1. Vloga magnetnih komponent v robotih
1.1. Natančno pozicioniranje
V robotskih sistemih se magnetni senzorji pogosto uporabljajo. Na primer, v nekaterih industrijskih robotih lahko vgrajeni magnetni senzorji zaznajo spremembe v okoliškem magnetnem polju v realnem času. To zaznavanje lahko natančno določi položaj in smer robota v tridimenzionalnem prostoru, z natančnostjo milimetrov. Glede na ustrezne statistične podatke je napaka pozicioniranja robotov, pozicioniranih z magnetnimi senzorji, običajno znotraj±5 mm, kar zagotavlja zanesljivo jamstvo za robote za opravljanje visoko natančnih nalog v kompleksnih okoljih.
1.2. Učinkovita navigacija
Magnetni trakovi ali magnetni označevalci na tleh služijo kot navigacijske poti in imajo pomembno vlogo v prizorih, kot so avtomatizirano skladiščenje, logistika in proizvodne linije. Če za primer vzamemo inteligentne robote za upravljanje, je tehnologija uporabe navigacije z magnetnim trakom relativno zrela, poceni ter natančna in zanesljiva pri določanju položaja. Po polaganju magnetnih trakov na delovno linijo lahko inteligentni robot pridobi napako med samim strojem in potjo sledenja cilju prek podatkovnega signala elektromagnetnega polja na poti ter dokonča navigacijsko delo transporta stroja z natančnim in razumnim izračunom in merjenje. Poleg tega je običajna navigacijska metoda tudi magnetna navigacija za nohte. Načelo njegove uporabe je iskanje vozne poti na podlagi signala magnetnih podatkov, ki ga prejme navigacijski senzor z magnetnega žeblja. Razdalja med magnetnimi žeblji ne sme biti prevelika. Ko je med dvema magnetnima žebljema, bo upravljalni robot v stanju izračuna kodirnika.
1.3. Močna vpenjalna adsorpcija
Opremljanje robota z magnetnimi sponami lahko močno izboljša njegovo delovanje. Na primer, nizozemsko magnetno objemko GOUDSMIT je mogoče enostavno namestiti v proizvodno linijo in lahko varno prenaša feromagnetne izdelke z največjo dvižno zmogljivostjo 600 kg. Magnetno prijemalo MG10, ki ga je lansiral OnRobot, ima silo, ki jo je mogoče programirati, in je opremljeno z vgrajenimi sponami in senzorji za zaznavanje delov za proizvodna, avtomobilska in vesoljska področja. Te magnetne spone lahko vpnejo skoraj vsako obliko ali obliko železnih obdelovancev, za doseganje močne vpenjalne sile pa je potrebna le majhna kontaktna površina.
1.4. Učinkovito zaznavanje čiščenja
Čistilni robot lahko z magnetno adsorpcijo učinkovito očisti kovinske drobce ali druge majhne predmete na tleh. Adsorpcijski čistilni robot je na primer opremljen z elektromagnetom v pahljačasti reži, ki sodeluje s stikalom za krmiljenje giba, tako da ko pahljačasta reža vstopi v vnaprej določeno območje, se elektromagnet izklopi, tako da kovinski odpadki deli padejo v zbirno režo, na dnu pahljačaste reže pa je predvidena preusmeritvena struktura za zbiranje odpadne tekočine. Hkrati se lahko magnetni senzorji uporabljajo tudi za zaznavanje kovinskih predmetov na tleh, kar pomaga robotu, da se bolje prilagodi okolju in se ustrezno odzove.
1.5. Natančno krmiljenje motorja
V sistemih, kot so enosmerni motorji in koračni motorji, je interakcija med magnetnim poljem in motorjem ključna. Če za primer vzamemo magnetne materiale NdFeB, ima produkt visoke magnetne energije in lahko zagotovi močno silo magnetnega polja, tako da ima motor robota značilnosti visoke učinkovitosti, visoke hitrosti in velikega navora. Na primer, eden od materialov, ki jih uporablja Zhongke Sanhuan na področju robotov, je NdFeB. V motorju robota se lahko magneti NdFeB uporabljajo kot trajni magneti motorja za zagotavljanje močne sile magnetnega polja, tako da ima motor značilnosti visoke učinkovitosti, visoke hitrosti in velikega navora. Hkrati se lahko v robotovem senzorju magneti NdFeB uporabijo kot glavna komponenta magnetnega senzorja za zaznavanje in merjenje informacij o magnetnem polju okoli robota.
2. Uporaba robotov s trajnimi magneti
2.1. Uporaba humanoidnih robotov
Ta nastajajoča področja humanoidnih robotov zahtevajo magnetne komponente za izvajanje funkcij, kot sta pretvorba napetosti in filtriranje EMC. Maxim Technology je dejal, da humanoidni roboti potrebujejo magnetne komponente za dokončanje teh pomembnih nalog. Poleg tega se magnetne komponente uporabljajo tudi v humanoidnih robotih za pogon motorjev in zagotavljajo moč za gibanje robotov. Kar zadeva sisteme zaznavanja, lahko magnetne komponente natančno zaznavajo okoliško okolje in zagotavljajo osnovo za robotovo odločanje. Z vidika nadzora gibanja lahko magnetne komponente zagotovijo natančne in stabilne gibe robota, zagotovijo zadosten navor in moč ter omogočijo humanoidnim robotom, da opravijo različne zapletene gibalne naloge. Na primer, pri prenašanju težkih predmetov lahko močan navor zagotovi, da lahko robot stabilno prime in premika predmete.
2.2. Uporaba spojnih motorjev
Komponente trajnega magneta magnetnega rotorja za spojni motor robota vključujejo vrtljivi mehanizem in zadrževalni mehanizem. Vrtljivi obroč v vrtljivem mehanizmu je povezan z montažno cevjo prek nosilne plošče, zunanja površina pa je opremljena s prvim montažnim utorom za namestitev prve magnetne komponente, zagotovljena pa je tudi komponenta za odvajanje toplote za izboljšanje učinkovitosti odvajanja toplote. . Zadrževalni obroč v zadrževalnem mehanizmu je opremljen z drugim pritrdilnim utorom za namestitev druge magnetne komponente. Ko je v uporabi, lahko zadrževalni mehanizem priročno nastavite znotraj obstoječega ohišja skupnega motorja skozi zadrževalni obroč, vrtljivi mehanizem pa lahko nastavite na obstoječi rotor skupnega motorja skozi montažno cev, montažna cev pa je pritrjena in omejena z zadrževalna luknja. Žleb za odvajanje toplote poveča kontaktno površino z notranjo površinsko steno obstoječega spojnega ohišja motorja, tako da lahko zadrževalni obroč učinkovito prenaša absorbirano toploto na ohišje motorja in s tem izboljša učinkovitost odvajanja toplote. Ko se montažna cev vrti z rotorjem, lahko poganja vrtljivi obroč, da se vrti skozi podporno ploščo. Vrtljivi obroč pospešuje odvajanje toplote skozi prvi hladilnik in drugi hladilnik, pritrjen na eni strani toplotno prevodnega traku. Hkrati lahko pretočni zračni tok, ki ga ustvari vrtenje rotorja motorja, pospeši odvajanje toplote znotraj motorja skozi odprtino za odvajanje toplote, s čimer se ohranja normalno delovno okolje prvega magnetnega bloka in drugega magnetnega bloka. Poleg tega sta prvi povezovalni blok in drugi povezovalni blok primerna za namestitev in zamenjavo ustreznega prvega sedeža v obliki črke L ali drugega sedeža v obliki črke L, tako da je mogoče prvi magnetni blok in drugi magnetni blok priročno namestiti in zamenjati glede na dejansko uporabo.
2.3. Aplikacija mikro robota
Z magnetizacijo mikro robota se lahko prožno obrača in premika v kompleksnem okolju. Raziskovalci na Pekinškem tehnološkem inštitutu so na primer združili delce NdFeB z mehkimi silikonskimi materiali PDMS, da bi naredili mikro mehkega robota, in površino prekrili z biokompatibilno plastjo hidrogela, s čimer so premagali oprijem med mikro predmetom in mehko konico robota ter zmanjšali trenje med mikro robotom in podlago ter zmanjšanje poškodb bioloških tarč. Magnetni pogonski sistem je sestavljen iz para vertikalnih elektromagnetov. Mikro robot se obrača in vibrira glede na magnetno polje. Ker je robot mehak, lahko prožno upogiba svoje telo in se lahko prožno obrača v zapletenem razcepljenem okolju. Ne samo to, mikro robot lahko manipulira tudi z mikro predmeti. V igri »premikanje kroglic«, ki so jo zasnovali raziskovalci, lahko mikro robota nadzira magnetno polje skozi plasti labirintov, da »premakne« ciljne kroglice v ciljni utor. To nalogo lahko opravite v samo nekaj minutah. V prihodnosti nameravajo raziskovalci še zmanjšati velikost mikro robota in izboljšati njegovo natančnost upravljanja, kar dokazuje, da ima mikro robot velik potencial za intravaskularno delovanje.
3. Robotske zahteve za magnetne komponente
Vrednost posamezne magnetne komponente humanoidnega robota je 3,52-krat večja od vrednosti magneta NdFeB. Magnetna komponenta mora imeti značilnosti velikega navora, majhne magnetne deklinacije, majhne velikosti motorja in visoke zahteve glede magnetne zmogljivosti enote. Lahko se nadgradi iz preprostega magnetnega materiala v izdelek z magnetno komponento.
3.1. Velik navor
Na navor sinhronskega motorja s trajnim magnetom vpliva več dejavnikov, med katerimi je eden ključnih dejavnikov jakost magnetnega polja. Trajni magnetni material in optimizirana struktura magnetnega vezja v magnetni komponenti lahko povečata jakost magnetnega polja in s tem izboljšata izhodni navor motorja. Na primer, velikost magnetnega jekla neposredno vpliva na jakost magnetnega polja motorja. Na splošno velja, da večje kot je magnetno jeklo, večja je jakost magnetnega polja. Večja jakost magnetnega polja lahko zagotovi močnejšo magnetno silo in s tem poveča izhodni navor motorja. Pri humanoidnih robotih je potreben večji navor za povečanje nosilnosti za dokončanje različnih kompleksnih nalog, kot je prenašanje težkih predmetov.
3.2. Majhna magnetna deklinacija
Majhna magnetna deklinacija lahko zmanjša napake pri gibanju. Pri nadzoru gibanja humanoidnih robotov so natančni gibi ključnega pomena. Če je magnetna deklinacija prevelika, bo izhodni navor motorja nestabilen, kar bo vplivalo na natančnost gibanja robota. Zato humanoidni roboti potrebujejo zelo majhne kote magnetne deklinacije magnetnih komponent, da zagotovijo natančne premike robota.
3.3. Majhna velikost motorja
Zasnova humanoidnih robotov mora običajno upoštevati prostorske omejitve, zato mora biti velikost motorja magnetne komponente majhna. Z razumno zasnovo navitij, optimizacijo strukture magnetnega vezja in izbiro premera gredi je mogoče izboljšati gostoto navora motorja, s čimer se doseže večji izhodni navor ob zmanjšanju velikosti motorja. To lahko naredi strukturo robota bolj kompaktno in izboljša prožnost in prilagodljivost robota.
3.4. Visoke zahteve glede magnetne zmogljivosti enote
Magnetni materiali, ki se uporabljajo v humanoidnih robotih, morajo imeti visoko magnetno zmogljivost. To je zato, ker morajo humanoidni roboti doseči učinkovito pretvorbo energije in nadzor gibanja v omejenem prostoru. Magnetne komponente z visoko magnetno zmogljivostjo enote lahko zagotovijo močnejšo silo magnetnega polja, zaradi česar ima motor večjo učinkovitost in zmogljivost. Hkrati lahko visoka magnetna zmogljivost enote tudi zmanjša velikost in težo magnetne komponente, s čimer izpolnjuje zahteve humanoidnih robotov glede lahke teže.
4. Prihodnji razvoj
Magnetne komponente so zaradi svoje edinstvene zmogljivosti pokazale odlično vrednost na številnih področjih in njihove razvojne možnosti so svetle. Na industrijskem področju je ključna pomoč za natančno pozicioniranje robota, učinkovito navigacijo, močno vpenjanje in adsorpcijo, učinkovito čiščenje in zaznavanje ter natančno krmiljenje motorja. Nepogrešljiv je pri različnih vrstah robotov, kot so humanoidni roboti, motorji za sklepe in mikro roboti. Z nenehnim širjenjem povpraševanja na trgu se povečujejo tudi zahteve po visokozmogljivih magnetnih komponentah. Podjetja morajo v procesu razvoja nenehno izboljševati kakovost izdelkov in tehnično raven, da ustvarijo izdelke z magnetnimi komponentami z višjo zmogljivostjo in zanesljivejšo kakovostjo. Tržno povpraševanje in tehnološke reforme bodo še naprej spodbujale industrijo magnetnih komponent v širšo prihodnost.
Čas objave: 19. nov. 2024
