ส่วนประกอบแม่เหล็ก: รองรับฟังก์ชั่นหุ่นยนต์ได้ดี

1. บทบาทของส่วนประกอบแม่เหล็กในหุ่นยนต์

1.1. ตำแหน่งที่แม่นยำ

ในระบบหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์แม่เหล็กถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น ในหุ่นยนต์อุตสาหกรรมบางประเภท เซนเซอร์แม่เหล็กในตัวสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโดยรอบได้แบบเรียลไทม์ การตรวจจับนี้สามารถระบุตำแหน่งและทิศทางของหุ่นยนต์ในพื้นที่สามมิติได้อย่างแม่นยำ ด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร ตามสถิติข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งของหุ่นยนต์ที่วางตำแหน่งโดยเซ็นเซอร์แม่เหล็กมักจะอยู่ภายใน±5 มม. ซึ่งให้การรับประกันที่เชื่อถือได้สำหรับหุ่นยนต์ในการทำงานที่มีความแม่นยำสูงในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน

1.2. การนำทางที่มีประสิทธิภาพ

แถบแม่เหล็กหรือเครื่องหมายแม่เหล็กบนพื้นทำหน้าที่เป็นเส้นทางนำทางและมีบทบาทสำคัญในฉากต่างๆ เช่น คลังสินค้าอัตโนมัติ โลจิสติกส์ และสายการผลิต ยกตัวอย่างหุ่นยนต์ควบคุมอัจฉริยะ เทคโนโลยีการใช้แถบแม่เหล็กนำทางค่อนข้างสมบูรณ์ ต้นทุนต่ำ มีความแม่นยำและเชื่อถือได้ในการวางตำแหน่ง หลังจากวางแถบแม่เหล็กบนสายปฏิบัติการ หุ่นยนต์อัจฉริยะสามารถรับข้อผิดพลาดระหว่างตัวเครื่องจักรกับเส้นทางการติดตามเป้าหมายผ่านสัญญาณข้อมูลสนามแม่เหล็กไฟฟ้าบนเส้นทาง และทำงานการนำทางของการขนส่งเครื่องจักรให้เสร็จสมบูรณ์ด้วยการคำนวณที่แม่นยำและสมเหตุสมผล และ การวัด นอกจากนี้การนำทางเล็บแม่เหล็กยังเป็นวิธีการนำทางทั่วไปอีกด้วย หลักการประยุกต์ใช้คือการค้นหาเส้นทางการขับขี่ตามสัญญาณข้อมูลแม่เหล็กที่ได้รับจากเซ็นเซอร์นำทางจากตะปูแม่เหล็ก ระยะห่างระหว่างตะปูแม่เหล็กต้องไม่ใหญ่เกินไป เมื่ออยู่ระหว่างตะปูแม่เหล็กสองตัว หุ่นยนต์ควบคุมจะอยู่ในสถานะการคำนวณตัวเข้ารหัส

1.3. การดูดซับแรงยึดเกาะที่แข็งแกร่ง

การติดตั้งหุ่นยนต์ด้วยที่หนีบแม่เหล็กสามารถปรับปรุงความสามารถในการปฏิบัติงานของหุ่นยนต์ได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น แคลมป์แม่เหล็ก Dutch GOUDSMIT สามารถติดตั้งได้ง่ายในสายการผลิต และสามารถรองรับผลิตภัณฑ์เฟอร์โรแมกเนติกได้อย่างปลอดภัยด้วยความสามารถในการยกสูงสุด 600 กก. กริปเปอร์แม่เหล็ก MG10 ที่ OnRobot เปิดตัวนั้นมีแรงที่ตั้งโปรแกรมได้ และติดตั้งแคลมป์ในตัวและเซ็นเซอร์ตรวจจับชิ้นส่วนสำหรับสาขาการผลิต ยานยนต์ และการบินและอวกาศ ที่หนีบแม่เหล็กเหล่านี้สามารถจับยึดชิ้นงานที่เป็นเหล็กได้เกือบทุกรูปทรงหรือทุกรูปแบบ และต้องใช้พื้นที่สัมผัสเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเพื่อให้ได้แรงจับยึดที่แข็งแกร่ง

1.4. การตรวจจับการทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพ

หุ่นยนต์ทำความสะอาดสามารถทำความสะอาดเศษโลหะหรือวัตถุขนาดเล็กอื่น ๆ บนพื้นได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการดูดซับด้วยแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์ทำความสะอาดแบบดูดซับจะติดตั้งแม่เหล็กไฟฟ้าในช่องรูปพัดลมเพื่อทำงานร่วมกับสวิตช์ควบคุมจังหวะ ดังนั้นเมื่อช่องรูปพัดลมเข้าสู่พื้นที่ที่กำหนดไว้ แม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกปิด เพื่อให้ขยะโลหะ ชิ้นส่วนจะตกอยู่ในช่องรวบรวมและมีโครงสร้างผันที่ด้านล่างของช่องรูปพัดลมเพื่อรวบรวมของเหลวเสีย ในเวลาเดียวกัน ยังสามารถใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กเพื่อตรวจจับวัตถุที่เป็นโลหะบนพื้นได้ ช่วยให้หุ่นยนต์ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้นและตอบสนองตามนั้น

1.5. การควบคุมมอเตอร์ที่แม่นยำ

ในระบบต่างๆ เช่น มอเตอร์กระแสตรงและสเต็ปเปอร์มอเตอร์ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและมอเตอร์เป็นสิ่งสำคัญ ยกตัวอย่างวัสดุแม่เหล็ก NdFeB โดยมีผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูงและสามารถให้สนามแม่เหล็กแรงสูงได้ ดังนั้นมอเตอร์หุ่นยนต์จึงมีคุณลักษณะที่มีประสิทธิภาพสูง ความเร็วสูง และแรงบิดสูง ตัวอย่างเช่น หนึ่งในวัสดุที่ Zhongke Sanhuan ใช้ในด้านหุ่นยนต์คือ NdFeB ในมอเตอร์ของหุ่นยนต์ แม่เหล็ก NdFeB สามารถใช้เป็นแม่เหล็กถาวรของมอเตอร์เพื่อให้สนามแม่เหล็กแรงสูง เพื่อให้มอเตอร์มีลักษณะประสิทธิภาพสูง ความเร็วสูง และแรงบิดสูง ในเวลาเดียวกัน ในเซ็นเซอร์ของหุ่นยนต์ แม่เหล็ก NdFeB สามารถใช้เป็นส่วนประกอบหลักของเซ็นเซอร์แม่เหล็กเพื่อตรวจจับและวัดข้อมูลสนามแม่เหล็กรอบ ๆ หุ่นยนต์

2. การใช้หุ่นยนต์แม่เหล็กถาวร

2.1. การประยุกต์ใช้หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์

หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้จำเป็นต้องมีส่วนประกอบแม่เหล็กเพื่อรับรู้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การแปลงแรงดันไฟฟ้าและการกรอง EMC Maxim Technology กล่าวว่าหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จำเป็นต้องมีส่วนประกอบที่เป็นแม่เหล็กเพื่อทำงานที่สำคัญเหล่านี้ให้สำเร็จ นอกจากนี้ ส่วนประกอบแม่เหล็กยังใช้ในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์และให้พลังงานในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ในแง่ของระบบการตรวจจับ ส่วนประกอบแม่เหล็กสามารถตรวจจับสภาพแวดล้อมโดยรอบได้อย่างแม่นยำ และเป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจของหุ่นยนต์ ในแง่ของการควบคุมการเคลื่อนไหว ส่วนประกอบแม่เหล็กสามารถรับประกันการเคลื่อนไหวที่แม่นยำและมั่นคงของหุ่นยนต์ ให้แรงบิดและกำลังที่เพียงพอ และทำให้หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์สามารถทำงานการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนต่างๆ ได้ ตัวอย่างเช่น เมื่อบรรทุกของหนัก แรงบิดที่แข็งแกร่งสามารถมั่นใจได้ว่าหุ่นยนต์สามารถจับและเคลื่อนย้ายวัตถุได้อย่างมั่นคง

2.2. การประยุกต์ใช้มอเตอร์ข้อต่อ

ส่วนประกอบแม่เหล็กถาวรของโรเตอร์แม่เหล็กสำหรับมอเตอร์ข้อต่อของหุ่นยนต์ประกอบด้วยกลไกการหมุนและกลไกการยึด วงแหวนหมุนในกลไกการหมุนเชื่อมต่อกับท่อยึดผ่านแผ่นรองรับ และพื้นผิวด้านนอกมีร่องติดตั้งแรกสำหรับติดตั้งส่วนประกอบแม่เหล็กชิ้นแรก และยังมีส่วนประกอบการกระจายความร้อนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน . แหวนยึดในกลไกการยึดมีร่องติดตั้งที่สองสำหรับติดตั้งส่วนประกอบแม่เหล็กชิ้นที่สอง เมื่อใช้งาน กลไกการยึดสามารถติดตั้งได้อย่างสะดวกภายในตัวเรือนมอเตอร์ข้อต่อที่มีอยู่ผ่านวงแหวนยึด และสามารถตั้งค่ากลไกการหมุนบนโรเตอร์มอเตอร์ข้อต่อที่มีอยู่ผ่านท่อยึด และท่อยึดได้รับการแก้ไขและจำกัดโดย รูยึด ร่องกระจายความร้อนจะเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับผนังพื้นผิวด้านในของโครงมอเตอร์ข้อต่อที่มีอยู่ เพื่อให้วงแหวนยึดสามารถถ่ายเทความร้อนที่ดูดซับไปยังโครงมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน เมื่อท่อยึดหมุนด้วยโรเตอร์ ก็สามารถขับเคลื่อนวงแหวนหมุนให้หมุนผ่านแผ่นรองรับได้ วงแหวนหมุนจะเร่งการกระจายความร้อนผ่านตัวระบายความร้อนตัวแรกและตัวระบายความร้อนตัวที่สองติดอยู่ที่ด้านหนึ่งของแถบนำความร้อน ในเวลาเดียวกัน การไหลเวียนของอากาศที่เกิดจากการหมุนของโรเตอร์มอเตอร์สามารถเร่งการระบายความร้อนภายในมอเตอร์ผ่านทางช่องกระจายความร้อน เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมการทำงานปกติของบล็อกแม่เหล็กแรกและบล็อกแม่เหล็กที่สอง นอกจากนี้ บล็อกเชื่อมต่อแรกและบล็อกเชื่อมต่อที่สองยังสะดวกสำหรับการติดตั้งและเปลี่ยนที่นั่งรูปตัว L แรกที่สอดคล้องกันหรือที่นั่งรูปตัว L ที่สอง เพื่อให้สามารถติดตั้งบล็อกแม่เหล็กแรกและบล็อกแม่เหล็กที่สองได้สะดวกและ เปลี่ยนตามสภาพการใช้งานจริง

2.3. การประยุกต์ใช้หุ่นยนต์ไมโคร

ด้วยการดึงดูดไมโครหุ่นยนต์ จึงสามารถหมุนและเคลื่อนที่ได้อย่างยืดหยุ่นในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีปักกิ่งได้รวมอนุภาค NdFeB เข้ากับวัสดุ PDMS แบบซิลิโคนอ่อนเพื่อสร้างหุ่นยนต์แบบอ่อนนุ่มและหุ้มพื้นผิวด้วยชั้นไฮโดรเจลที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ เอาชนะการยึดเกาะระหว่างวัตถุขนาดเล็กและปลายอ่อนของหุ่นยนต์ ซึ่งช่วยลดการยึดเกาะระหว่างวัตถุขนาดเล็กและปลายอ่อนของหุ่นยนต์ แรงเสียดทานระหว่างไมโครโรบ็อตกับพื้นผิว และลดความเสียหายต่อเป้าหมายทางชีวภาพ ระบบขับเคลื่อนแม่เหล็กประกอบด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าแนวตั้งคู่หนึ่ง หุ่นยนต์ไมโครหมุนและสั่นตามสนามแม่เหล็ก เนื่องจากหุ่นยนต์มีความนุ่ม จึงสามารถโค้งงอลำตัวได้อย่างยืดหยุ่น และสามารถเลี้ยวได้อย่างยืดหยุ่นในสภาพแวดล้อมที่มีการแยกสองทางที่ซับซ้อน ไม่เพียงเท่านั้น หุ่นยนต์ขนาดเล็กยังสามารถจัดการวัตถุขนาดเล็กได้อีกด้วย ในเกม "การเคลื่อนย้ายลูกปัด" ที่ออกแบบโดยนักวิจัย หุ่นยนต์ขนาดเล็กสามารถควบคุมได้ด้วยสนามแม่เหล็ก ผ่านชั้นของเขาวงกตเพื่อ "ย้าย" เม็ดบีดเป้าหมายเข้าไปในร่องเป้าหมาย งานนี้สามารถทำให้เสร็จได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่นาที ในอนาคต นักวิจัยวางแผนที่จะลดขนาดของหุ่นยนต์ขนาดเล็กลงอีก และปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุม ซึ่งพิสูจน์ว่าหุ่นยนต์ขนาดเล็กมีศักยภาพที่ดีในการดำเนินการภายในหลอดเลือด

3. ข้อกำหนดของหุ่นยนต์สำหรับส่วนประกอบแม่เหล็ก

ค่าของส่วนประกอบแม่เหล็กชิ้นเดียวของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์คือ 3.52 เท่าของแม่เหล็ก NdFeB ส่วนประกอบแม่เหล็กจำเป็นต้องมีคุณลักษณะของแรงบิดขนาดใหญ่ การปฏิเสธแม่เหล็กขนาดเล็ก มอเตอร์ขนาดเล็ก และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพแม่เหล็กหน่วยสูง อาจอัพเกรดจากวัสดุแม่เหล็กธรรมดาไปเป็นผลิตภัณฑ์ส่วนประกอบแม่เหล็ก

3.1. แรงบิดขนาดใหญ่

แรงบิดของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ โดยที่ความแรงของสนามแม่เหล็กเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญ วัสดุแม่เหล็กถาวรและโครงสร้างวงจรแม่เหล็กที่ได้รับการปรับปรุงในส่วนประกอบแม่เหล็กสามารถเพิ่มความแรงของสนามแม่เหล็กได้ จึงช่วยปรับปรุงแรงบิดเอาท์พุตของมอเตอร์ ตัวอย่างเช่น ขนาดของเหล็กแม่เหล็กส่งผลโดยตรงต่อความแรงของสนามแม่เหล็กของมอเตอร์ โดยทั่วไป ยิ่งเหล็กแม่เหล็กมีขนาดใหญ่เท่าใด ความแรงของสนามแม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น ความแรงของสนามแม่เหล็กที่มากขึ้นสามารถให้แรงแม่เหล็กที่แรงขึ้นได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงบิดเอาท์พุตของมอเตอร์ ในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ ต้องใช้แรงบิดที่มากขึ้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักเพื่อทำงานที่ซับซ้อนต่างๆ ให้สำเร็จ เช่น การบรรทุกของหนัก

3.2. การปฏิเสธแม่เหล็กขนาดเล็ก

การเบี่ยงเบนของสนามแม่เหล็กเล็กน้อยสามารถลดข้อผิดพลาดในการเคลื่อนไหวได้ ในการควบคุมการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ การเคลื่อนไหวที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ หากการเบี่ยงเบนของสนามแม่เหล็กใหญ่เกินไป แรงบิดเอาท์พุตของมอเตอร์จะไม่เสถียร ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ดังนั้น หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จึงต้องการมุมเอียงแม่เหล็กที่เล็กมากของส่วนประกอบแม่เหล็กเพื่อให้แน่ใจว่าหุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำ

3.3. ขนาดมอเตอร์ขนาดเล็ก

การออกแบบหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์มักจะต้องคำนึงถึงข้อจำกัดด้านพื้นที่ ดังนั้นขนาดมอเตอร์ของส่วนประกอบแม่เหล็กจึงต้องมีขนาดเล็ก ด้วยการออกแบบขดลวดที่เหมาะสม การเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างวงจรแม่เหล็ก และการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางเพลา ทำให้สามารถปรับปรุงความหนาแน่นของแรงบิดของมอเตอร์ได้ ส่งผลให้ได้แรงบิดที่มากขึ้นในขณะที่ลดขนาดของมอเตอร์ด้วย สิ่งนี้สามารถทำให้โครงสร้างของหุ่นยนต์มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น และปรับปรุงความยืดหยุ่นและความสามารถในการปรับตัวของหุ่นยนต์

3.4. ข้อกำหนดประสิทธิภาพแม่เหล็กหน่วยสูง

วัสดุแม่เหล็กที่ใช้ในหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพแม่เหล็กหน่วยสูง เนื่องจากหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์จำเป็นต้องแปลงพลังงานและควบคุมการเคลื่อนไหวอย่างมีประสิทธิภาพในพื้นที่จำกัด ส่วนประกอบแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพแม่เหล็กหน่วยสูงสามารถให้แรงสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งขึ้น ทำให้มอเตอร์มีประสิทธิภาพและสมรรถนะสูงขึ้น ในขณะเดียวกัน ประสิทธิภาพของแม่เหล็กยูนิตสูงยังสามารถลดขนาดและน้ำหนักของส่วนประกอบแม่เหล็กได้ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดของหุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ในด้านน้ำหนักเบา

4. การพัฒนาในอนาคต

ส่วนประกอบแม่เหล็กแสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่ยอดเยี่ยมในหลายสาขา เนื่องจากประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์ และโอกาสในการพัฒนาก็สดใส ในด้านอุตสาหกรรม มันเป็นตัวช่วยสำคัญสำหรับการวางตำแหน่งหุ่นยนต์ที่แม่นยำ การนำทางที่มีประสิทธิภาพ การหนีบและการดูดซับที่แข็งแกร่ง การทำความสะอาดและการตรวจจับที่มีประสิทธิภาพ และการควบคุมมอเตอร์ที่แม่นยำ ซึ่งขาดไม่ได้ในหุ่นยนต์ประเภทต่างๆ เช่น หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ มอเตอร์ข้อต่อ และไมโครหุ่นยนต์ ด้วยการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของความต้องการของตลาด ข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กประสิทธิภาพสูงก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน องค์กรจำเป็นต้องปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และระดับเทคนิคอย่างต่อเนื่องในกระบวนการพัฒนาเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ส่วนประกอบแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและคุณภาพที่เชื่อถือได้มากขึ้น ความต้องการของตลาดและการปฏิรูปเทคโนโลยีจะช่วยส่งเสริมอุตสาหกรรมส่วนประกอบแม่เหล็กไปสู่อนาคตที่กว้างขึ้น