1. Rollen av magnetiska komponenter i robotar
1.1. Exakt positionering
I robotsystem används magnetiska sensorer i stor utsträckning. Till exempel, i vissa industrirobotar kan de inbyggda magnetiska sensorerna upptäcka förändringar i det omgivande magnetfältet i realtid. Denna detektering kan exakt bestämma robotens position och riktning i tredimensionellt utrymme, med en noggrannhet på millimeter. Enligt relevant datastatistik är positioneringsfelet för robotar placerade med magnetiska sensorer vanligtvis inom±5 mm, vilket ger en pålitlig garanti för robotar att utföra högprecisionsuppgifter i komplexa miljöer.
1.2. Effektiv navigering
Magnetremsorna eller magnetmarkörerna på marken fungerar som navigeringsvägar och spelar en viktig roll i scener som automatiserad lagerhållning, logistik och produktionslinjer. Om man tar intelligenta hanteringsrobotar som exempel, är tekniken för att använda magnetremsnavigering relativt mogen, låg kostnad och exakt och pålitlig vid positionering. Efter att ha lagt magnetremsor på driftlinjen kan den intelligenta roboten erhålla felet mellan själva maskinen och målspårningsvägen genom den elektromagnetiska fältdatasignalen på banan och slutföra navigeringsarbetet för maskintransporten genom noggrann och rimlig beräkning och mått. Dessutom är navigering med magnetspik också en vanlig navigeringsmetod. Dess tillämpningsprincip är att hitta körvägen baserat på den magnetiska datasignalen som tas emot av navigationssensorn från den magnetiska spiken. Avståndet mellan magnetspikarna får inte vara för stort. När den är mellan två magnetiska spikar kommer hanteringsroboten att vara i tillståndet för kodarberäkning.
1.3. Stark klämadsorption
Att utrusta roboten med magnetiska klämmor kan avsevärt förbättra robotens funktionsförmåga. Till exempel kan den holländska magnetiska klämman GOUDSMIT enkelt installeras i produktionslinjen och kan säkert hantera ferromagnetiska produkter med en maximal lyftkapacitet på 600 kg. Den magnetiska griparen MG10 som lanserats av OnRobot har programmerbar kraft och är utrustad med inbyggda klämmor och sensorer för detektering av delar för tillverkning, bil- och flygfält. Dessa magnetiska klämmor kan klämma fast nästan vilken form eller form som helst av järnhaltiga arbetsstycken, och endast en liten kontaktyta krävs för att uppnå en stark klämkraft.
1.4. Effektiv rengöringsdetektering
Rengöringsroboten kan effektivt rengöra metallfragment eller andra små föremål på marken genom magnetisk adsorption. Till exempel är en adsorptionsrengöringsrobot utrustad med en elektromagnet i det fläktformade spåret för att samverka med strömbrytaren, så att när det fläktformade spåret går in i det förutbestämda området stängs elektromagneten av, så att metallavfallet delar faller in i uppsamlingsslitsen, och en avledningsstruktur är anordnad på botten av den fläktformade slitsen för att samla upp avfallsvätskan. Samtidigt kan magnetiska sensorer också användas för att upptäcka metallföremål på marken, vilket hjälper roboten att bättre anpassa sig till omgivningen och reagera därefter.
1.5. Precision motorstyrning
I system som likströmsmotorer och stegmotorer är samspelet mellan magnetfältet och motorn avgörande. Med NdFeB magnetiska material som exempel, har den en hög magnetisk energiprodukt och kan ge en stark magnetisk fältkraft, så att robotmotorn har egenskaperna hög effektivitet, hög hastighet och högt vridmoment. Till exempel är ett av materialen som används av Zhongke Sanhuan inom området robotar NdFeB. I robotens motor kan NdFeB-magneter användas som permanentmagneter för motorn för att ge en stark magnetfältkraft, så att motorn har egenskaperna hög effektivitet, hög hastighet och högt vridmoment. Samtidigt, i robotens sensor, kan NdFeB-magneter användas som kärnkomponenten i den magnetiska sensorn för att detektera och mäta magnetfältsinformationen runt roboten.
2. Applicering av permanentmagnetrobotar
2.1. Tillämpning av humanoida robotar
Dessa framväxande fält av humanoida robotar kräver magnetiska komponenter för att realisera funktioner som spänningsomvandling och EMC-filtrering. Maxim Technology sa att humanoida robotar behöver magnetiska komponenter för att slutföra dessa viktiga uppgifter. Dessutom används magnetiska komponenter också i humanoida robotar för att driva motorer och ge kraft för robotars rörelse. När det gäller avkänningssystem kan magnetiska komponenter noggrant känna av den omgivande miljön och ge ett underlag för robotens beslutsfattande. När det gäller rörelsekontroll kan magnetiska komponenter säkerställa robotens exakta och stabila rörelser, ge tillräckligt med vridmoment och kraft och göra det möjligt för humanoida robotar att utföra olika komplexa rörelseuppgifter. Till exempel, när man bär tunga föremål, kan starkt vridmoment säkerställa att roboten stabilt kan greppa och flytta föremål.
2.2. Applicering av ledmotorer
De permanentmagnetiska komponenterna i den magnetiska rotorn för robotens ledmotor inkluderar en roterande mekanism och en hållarmekanism. Den roterande ringen i den roterande mekanismen är ansluten till monteringsröret genom en stödplatta, och den yttre ytan är försedd med ett första monteringsspår för montering av den första magnetiska komponenten, och en värmeavledningskomponent tillhandahålls också för att förbättra värmeavledningseffektiviteten . Hållarringen i hållarmekanismen är försedd med ett andra monteringsspår för montering av den andra magnetiska komponenten. När den används kan hållarmekanismen bekvämt sättas in i det befintliga ledmotorhuset genom hållarringen, och den roterande mekanismen kan ställas in på den befintliga ledmotorrotorn genom monteringsröret, och monteringsröret är fixerat och begränsat av hållarhål. Värmeavledningsspåret ökar kontaktytan med den inre ytväggen på det befintliga skarvmotorhuset, så att hållarringen effektivt kan överföra den absorberade värmen till motorhuset och därigenom förbättra värmeavledningseffektiviteten. När monteringsröret roterar med rotorn kan det driva den roterande ringen att rotera genom stödplattan. Den roterande ringen påskyndar värmeavledning genom den första kylflänsen och den andra kylflänsen fästa på ena sidan av den värmeledande remsan. Samtidigt kan flödesluftflödet som genereras av rotationen av motorrotorn påskynda värmeutsläppet inuti motorn genom värmeavledningsporten, vilket bibehåller den normala driftsmiljön för det första magnetiska blocket och det andra magnetblocket. Dessutom är det första anslutningsblocket och det andra anslutningsblocket lämpliga för installation och utbyte av motsvarande första L-formade säte eller det andra L-formade sätet, så att det första magnetblocket och det andra magnetblocket bekvämt kan installeras och byts ut enligt den faktiska användningssituationen.
2.3. Mikrorobotapplikation
Genom att magnetisera mikroroboten kan den vända och röra sig flexibelt i en komplex miljö. Till exempel kombinerade forskare vid Beijing Institute of Technology NdFeB-partiklar med mjuka silikon-PDMS-material för att göra en mikromjuk robot och täckte ytan med ett biokompatibelt hydrogelskikt, vilket övervann vidhäftningen mellan mikroobjektet och robotens mjuka spets, vilket minskade friktionen mellan mikroroboten och substratet, och minska skador på biologiska mål. Det magnetiska drivsystemet består av ett par vertikala elektromagneter. Mikroroboten vänder och vibrerar enligt magnetfältet. Eftersom roboten är mjuk, kan den flexibelt böja sin kropp och kan flexibelt vända sig i en komplex grenad miljö. Inte nog med det, mikroroboten kan också manipulera mikroobjekt. I spelet "bead moving" designat av forskarna kan mikroroboten styras av magnetfältet, genom lager av labyrinter för att "flytta" målpärlorna in i målskåran. Denna uppgift kan slutföras på bara några minuter. I framtiden planerar forskarna att ytterligare minska storleken på mikroroboten och förbättra dess kontrollnoggrannhet, vilket bevisar att mikroroboten har stor potential för intravaskulär operation.
3. Robotkrav för magnetiska komponenter
Värdet på en enskild magnetisk komponent i en humanoid robot är 3,52 gånger värdet för en NdFeB-magnet. Den magnetiska komponenten måste ha egenskaperna för stort vridmoment, liten magnetisk deklination, liten motorstorlek och höga magnetiska prestandakrav för enheten. Den kan uppgraderas från ett enkelt magnetiskt material till en magnetisk komponentprodukt.
3.1. Stort vridmoment
Vridmomentet hos en permanentmagnet synkronmotor påverkas av flera faktorer, bland vilka magnetfältets styrka är en av nyckelfaktorerna. Det permanentmagnetiska materialet och den optimerade magnetiska kretsstrukturen i den magnetiska komponenten kan öka magnetfältets styrka och därigenom förbättra motorns vridmoment. Till exempel, storleken på det magnetiska stålet påverkar direkt motorns magnetiska fältstyrka. Generellt gäller att ju större magnetiskt stål är, desto större är magnetfältstyrkan. En större magnetisk fältstyrka kan ge en starkare magnetisk kraft och därigenom öka motorns vridmoment. I humanoida robotar krävs ett större vridmoment för att öka bärförmågan för att klara olika komplexa uppgifter, som att bära tunga föremål.
3.2. Liten magnetisk deklination
En liten magnetisk deklination kan minska rörelsefel. I rörelsekontroll av humanoida robotar är exakta rörelser avgörande. Om den magnetiska deklinationen är för stor kommer motorns utgående vridmoment att vara instabilt, vilket påverkar robotens rörelsenoggrannhet. Därför kräver humanoida robotar mycket små magnetiska deklinationsvinklar för magnetiska komponenter för att säkerställa exakta rörelser av roboten.
3.3. Liten motorstorlek
Utformningen av humanoida robotar behöver vanligtvis ta hänsyn till utrymmesbegränsningar, så motorstorleken på den magnetiska komponenten måste vara liten. Genom rimlig lindningsdesign, optimering av magnetisk kretsstruktur och val av axeldiameter kan motorns vridmomentdensitet förbättras och därigenom uppnå större vridmomentutmatning samtidigt som storleken på motorn minskas. Detta kan göra robotens struktur mer kompakt och förbättra robotens flexibilitet och anpassningsförmåga.
3.4. Höga magnetiska prestandakrav för enheten
De magnetiska materialen som används i humanoida robotar måste ha hög magnetisk prestanda. Detta beror på att humanoida robotar behöver uppnå effektiv energiomvandling och rörelsekontroll i ett begränsat utrymme. Magnetiska komponenter med hög enhetsmagnetisk prestanda kan ge starkare magnetfältkraft, vilket gör att motorn har högre effektivitet och prestanda. Samtidigt kan hög magnetisk prestanda även minska storleken och vikten på den magnetiska komponenten, vilket uppfyller kraven från humanoida robotar för lättvikt.
4. Framtida utveckling
Magnetiska komponenter har visat ett utmärkt värde inom många områden tack vare sin unika prestanda, och deras utvecklingsmöjligheter är ljusa. Inom industriområdet är det ett nyckelhjälpmedel för exakt robotpositionering, effektiv navigering, stark fastspänning och adsorption, effektiv rengöring och detektering och exakt motorstyrning. Det är oumbärligt i olika typer av robotar som humanoida robotar, ledmotorer och mikrorobotar. Med den kontinuerliga expansionen av marknadens efterfrågan ökar också kraven på högpresterande magnetiska komponenter. Företag måste kontinuerligt förbättra produktkvalitet och teknisk nivå i utvecklingsprocessen för att skapa magnetiska komponentprodukter med högre prestanda och mer pålitlig kvalitet. Marknadsefterfrågan och tekniska reformer kommer ytterligare att främja den magnetiska komponentindustrin mot en bredare framtid.
Posttid: 2024-nov-19
