1. Rolul componentelor magnetice la roboți
1.1. Poziționare precisă
În sistemele robotizate, senzorii magnetici sunt utilizați pe scară largă. De exemplu, la unii roboți industriali, senzorii magnetici încorporați pot detecta modificări în câmpul magnetic din jur în timp real. Această detectare poate determina cu precizie poziția și direcția robotului în spațiul tridimensional, cu o precizie de milimetri. Conform statisticilor relevante ale datelor, eroarea de poziționare a roboților poziționați de senzori magnetici este de obicei înăuntru±5 mm, care oferă o garanție de încredere pentru roboți pentru a efectua sarcini de înaltă precizie în medii complexe.
1.2. Navigare eficientă
Benzile magnetice sau marcajele magnetice de la sol servesc ca căi de navigație și joacă un rol important în scene precum depozitarea automată, logistica și liniile de producție. Luând ca exemplu roboții de manipulare inteligentă, tehnologia de utilizare a navigației cu bandă magnetică este relativ matură, ieftină și precisă și fiabilă în poziționare. După așezarea benzilor magnetice pe linia de operare, robotul inteligent poate obține eroarea dintre mașină în sine și traseul de urmărire a țintei prin semnalul de date de câmp electromagnetic de pe traseu și poate finaliza munca de navigare a transportului mașinii printr-un calcul precis și rezonabil și măsurare. În plus, navigația cu unghii magnetice este, de asemenea, o metodă obișnuită de navigare. Principiul său de aplicare este găsirea traseului de conducere pe baza semnalului de date magnetice primit de senzorul de navigație de la cuiul magnetic. Distanța dintre unghiile magnetice nu poate fi prea mare. Când se află între două cuie magnetice, robotul de manipulare va fi în starea de calcul al codificatorului.
1.3. Adsorbție de prindere puternică
Echiparea robotului cu cleme magnetice poate îmbunătăți considerabil capacitatea de operare a robotului. De exemplu, clema magnetică olandeză GOUDSMIT poate fi instalată cu ușurință în linia de producție și poate manipula în siguranță produse feromagnetice cu o capacitate maximă de ridicare de 600 kg. Gripperul magnetic MG10 lansat de OnRobot are forță programabilă și este echipat cu cleme încorporate și senzori de detectare a pieselor pentru domeniile producție, auto și aerospațial. Aceste cleme magnetice pot prinde aproape orice formă sau formă de piese feroase și este necesară doar o zonă de contact mică pentru a obține o forță de strângere puternică.
1.4. Detectare eficientă a curățării
Robotul de curățare poate curăța eficient fragmentele de metal sau alte obiecte mici de pe sol prin adsorbție magnetică. De exemplu, un robot de curățare prin adsorbție este echipat cu un electromagnet în fanta în formă de evantai pentru a coopera cu comutatorul de control al cursei, astfel încât atunci când fanta în formă de ventilator intră în zona predeterminată, electromagnetul este oprit, astfel încât deșeurile metalice. piesele cad în fanta de colectare și o structură de deviere este prevăzută în partea de jos a fantei în formă de evantai pentru a colecta lichidul rezidual. În același timp, senzorii magnetici pot fi folosiți și pentru a detecta obiectele metalice de pe sol, ajutând robotul să se adapteze mai bine mediului și să răspundă în consecință.
1.5. Control de precizie a motorului
În sisteme precum motoarele de curent continuu și motoarele pas cu pas, interacțiunea dintre câmpul magnetic și motor este crucială. Luând ca exemplu materialele magnetice NdFeB, are un produs de energie magnetică ridicată și poate oferi o forță puternică a câmpului magnetic, astfel încât motorul robotului are caracteristicile de înaltă eficiență, viteză mare și cuplu mare. De exemplu, unul dintre materialele folosite de Zhongke Sanhuan în domeniul roboților este NdFeB. În motorul robotului, magneții NdFeB pot fi utilizați ca magneți permanenți ai motorului pentru a oferi o forță puternică a câmpului magnetic, astfel încât motorul să aibă caracteristicile de înaltă eficiență, viteză mare și cuplu mare. În același timp, în senzorul robotului, magneții NdFeB pot fi utilizați ca componentă centrală a senzorului magnetic pentru a detecta și măsura informațiile câmpului magnetic din jurul robotului.
2. Aplicarea roboților cu magnet permanenți
2.1. Aplicarea roboților umanoizi
Aceste câmpuri emergente ale roboților umanoizi necesită componente magnetice pentru a realiza funcții precum conversia tensiunii și filtrarea EMC. Maxim Technology a spus că roboții umanoizi au nevoie de componente magnetice pentru a îndeplini aceste sarcini importante. În plus, componentele magnetice sunt, de asemenea, folosite la roboții umanoizi pentru a conduce motoare și pentru a furniza putere pentru mișcarea roboților. În ceea ce privește sistemele de detectare, componentele magnetice pot detecta cu acuratețe mediul înconjurător și pot oferi o bază pentru luarea deciziilor robotului. În ceea ce privește controlul mișcării, componentele magnetice pot asigura mișcările precise și stabile ale robotului, pot oferi suficient cuplu și putere și le permit roboților umanoizi să finalizeze diverse sarcini complexe de mișcare. De exemplu, atunci când transportați obiecte grele, un cuplu puternic poate asigura că robotul poate apuca și muta obiectele în mod stabil.
2.2. Aplicarea motoarelor de îmbinare
Componentele cu magnet permanenți ale rotorului magnetic pentru motorul de îmbinare al robotului includ un mecanism de rotație și un mecanism de reținere. Inelul rotativ din mecanismul de rotație este conectat la tubul de montare printr-o placă de susținere, iar suprafața exterioară este prevăzută cu o primă canelură de montare pentru montarea primei componente magnetice și este prevăzută și o componentă de disipare a căldurii pentru a îmbunătăți eficiența disipării căldurii. . Inelul de reținere din mecanismul de reținere este prevăzut cu o a doua canelură de montare pentru montarea celei de-a doua componente magnetice. Când este utilizat, mecanismul de reținere poate fi fixat în mod convenabil în interiorul carcasei motorului comun existent prin inelul de reținere, iar mecanismul de rotație poate fi setat pe rotorul motorului comun existent prin tubul de montare, iar tubul de montare este fixat și restricționat de orificiu de reținere. Canelura de disipare a căldurii mărește zona de contact cu peretele de suprafață interior al carcasei motorului de îmbinare existentă, astfel încât inelul de reținere poate transfera eficient căldura absorbită către carcasa motorului, îmbunătățind astfel eficiența disipării căldurii. Când tubul de montare se rotește cu rotorul, acesta poate conduce inelul rotativ să se rotească prin placa de sprijin. Inelul rotativ accelerează disiparea căldurii prin primul radiator și al doilea radiator fixat pe o parte a benzii conductoare de căldură. În același timp, fluxul de aer generat de rotația rotorului motorului poate accelera descărcarea de căldură în interiorul motorului prin portul de disipare a căldurii, menținând mediul normal de funcționare al primului bloc magnetic și al celui de-al doilea bloc magnetic. Mai mult, primul bloc de conectare și al doilea bloc de conectare sunt convenabile pentru instalarea și înlocuirea primului scaun în formă de L corespunzător sau a celui de-al doilea scaun în formă de L, astfel încât primul bloc magnetic și al doilea bloc magnetic să poată fi instalate convenabil și înlocuit în funcție de situația reală de utilizare.
2.3. Aplicație pentru microroboți
Prin magnetizarea microrobotului, acesta se poate întoarce și se poate mișca în mod flexibil într-un mediu complex. De exemplu, cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Beijing au combinat particule de NdFeB cu materiale PDMS din silicon moale pentru a face un micro robot moale și au acoperit suprafața cu un strat de hidrogel biocompatibil, depășind aderența dintre micro-obiect și vârful moale al robotului, reducând frecarea dintre microrobot și substrat și reducerea daunelor aduse țintelor biologice. Sistemul de antrenare magnetică constă dintr-o pereche de electromagneți verticali. Microrobotul se întoarce și vibrează în funcție de câmpul magnetic. Deoarece robotul este moale, își poate îndoi corpul în mod flexibil și se poate întoarce flexibil într-un mediu complex bifurcat. Nu numai atât, microrobotul poate manipula și micro-obiecte. În jocul „de mișcare a mărgelelor” conceput de cercetători, microrobotul poate fi controlat de câmpul magnetic, prin straturi de labirinturi pentru a „deplasa” margelele țintă în canelura țintă. Această sarcină poate fi finalizată în doar câteva minute. În viitor, cercetătorii intenționează să reducă și mai mult dimensiunea microrobotului și să îmbunătățească acuratețea controlului acestuia, ceea ce demonstrează că microrobotul are un potențial mare pentru operație intravasculară.
3. Cerințe de robot pentru componente magnetice
Valoarea unei singure componente magnetice a unui robot umanoid este de 3,52 ori mai mare decât a unui magnet NdFeB. Componenta magnetică trebuie să aibă caracteristicile unui cuplu mare, declinație magnetică mică, dimensiune redusă a motorului și cerințe de performanță magnetică a unității ridicate. Poate fi actualizat de la un simplu material magnetic la un produs cu componentă magnetică.
3.1. Cuplu mare
Cuplul unui motor sincron cu magnet permanent este afectat de multipli factori, printre care intensitatea câmpului magnetic este unul dintre factorii cheie. Materialul cu magnet permanent și structura optimizată a circuitului magnetic din componenta magnetică pot crește puterea câmpului magnetic, îmbunătățind astfel puterea de cuplu a motorului. De exemplu, dimensiunea oțelului magnetic afectează direct puterea câmpului magnetic al motorului. În general, cu cât oțelul magnetic este mai mare, cu atât intensitatea câmpului magnetic este mai mare. O intensitate mai mare a câmpului magnetic poate furniza o forță magnetică mai puternică, crescând astfel puterea de ieșire a cuplului motorului. La roboții umanoizi, este necesar un cuplu mai mare pentru a crește capacitatea portantă pentru a îndeplini diverse sarcini complexe, cum ar fi transportul de obiecte grele.
3.2. Declinație magnetică mică
O mică declinație magnetică poate reduce erorile de mișcare. În controlul mișcării roboților umanoizi, mișcările precise sunt cruciale. Dacă declinația magnetică este prea mare, cuplul de ieșire al motorului va fi instabil, afectând astfel precizia mișcării robotului. Prin urmare, roboții umanoizi necesită unghiuri de declinare magnetică foarte mici ale componentelor magnetice pentru a asigura mișcări precise ale robotului.
3.3. Dimensiuni mici ale motorului
Designul roboților umanoizi trebuie de obicei să ia în considerare limitările de spațiu, astfel încât dimensiunea motorului componentei magnetice trebuie să fie mică. Prin proiectarea rezonabilă a înfășurării, optimizarea structurii circuitului magnetic și selectarea diametrului arborelui, densitatea cuplului motorului poate fi îmbunătățită, obținând astfel un cuplu mai mare, reducând în același timp dimensiunea motorului. Acest lucru poate face structura robotului mai compactă și poate îmbunătăți flexibilitatea și adaptabilitatea robotului.
3.4. Cerințe ridicate de performanță magnetică a unității
Materialele magnetice folosite la roboții umanoizi trebuie să aibă performanțe magnetice unitare ridicate. Acest lucru se datorează faptului că roboții umanoizi trebuie să realizeze o conversie eficientă a energiei și un control al mișcării într-un spațiu limitat. Componentele magnetice cu performanță magnetică unitară ridicată pot oferi o forță de câmp magnetic mai puternică, ceea ce face ca motorul să aibă o eficiență și performanță mai ridicate. În același timp, performanța magnetică ridicată a unității poate reduce, de asemenea, dimensiunea și greutatea componentei magnetice, îndeplinind cerințele roboților umanoizi pentru greutate redusă.
4. Dezvoltare viitoare
Componentele magnetice au arătat o valoare excelentă în multe domenii datorită performanței lor unice, iar perspectivele lor de dezvoltare sunt luminoase. În domeniul industrial, este un ajutor cheie pentru poziționarea precisă a robotului, navigarea eficientă, prindere și adsorbție puternice, curățare și detectare eficiente și control precis al motorului. Este indispensabil în diferite tipuri de roboți, cum ar fi roboții umanoizi, motoarele articulare și microroboții. Odată cu creșterea continuă a cererii de pe piață, cerințele pentru componente magnetice de înaltă performanță cresc și ele. Întreprinderile trebuie să îmbunătățească continuu calitatea produsului și nivelul tehnic în procesul de dezvoltare pentru a crea produse cu componente magnetice cu performanțe mai mari și o calitate mai fiabilă. Cererea de pe piață și reformele tehnologice vor promova în continuare industria componentelor magnetice către un viitor mai larg.
Ora postării: 19-11-2024
