Edistyneet materiaalit humanoidiroboteille

Humanoidirobottien edistyneet materiaalit: kattava yleiskatsaus

Humanoidirobotit tarvitsevat monipuolisen valikoiman korkean suorituskyvyn materiaaleja optimaalisen toimivuuden, kestävyyden ja tehokkuuden saavuttamiseksi. Alla on yksityiskohtainen analyysi eri robottijärjestelmissä käytetyistä tärkeimmistä materiaaleista sekä niiden sovelluksista ja eduista.

1. Rakenneosat

Polyeetterieetteriketoni (PEEK)
Poikkeuksellisten mekaanisten ominaisuuksiensa ja lämmönkestävyytensä ansiosta PEEK on ihanteellinen valinta nivellaakereihin ja vivustokomponentteihin. Esimerkiksi TeslanOptimus Gen2käytti PEEK:ia painon vähentämiseen10 kgsamalla kun kävelynopeutta lisätään30 %.

Polyfenyleenisulfidi (PPS)
PPS tunnetaan erinomaisesta mittapysyvyydestään ja kemikaalien kestävyydestään, ja sitä käytetään laajalti vaihteistoissa, laakereissa ja vaihteiston osissa.Suzhou Napun PPS-laakeritvähentynyt nivelten energiahäviö25 %, samalla kunNanjing Julongin PPS-materiaalimyötävaikutti kokonaispainon laskuun20–30 %robottijärjestelmissä.

2. Liikejärjestelmän materiaalit

Hiilikuituvahvisteinen polymeeri (CFRP)
Korkean lujuus-painosuhteensa vuoksi CFRP on hallitseva muoviosa robottien käsivarsien ja jalkojen rakenteissa.Boston Dynamicsin Atlaskäyttää jaloissaan CFRP:tä vaikeiden hyppyjen suorittamiseen, samalla kunUnitreen kävelijäParantaa vakautta CFRP-kotelolla.

Erittäin korkean molekyylipainon omaava polyeteeni (UHMW-PE) -kuitu
Kanssa7–10 kertaa teräksen lujuusja vain1/8 painostaUHMW-PE on ensisijainen materiaali jännekäyttöisiin robottikäsiin.Nanshan Zhishang UHMW-PE kuitujaon sovellettu onnistuneesti useissa robottikäsijärjestelmissä.

3. Elektroniikka ja anturijärjestelmät

Nestekidepolymeeri (LCP)
Erinomaisten dielektristen ominaisuuksiensa ja mittapysyvyytensä ansiosta LCP:tä käytetään korkeataajuisissa signaaliliittimissä ja tarkkuuselektroniikkakomponenteissa, kuten on nähtyUnitreen H1.

Polydimetyylisiloksaani- (PDMS) ja polyimidi- (PI) kalvot
Nämä materiaalit muodostavat ytimenelektroninen iho (e-iho).Hanwei Technologyn PDMS-pohjaiset joustavat anturitsaavuttaa erittäin korkean herkkyyden (tunnistus jopa0,1 kPa), samalla kunXELA Roboticsin uSkinhyödyntää PI-kalvoja monimuotoiseen ympäristön havainnointiin.

4. Ulkopuoliset ja toiminnalliset komponentit

Polyamidi (PA, nailon)
Erinomaisen työstettävyyden ja mekaanisen lujuuden ansiosta PA:ta käytetään1X Technologiesin Neo Gammarobotin kudottu nailoninen ulkopinta.

PC-ABS-muovia
Erinomaisen muovattavuuden ansiosta PC-ABS on ensisijainen materiaali mm.SoftBankin NAO-robottikuori.

Termoplastinen elastomeeri (TPE)
Yhdistämällä kumimaisen elastisuuden muoviseen prosessoitavuuteen, TPE on ihanteellinenbioinspiroitunut ihon ja nivelten pehmusteSen odotetaan tulevan käyttöön seuraavan sukupolvenAtlas-robotin joustavat nivelet.

Tulevaisuudennäkymät

Humanoidirobotiikan kehittyessä materiaali-innovaatioilla on keskeinen roolikestävyys, energiatehokkuus ja ihmisen kaltainen sopeutumiskykyUudet materiaalit, kutenitsekorjautuvat polymeerit, muistimetalliseokset ja grafeenipohjaiset komposiititvoi mullistaa robotiikkasuunnittelun entisestään.