôs humanóides, movimentos precisos são cruciais. Se a declinação magnética for muito grande, o torque de saída do motor será instável, afetando assim a precisão do movimento do robô. Portanto, os robôs humanóides requerem ângulos de declinação magnética muito pequenos dos componentes magnéticos para garantir movimentos precisos do robô.
3.3. Tamanho pequeno do motor
O projeto de robôs humanóides geralmente precisa considerar as limitações de espaço, portanto, o tamanho do motor do componente magnético deve ser pequeno. Através de um projeto de enrolamento razoável, otimização da estrutura do circuito magnético e seleção do diâmetro do eixo, a densidade de torque do motor pode ser melhorada, alcançando assim maior saída de torque e reduzindo o tamanho do motor. Isto pode tornar a estrutura do robô mais compacta e melhorar a flexibilidade e adaptabilidade do robô.
3.4. Requisitos de alto desempenho magnético da unidade
Os materiais magnéticos usados em robôs humanóides precisam ter alto desempenho magnético unitário. Isso ocorre porque os robôs humanóides precisam alcançar uma conversão eficiente de energia e controle de movimento em um espaço limitado. Componentes magnéticos com alto desempenho magnético da unidade podem fornecer uma força de campo magnético mais forte, fazendo com que o motor tenha maior eficiência e desempenho. Ao mesmo tempo, o alto desempenho magnético da unidade também pode reduzir o tamanho e o peso do componente magnético, atendendo aos requisitos de peso leve dos robôs humanóides.
4. Desenvolvimento futuro
Os componentes magnéticos têm demonstrado excelente valor em muitos campos devido ao seu desempenho único e suas perspectivas de desenvolvimento são brilhantes. No campo industrial, é uma ajuda fundamental para o posicionamento preciso do robô, navegação eficiente, forte fixação e adsorção, limpeza e detecção eficazes e controle preciso do motor. É indispensável em diferentes tipos de robôs, como robôs humanóides, motores articulados e micro robôs. Com a contínua expansão da demanda do mercado, os requisitos para componentes magnéticos de alto desempenho também estão aumentando. As empresas precisam melhorar continuamente a qualidade do produto e o nível técnico no processo de desenvolvimento para criar produtos de componentes magnéticos com maior desempenho e qualidade mais confiável. A procura do mercado e as reformas tecnológicas promoverão ainda mais a indústria de componentes magnéticos rumo a um futuro mais amplo.
Horário da postagem: 19 de novembro de 2024
