1. Roli i komponentëve magnetikë në robotë
1.1. Pozicionimi i saktë
Në sistemet robotike, sensorët magnetikë përdoren gjerësisht. Për shembull, në disa robotë industrialë, sensorët magnetikë të integruar mund të zbulojnë ndryshimet në fushën magnetike përreth në kohë reale. Ky zbulim mund të përcaktojë me saktësi pozicionin dhe drejtimin e robotit në hapësirën tredimensionale, me një saktësi milimetrash. Sipas statistikave përkatëse të të dhënave, gabimi i pozicionimit të robotëve të pozicionuar nga sensorë magnetikë është zakonisht brenda±5 mm, e cila siguron një garanci të besueshme për robotët për të kryer detyra me precizion të lartë në mjedise komplekse.
1.2. Navigacion efikas
Shiritat magnetikë ose shënuesit magnetikë në tokë shërbejnë si shtigje lundrimi dhe luajnë një rol të rëndësishëm në skena të tilla si magazinimi i automatizuar, logjistika dhe linjat e prodhimit. Duke marrë si shembull robotët që trajtojnë inteligjente, teknologjia e përdorimit të navigimit me shirit magnetik është relativisht e pjekur, me kosto të ulët dhe e saktë dhe e besueshme në pozicionim. Pas vendosjes së shiritave magnetikë në linjën e funksionimit, roboti inteligjent mund të marrë gabimin midis vetë makinës dhe shtegut të gjurmimit të objektivit përmes sinjalit të të dhënave të fushës elektromagnetike në rrugë dhe të përfundojë punën e lundrimit të transportit të makinës përmes llogaritjes së saktë dhe të arsyeshme dhe matje. Përveç kësaj, navigimi magnetik i thonjve është gjithashtu një metodë e zakonshme navigimi. Parimi i tij i aplikimit është gjetja e shtegut të lëvizjes bazuar në sinjalin e të dhënave magnetike të marrë nga sensori i navigimit nga gozhda magnetike. Distanca midis thonjve magnetikë nuk mund të jetë shumë e madhe. Kur ndodhet midis dy gozhdave magnetike, roboti i trajtimit do të jetë në gjendjen e llogaritjes së koduesit.
1.3. Adsorbimi i fortë shtrëngues
Pajisja e robotit me kapëse magnetike mund të përmirësojë shumë aftësinë operuese të robotit. Për shembull, kapëse magnetike holandeze GOUDSMIT mund të instalohet lehtësisht në linjën e prodhimit dhe mund të trajtojë në mënyrë të sigurt produkte ferromagnetike me një kapacitet maksimal ngritës prej 600 kg. Kapëse magnetike MG10 e lëshuar nga OnRobot ka forcë të programueshme dhe është e pajisur me kapëse të integruara dhe sensorë të zbulimit të pjesëve për prodhim, automobila dhe fushat e hapësirës ajrore. Këto kapëse magnetike mund të shtrëngojnë pothuajse çdo formë ose formë të pjesëve të punës me hekur, dhe vetëm një zonë e vogël kontakti kërkohet për të arritur një forcë të fortë shtrënguese.
1.4. Zbulimi efektiv i pastrimit
Roboti pastrues mund të pastrojë në mënyrë efektive fragmente metalike ose objekte të tjera të vogla në tokë me anë të adsorbimit magnetik. Për shembull, një robot pastrimi adsorbues është i pajisur me një elektromagnet në folenë në formë ventilatori për të bashkëpunuar me çelësin e kontrollit të goditjes, në mënyrë që kur foleja në formë ventilatori të hyjë në zonën e paracaktuar, elektromagneti të fiket, në mënyrë që mbetjet metalike pjesët bien në folenë e grumbullimit dhe një strukturë devijimi sigurohet në pjesën e poshtme të folesë në formë ventilatori për të mbledhur lëngun e mbeturinave. Në të njëjtën kohë, sensorët magnetikë mund të përdoren gjithashtu për të zbuluar objekte metalike në tokë, duke ndihmuar robotin të përshtatet më mirë me mjedisin dhe të përgjigjet në përputhje me rrethanat.
1.5. Kontrolli i saktë i motorit
Në sisteme të tilla si motorët DC dhe motorët stepper, ndërveprimi midis fushës magnetike dhe motorit është vendimtar. Duke marrë si shembull materialet magnetike NdFeB, ai ka një produkt të lartë të energjisë magnetike dhe mund të sigurojë një forcë të fortë të fushës magnetike, në mënyrë që motori i robotit të ketë karakteristikat e efikasitetit të lartë, shpejtësisë së lartë dhe çift rrotullues të lartë. Për shembull, një nga materialet e përdorura nga Zhongke Sanhuan në fushën e robotëve është NdFeB. Në motorin e robotit, magnetët NdFeB mund të përdoren si magnet të përhershëm të motorit për të siguruar një forcë të fortë të fushës magnetike, në mënyrë që motori të ketë karakteristikat e efikasitetit të lartë, shpejtësisë së lartë dhe çift rrotullues të lartë. Në të njëjtën kohë, në sensorin e robotit, magnetet NdFeB mund të përdoren si përbërësi kryesor i sensorit magnetik për të zbuluar dhe matur informacionin e fushës magnetike rreth robotit.
2. Aplikimi i robotëve me magnet të përhershëm
2.1. Aplikimi i robotëve humanoidë
Këto fusha të reja të robotëve humanoidë kërkojnë komponentë magnetikë për të realizuar funksione të tilla si konvertimi i tensionit dhe filtrimi EMC. Maxim Technology tha se robotët humanoidë kanë nevojë për komponentë magnetikë për të përfunduar këto detyra të rëndësishme. Përveç kësaj, komponentët magnetikë përdoren gjithashtu në robotët humanoidë për të drejtuar motorët dhe për të siguruar fuqi për lëvizjen e robotëve. Për sa i përket sistemeve të sensorit, komponentët magnetikë mund të ndjejnë me saktësi mjedisin përreth dhe të ofrojnë një bazë për vendimmarrjen e robotit. Për sa i përket kontrollit të lëvizjes, komponentët magnetikë mund të sigurojnë lëvizjet e sakta dhe të qëndrueshme të robotit, të sigurojnë çift rrotullues dhe fuqi të mjaftueshme dhe t'u mundësojnë robotëve humanoidë të kryejnë detyra të ndryshme komplekse të lëvizjes. Për shembull, kur mbani objekte të rënda, çift rrotullimi i fortë mund të sigurojë që roboti të mund të kapë dhe të lëvizë në mënyrë të qëndrueshme objektet.
2.2. Aplikimi i motorëve të përbashkët
Përbërësit e magnetit të përhershëm të rotorit magnetik për motorin e përbashkët të robotit përfshijnë një mekanizëm rrotullues dhe një mekanizëm mbajtës. Unaza rrotulluese në mekanizmin rrotullues është e lidhur me tubin e montimit përmes një pllake mbështetëse, dhe sipërfaqja e jashtme është e pajisur me një brazdë të parë montimi për montimin e komponentit të parë magnetik, dhe një komponent i shpërndarjes së nxehtësisë sigurohet gjithashtu për të përmirësuar efikasitetin e shpërndarjes së nxehtësisë. . Unaza mbajtëse në mekanizmin mbajtës është e pajisur me një brazdë të dytë montimi për montimin e komponentit të dytë magnetik. Kur përdoret, mekanizmi mbajtës mund të vendoset lehtësisht brenda strehës ekzistuese të bashkimit të motorit përmes unazës mbajtëse, dhe mekanizmi rrotullues mund të vendoset në rotorin ekzistues të përbashkët të motorit përmes tubit të montimit, dhe tubi i montimit fiksohet dhe kufizohet nga vrima mbajtëse. Brazda e shpërndarjes së nxehtësisë rrit zonën e kontaktit me murin e sipërfaqes së brendshme të strehës ekzistuese të bashkimit të motorit, në mënyrë që unaza mbajtëse të mund të transferojë në mënyrë efikase nxehtësinë e përthithur në kabinën e motorit, duke përmirësuar kështu efikasitetin e shpërndarjes së nxehtësisë. Kur tubi i montimit rrotullohet me rotorin, ai mund ta shtyjë unazën rrotulluese të rrotullohet përmes pllakës mbështetëse. Unaza rrotulluese përshpejton shpërndarjen e nxehtësisë përmes lavamanit të parë të nxehtësisë dhe ftohësit të dytë të fiksuar në njërën anë të shiritit përçues të nxehtësisë. Në të njëjtën kohë, rrjedha e ajrit të gjeneruar nga rrotullimi i rotorit të motorit mund të përshpejtojë shkarkimin e nxehtësisë brenda motorit përmes portës së shpërndarjes së nxehtësisë, duke ruajtur mjedisin normal të funksionimit të bllokut të parë magnetik dhe bllokut të dytë magnetik. Për më tepër, blloku i parë lidhës dhe blloku i dytë lidhës janë të përshtatshëm për instalimin dhe zëvendësimin e sediljes së parë përkatëse në formë L ose sediljes së dytë në formë L, në mënyrë që blloku i parë magnetik dhe blloku i dytë magnetik të mund të instalohen me lehtësi dhe zëvendësohet sipas situatës aktuale të përdorimit.
2.3. Aplikim mikro robot
Duke magnetizuar mikro robotin, ai mund të kthehet në mënyrë fleksibël dhe të lëvizë në një mjedis kompleks. Për shembull, studiuesit në Institutin e Teknologjisë së Pekinit kombinuan grimcat NdFeB me materiale të buta silikoni PDMS për të bërë një robot mikro të butë dhe mbuluan sipërfaqen me një shtresë hidrogeli biokompatibël, duke kapërcyer ngjitjen midis mikroobjektit dhe majës së butë të robotit, duke reduktuar fërkimin ndërmjet mikrorobotit dhe nënshtresës dhe reduktimin e dëmtimit të objektivave biologjikë. Sistemi i drejtimit magnetik përbëhet nga një palë elektromagnetësh vertikalë. Mikro roboti rrotullohet dhe vibron sipas fushës magnetike. Për shkak se roboti është i butë, ai mund të përkulë në mënyrë fleksibël trupin e tij dhe mund të kthehet në mënyrë fleksibël në një mjedis kompleks të dyfishtë. Jo vetëm kaq, mikroroboti mund të manipulojë edhe objekte mikro. Në lojën "lëvizja e rruazave" të krijuar nga studiuesit, mikro roboti mund të kontrollohet nga fusha magnetike, përmes shtresave të labirinteve për të "lëvizur" rruazat e synuara në brazdë të synuar. Kjo detyrë mund të kryhet në vetëm disa minuta. Në të ardhmen, studiuesit planifikojnë të zvogëlojnë më tej madhësinë e mikro robotit dhe të përmirësojnë saktësinë e tij të kontrollit, gjë që dëshmon se mikroroboti ka potencial të madh për funksionimin intravaskular.
3. Kërkesat e robotëve për komponentët magnetikë
Vlera e një komponenti të vetëm magnetik të një roboti humanoid është 3.52 herë më shumë se një magnet NdFeB. Komponenti magnetik kërkohet të ketë karakteristikat e çift rrotullues të madh, deklinimin e vogël magnetik, madhësinë e vogël të motorit dhe kërkesat e performancës magnetike të njësisë së lartë. Mund të përmirësohet nga një material i thjeshtë magnetik në një produkt përbërës magnetik.
3.1. Çift rrotullues i madh
Çift rrotullimi i një motori sinkron me magnet të përhershëm ndikohet nga faktorë të shumtë, ndër të cilët forca e fushës magnetike është një nga faktorët kryesorë. Materiali magnetik i përhershëm dhe struktura e optimizuar e qarkut magnetik në komponentin magnetik mund të rrisin forcën e fushës magnetike, duke përmirësuar kështu prodhimin e çift rrotullues të motorit. Për shembull, madhësia e çelikut magnetik ndikon drejtpërdrejt në fuqinë e fushës magnetike të motorit. Në përgjithësi, sa më i madh të jetë çeliku magnetik, aq më e madhe është forca e fushës magnetike. Një forcë më e madhe e fushës magnetike mund të sigurojë një forcë magnetike më të fortë, duke rritur kështu prodhimin e çift rrotullues të motorit. Në robotët humanoidë, kërkohet një çift rrotullues më i madh për të rritur aftësinë mbajtëse për të kryer detyra të ndryshme komplekse, siç është mbajtja e objekteve të rënda.
3.2. Deklinacion i vogël magnetik
Një deklinim i vogël magnetik mund të zvogëlojë gabimet e lëvizjes. Në kontrollin e lëvizjes së robotëve humanoidë, lëvizjet e sakta janë vendimtare. Nëse deklinimi magnetik është shumë i madh, çift rrotullimi në dalje i motorit do të jetë i paqëndrueshëm, duke ndikuar kështu në saktësinë e lëvizjes së robotit. Prandaj, robotët humanoidë kërkojnë kënde shumë të vogla të deklinimit magnetik të komponentëve magnetikë për të siguruar lëvizje të sakta të robotit.
3.3. Madhësia e vogël e motorit
Dizajni i robotëve humanoidë zakonisht duhet të marrë parasysh kufizimet e hapësirës, kështu që madhësia e motorit të komponentit magnetik kërkohet të jetë e vogël. Nëpërmjet dizajnit të arsyeshëm të dredha-dredha, optimizimit të strukturës së qarkut magnetik dhe zgjedhjes së diametrit të boshtit, densiteti i çift rrotullues i motorit mund të përmirësohet, duke arritur kështu një prodhim më të madh çift rrotullues duke zvogëluar madhësinë e motorit. Kjo mund ta bëjë strukturën e robotit më kompakte dhe të përmirësojë fleksibilitetin dhe përshtatshmërinë e robotit.
3.4. Kërkesa të larta të performancës magnetike të njësisë
Materialet magnetike të përdorura në robotët humanoidë duhet të kenë performancë të lartë magnetike për njësi. Kjo për shkak se robotët humanoidë duhet të arrijnë një konvertim efikas të energjisë dhe kontroll të lëvizjes në një hapësirë të kufizuar. Komponentët magnetikë me performancë magnetike njësi të lartë mund të ofrojnë forcë më të fortë të fushës magnetike, duke e bërë motorin të ketë efikasitet dhe performancë më të lartë. Në të njëjtën kohë, performanca magnetike e njësisë së lartë mund të zvogëlojë gjithashtu madhësinë dhe peshën e komponentit magnetik, duke përmbushur kërkesat e robotëve humanoidë për peshë të lehtë.
4. Zhvillimi i ardhshëm
Komponentët magnetikë kanë treguar vlerë të shkëlqyer në shumë fusha për shkak të performancës së tyre unike dhe perspektivat e tyre të zhvillimit janë të shkëlqyera. Në fushën industriale, ai është një ndihmë kyç për pozicionimin e saktë të robotit, navigimin efikas, shtrëngimin dhe adsorbimin e fortë, pastrimin dhe zbulimin efektiv dhe kontrollin e saktë të motorit. Është i domosdoshëm në lloje të ndryshme robotësh si robotët humanoidë, motorët e kyçeve dhe mikrorobotët. Me zgjerimin e vazhdueshëm të kërkesës së tregut, kërkesat për komponentë magnetikë me performancë të lartë po rriten gjithashtu. Ndërmarrjet duhet të përmirësojnë vazhdimisht cilësinë e produktit dhe nivelin teknik në procesin e zhvillimit për të krijuar produkte të komponentëve magnetikë me performancë më të lartë dhe cilësi më të besueshme. Kërkesa e tregut dhe reformat teknologjike do të promovojnë më tej industrinë e komponentëve magnetikë drejt një të ardhmeje më të gjerë.
Koha e postimit: Nëntor-19-2024
