1. Роль магнітних компонентів у роботах
1.1. Точне позиціонування
У робототехнічних системах широко використовуються магнітні датчики. Наприклад, у деяких промислових роботах вбудовані магнітні датчики можуть виявляти зміни в навколишньому магнітному полі в реальному часі. Це виявлення може точно визначити положення і напрямок робота в тривимірному просторі з точністю до міліметра. Згідно з відповідними статистичними даними, помилка позиціонування роботів, що позиціонуються за допомогою магнітних датчиків, зазвичай знаходиться в межах±5 мм, що забезпечує надійну гарантію роботам виконувати високоточні завдання в складних умовах.
1.2. Ефективна навігація
Магнітні смуги або магнітні маркери на землі служать навігаційними шляхами та відіграють важливу роль у таких сценах, як автоматизоване складування, логістика та виробничі лінії. Якщо взяти як приклад інтелектуальних роботів, то технологія використання навігації з магнітною смугою є відносно зрілою, недорогою та точною та надійною в позиціонуванні. Після прокладки магнітних смуг на робочій лінії інтелектуальний робот може отримати помилку між самою машиною та траєкторією відстеження цілі через сигнал даних електромагнітного поля на траєкторії та завершити навігаційну роботу транспортування машини за допомогою точних і розумних розрахунків і вимірювання. Крім того, навігація на магнітних цвяхах також є поширеним методом навігації. Принцип його застосування полягає у визначенні шляху руху на основі магнітного сигналу даних, отриманого навігаційним датчиком від магнітного цвяха. Відстань між магнітними цвяхами не може бути занадто великим. Перебуваючи між двома магнітними цвяхами, робот-обробник буде в стані обчислення кодера.
1.3. Сильна затискна адсорбція
Оснащення робота магнітними затискачами може значно покращити роботу робота. Наприклад, голландський магнітний затискач GOUDSMIT легко встановлюється на виробничій лінії та може безпечно працювати з феромагнітними виробами з максимальною вантажопідйомністю 600 кг. Магнітний захват MG10, випущений компанією OnRobot, має програмоване зусилля та оснащений вбудованими затискачами та датчиками виявлення деталей для виробництва, автомобільної та аерокосмічної галузей. Ці магнітні затискачі можуть затискати майже будь-яку форму або форму чорних заготовок, і лише невелика площа контакту потрібна для досягнення сильної сили затиску.
1.4. Ефективне виявлення очищення
Робот-прибиральник може ефективно очищати металеві фрагменти або інші дрібні предмети на землі за допомогою магнітної адсорбції. Наприклад, робот для адсорбційного очищення оснащений електромагнітом у віялоподібному отворі для взаємодії з перемикачем керування ходом, так що коли віялоподібний отвір входить у задану зону, електромагніт вимикається, щоб металеві відходи викидалися всередину. частини падають у отвір для збору, а в нижній частині віялоподібного отвору передбачена відводна конструкція для збору відпрацьованої рідини. У той же час магнітні датчики також можна використовувати для виявлення металевих предметів на землі, допомагаючи роботу краще адаптуватися до навколишнього середовища та відповідним чином реагувати.
1.5. Точне керування двигуном
У таких системах, як двигуни постійного струму та крокові двигуни, взаємодія між магнітним полем і двигуном має вирішальне значення. Взявши як приклад магнітні матеріали NdFeB, він має високу магнітну енергію та може створити сильну силу магнітного поля, завдяки чому двигун робота має характеристики високої ефективності, високої швидкості та високого крутного моменту. Наприклад, одним із матеріалів, які використовує Zhongke Sanhuan у сфері роботів, є NdFeB. У двигуні робота магніти NdFeB можна використовувати як постійні магніти двигуна для створення сильної сили магнітного поля, завдяки чому двигун має характеристики високої ефективності, високої швидкості та високого крутного моменту. У той же час у датчику робота магніти NdFeB можна використовувати як основний компонент магнітного датчика для виявлення та вимірювання інформації про магнітне поле навколо робота.
2. Застосування роботів з постійними магнітами
2.1. Застосування людиноподібних роботів
Ці нові сфери гуманоїдних роботів вимагають магнітних компонентів для реалізації таких функцій, як перетворення напруги та фільтрація ЕМС. Maxim Technology каже, що роботам-гуманоїдам для виконання цих важливих завдань потрібні магнітні компоненти. Крім того, магнітні компоненти також використовуються в роботах-гуманоїдах для приводу двигунів і забезпечення живлення для руху роботів. З точки зору сенсорних систем, магнітні компоненти можуть точно сприймати навколишнє середовище та створювати основу для прийняття рішень роботом. Що стосується контролю руху, магнітні компоненти можуть забезпечити точні та стабільні рухи робота, забезпечити достатній крутний момент і потужність, а також дозволити роботам-гуманоїдам виконувати різні складні рухові завдання. Наприклад, під час перенесення важких предметів сильний крутний момент може гарантувати, що робот зможе стабільно хапати та переміщувати предмети.
2.2. Застосування шарнірних двигунів
Компоненти постійного магніту магнітного ротора для шарнірного двигуна робота включають механізм обертання та механізм утримання. Обертове кільце в обертовому механізмі з’єднане з монтажною трубкою через опорну пластину, а зовнішня поверхня забезпечена першою монтажною канавкою для встановлення першого магнітного компонента, а також передбачений компонент розсіювання тепла для підвищення ефективності розсіювання тепла. . Стопорне кільце в фіксуючому механізмі забезпечено другою монтажною канавкою для кріплення другого магнітного компонента. Під час використання утримуючий механізм можна зручно встановити всередині існуючого корпусу двигуна з’єднання через стопорне кільце, а механізм обертання можна встановити на наявний ротор двигуна з’єднання через монтажну трубку, а монтажна трубка фіксується та обмежується утримуючий отвір. Канавка для розсіювання тепла збільшує площу контакту з внутрішньою поверхнею стінки існуючого шарнірного корпусу двигуна, так що стопорне кільце може ефективно передавати поглинене тепло до корпусу двигуна, тим самим покращуючи ефективність розсіювання тепла. Коли монтажна труба обертається разом з ротором, вона може рухати обертове кільце, обертаючись через опорну пластину. Кільце, що обертається, прискорює розсіювання тепла через перший радіатор і другий радіатор, закріплені з одного боку теплопровідної стрічки. У той же час потік повітря, створюваний обертанням ротора двигуна, може прискорити розряд тепла всередині двигуна через порт розсіювання тепла, підтримуючи нормальне робоче середовище першого магнітного блоку та другого магнітного блоку. Крім того, перший з’єднувальний блок і другий з’єднувальний блок зручні для встановлення та заміни відповідного першого L-подібного сидіння або другого L-подібного сидіння, так що перший магнітний блок і другий магнітний блок можуть бути зручно встановлені та замінено відповідно до фактичної ситуації використання.
2.3. Додаток мікроробот
Завдяки намагнічуванню мікроробота він може гнучко повертатися та рухатися в складному середовищі. Наприклад, дослідники з Пекінського технологічного інституту об’єднали частинки NdFeB з м’якими силіконовими матеріалами PDMS, щоб створити мікром’якого робота, і покрили поверхню біосумісним гідрогелевим шаром, подолавши адгезію між мікрооб’єктом і м’яким наконечником робота, зменшивши тертя між мікророботом і субстратом і зменшення пошкодження біологічних цілей. Система магнітного приводу складається з пари вертикальних електромагнітів. Мікроробот обертається і вібрує відповідно до магнітного поля. Оскільки робот м’який, він може гнучко згинати своє тіло та повертатися в складному роздвоєному середовищі. Мало того, мікроробот також може маніпулювати мікрооб’єктами. У грі «переміщення бісеру», розробленій дослідниками, мікророботом можна керувати магнітним полем через шари лабіринтів, щоб «перемістити» цільові намистини в цільову канавку. Це завдання можна виконати всього за кілька хвилин. У майбутньому дослідники планують ще більше зменшити розмір мікроробота та підвищити його точність керування, що доводить, що мікроробот має великий потенціал для внутрішньосудинних операцій.
3. Вимоги до магнітних компонентів
Значення одного магнітного компонента робота-гуманоїда в 3,52 рази перевищує значення магніту NdFeB. Магнітний компонент повинен мати характеристики великого крутного моменту, малого магнітного відхилення, малого розміру двигуна та високих вимог до магнітних характеристик блоку. Він може бути модернізований із простого магнітного матеріалу до продукту з магнітними компонентами.
3.1. Великий крутний момент
Крутний момент синхронного двигуна з постійним магнітом залежить від багатьох факторів, серед яких напруженість магнітного поля є одним із ключових факторів. Матеріал постійного магніту та оптимізована структура магнітного кола в магнітному компоненті можуть збільшити напруженість магнітного поля, тим самим покращуючи вихідний крутний момент двигуна. Наприклад, розмір магнітної сталі безпосередньо впливає на напруженість магнітного поля двигуна. Як правило, чим більша магнітна сталь, тим більша напруженість магнітного поля. Більша напруженість магнітного поля може забезпечити сильнішу магнітну силу, тим самим збільшуючи вихідний крутний момент двигуна. У гуманоїдних роботів потрібен більший крутний момент, щоб збільшити вантажопідйомність для виконання різних складних завдань, таких як перенесення важких предметів.
3.2. Мале магнітне схилення
Невелике магнітне схилення може зменшити помилки руху. В управлінні рухами гуманоїдних роботів точні рухи мають вирішальне значення. Якщо магнітне схилення занадто велике, вихідний крутний момент двигуна буде нестабільним, що вплине на точність руху робота. Тому гуманоїдним роботам потрібні дуже малі кути магнітного відхилення магнітних компонентів, щоб забезпечити точні рухи робота.
3.3. Невеликий розмір двигуна
При проектуванні гуманоїдних роботів зазвичай потрібно враховувати обмеження простору, тому розмір двигуна магнітного компонента повинен бути невеликим. Завдяки розумній конструкції обмотки, оптимізації структури магнітного кола та вибору діаметра вала можна покращити щільність крутного моменту двигуна, тим самим досягаючи більшого вихідного крутного моменту при зменшенні розміру двигуна. Це може зробити структуру робота більш компактною та підвищити гнучкість і адаптивність робота.
3.4. Високі вимоги до магнітних характеристик блоку
Магнітні матеріали, які використовуються в роботах-гуманоїдах, повинні мати високі одиничні магнітні характеристики. Це пояснюється тим, що роботам-гуманоїдам потрібно досягти ефективного перетворення енергії та контролю руху в обмеженому просторі. Магнітні компоненти з високою магнітною характеристикою одиниці можуть забезпечувати сильнішу силу магнітного поля, завдяки чому двигун має вищу ефективність і продуктивність. У той же час висока магнітна продуктивність блоку також може зменшити розмір і вагу магнітного компонента, відповідаючи вимогам гуманоїдних роботів щодо легкої ваги.
4. Майбутній розвиток
Магнітні компоненти продемонстрували чудову цінність у багатьох галузях завдяки своїм унікальним характеристикам, і перспективи їх розвитку є яскравими. У промисловості це ключовий засіб для точного позиціонування робота, ефективної навігації, міцного затискання та адсорбції, ефективного очищення та виявлення, а також точного керування двигуном. Він незамінний у різних типах роботів, таких як роботи-гуманоїди, двигуни з суглобами та мікророботи. З постійним розширенням ринкового попиту зростають і вимоги до високоефективних магнітних компонентів. Підприємствам необхідно постійно вдосконалювати якість продукції та технічний рівень у процесі розробки, щоб створювати магнітні компоненти з вищою продуктивністю та надійнішою якістю. Ринковий попит і технологічні реформи сприятимуть подальшому просуванню промисловості магнітних компонентів у ширше майбутнє.
Час публікації: 19 листопада 2024 р
