Elektromagnetický systém pro paralelni polohování magnetických těles

Abstract

Předložená bakalářská práce se zabývá elektromagnetickým systémem pro paralelní polohování magnetických těles. Systém se skládá z miniaturních robotů tvořených permanentními magnety a aktuátorem sestávajícím ze soustavy planárních cívek.

Práce se skládá z navržení matematického modelu, simulací, návrhu experimentálního prototypu a samotného experimentálního zařízení.

Nejprve je určen matematický model vycházející z rovnice pro rozložení magnetického pole. Následoval test na konvergenci modelu na energii magnetického pole. Na základě sestaveného matematického modelu byly provedeny simulace v programu Agros2D, v němž byly analyzovány silové účinky koplanárního vinutí na minirobota. Cílem této části bylo zjištění velikosti proudů v jednotlivých vrstvách experimentálního zařízení, aby silové účinky od každé vrstvy byly stejné. Získané hodnoty byly graficky zpracovány pomocí programu MATLAB.

V kapitole experimentální zařízení byly využity předcházející výsledky stejně jako zkušenosti s planárním polohováním na FEL ZČU pro návrh nového prototypu Gryllus 2. Dále je popsáno rozložení vinutí v jednotlivých vrstvách desky plošných spojů a jejich funkce. Celé zařízení je dále modelováno v programu SolidWorks. Návrh samostné desky plošných spojů byl proveden v programu KiCad.

V podkapitole výroba DPS je popsáno skutečné zapojení všech vinutí a změny oproti návrhu zařízení. Dále je stručně vysvětlen kód pro řízení mikrokontroléru. Práce je zakončena výsledky experimentů. Během dvou experimentů bylo cílem zjistit základní funkčnost zařízení. Při prvním byly testovány možnosti pohybu robotů v osách x a y, taktéž bylo vyzkoušeno znemožnění pohybu jednoho robota, zatímco druhý v pohybu mohl setrvat. Druhý experiment byl zaměřen na vzájemné ovlivňování robotů.