Pažangios medžiagos humanoidiniams robotams

Pažangios medžiagos humanoidiniams robotams: išsami apžvalga

Humanoidiniams robotams reikia įvairių, aukštos kokybės medžiagų, kad būtų pasiektas optimalus funkcionalumas, ilgaamžiškumas ir efektyvumas. Žemiau pateikiama išsami pagrindinių medžiagų, naudojamų įvairiose robotų sistemose, analizė, kartu su jų pritaikymu ir privalumais.

1. Konstrukciniai komponentai

Polieterio eterio ketonas (PEEK)
Dėl išskirtinių mechaninių savybių ir atsparumo karščiui PEEK yra idealus pasirinkimas jungčių guoliams ir jungčių komponentams. Pavyzdžiui, „Tesla“...Optimus Gen2naudojo PEEK svoriui mažinti10 kgtuo pačiu didinant ėjimo greitį30%.

Polifenileno sulfidas (PPS)
Žinomas dėl savo išskirtinio matmenų stabilumo ir atsparumo cheminiam poveikiui, PPS yra plačiai naudojamas pavarose, guoliuose ir transmisijos dalyse.Sudžou „Napu“ PPS guoliaisumažintas sąnarių energijos nuostolis25%, tuo tarpuNandzingo Julongo PPS medžiagaprisidėjo prie bendro svorio sumažėjimo20–30 %robotinėse sistemose.

2. Judesio sistemos medžiagos

Anglies pluoštu armuotas polimeras (CFRP)
Dėl didelio stiprumo ir svorio santykio CFRP dominuoja robotų rankų ir kojų konstrukcijose.Bostono dinamikos atlasasnaudoja CFRP kojose, kad atliktų didelio sudėtingumo šuolius, tuo tarpuUnitree's WalkerPadidina stabilumą su CFRP korpusu.

Itin didelės molekulinės masės polietileno (UHMW-PE) pluoštas
Su7–10 kartų didesnis nei plieno stiprumasir tik1/8 svorioUHMW-PE yra pageidaujama medžiaga sausgyslėmis varomoms robotinėms rankoms.Nanshan Zhishang UHMW-PE pluoštaibuvo sėkmingai pritaikytos keliose robotinėse rankų sistemose.

3. Elektronika ir jutimo sistemos

Skystųjų kristalų polimeras (LCP)
Dėl puikių dielektrinių savybių ir matmenų stabilumo LCP naudojamas aukšto dažnio signalų jungtyse ir tiksliuose elektronikos komponentuose, kaip matyti iš„Unitree“ H1.

Polidimetilsiloksano (PDMS) ir poliimido (PI) plėvelės
Šios medžiagos sudaro pagrindąelektroninė oda (e-oda).„Hanwei Technology“ PDMS pagrindu veikiantys lankstūs jutikliaipasiekti itin didelį jautrumą (aptikimas iki0,1 kPa), o„XELA Robotics“ uSkinnaudoja PI plėveles daugiamodaliniam aplinkos suvokimui.

4. Išoriniai ir funkciniai komponentai

Poliamidas (PA, nailonas)
Dėl puikaus apdirbamumo ir mechaninio stiprumo PA naudojamas1X Technologies „Neo Gamma“roboto austas nailono išorinis sluoksnis.

PC-ABS inžinerinis plastikas
Dėl puikaus formavimo savybių PC-ABS yra pagrindinė medžiaga„SoftBank“ NAO roboto korpusas.

Termoplastinis elastomeras (TPE)
TPE idealiai tinka derinant gumos elastingumą ir plastiko apdorojamumąBiologiškai įkvėpta odos ir sąnarių amortizacijaTikimasi, kad jis bus naudojamas kitos kartosAtlaso roboto lanksčios jungtys.

Ateities perspektyvos

Tobulėjant humanoidinei robotikai, medžiagų inovacijos atliks lemiamą vaidmenį gerinantpatvarumas, energijos vartojimo efektyvumas ir žmogaus gebėjimas prisitaikytiNaujos medžiagos, tokios kaipsavaime atsistatantys polimerai, formos atminties lydiniai ir grafeno pagrindu pagaminti kompozitaigali dar labiau pakeisti robotų dizainą.