Pokročilé materiály pre humanoidné roboty

Pokročilé materiály pre humanoidné roboty: Komplexný prehľad

Humanoidné roboty vyžadujú širokú škálu vysokovýkonných materiálov na dosiahnutie optimálnej funkčnosti, odolnosti a účinnosti. Nižšie je uvedená podrobná analýza kľúčových materiálov používaných v rôznych robotických systémoch spolu s ich aplikáciami a výhodami.

1. Konštrukčné komponenty

Polyéteréterketón (PEEK)
Vďaka výnimočným mechanickým vlastnostiam a tepelnej odolnosti je PEEK ideálnou voľbou pre ložiská kĺbov a spojovacie komponenty. Napríklad Tesla...Optimus 2. generáciepoužil PEEK na zníženie hmotnosti o10 kgpri zvyšovaní rýchlosti chôdze o30 %.

Polyfenylénsulfid (PPS)
PPS, známy svojou vynikajúcou rozmerovou stabilitou a chemickou odolnosťou, sa široko používa v ozubených kolesách, ložiskách a prevodových častiach.Ložiská PPS od spoločnosti Suzhou Napuznížená strata energie v kĺboch25 %, zatiaľ čoMateriál PPS od spoločnosti Nanjing Julongprispelo k celkovému zníženiu hmotnosti20 – 30 %v robotických systémoch.

2. Materiály pohybového systému

Polymér vystužený uhlíkovými vláknami (CFRP)
Vďaka vysokému pomeru pevnosti k hmotnosti dominuje CFRP v konštrukciách robotických rúk a nôh.Atlas spoločnosti Boston Dynamicsvyužíva v nohách CFRP na vykonávanie skokov s vysokou náročnosťou, zatiaľ čoUnitree's Walkerzvyšuje stabilitu vďaka karbonovému plášťu.

Vlákno z polyetylénu s ultravysokou molekulovou hmotnosťou (UHMW-PE)
S7-10-krát pevnejšia ako oceľa iba1/8 hmotnosti, UHMW-PE je preferovaný materiál pre robotické ruky poháňané šľachami.UHMW-PE vlákna Nanshan Zhishangboli úspešne použité vo viacerých systémoch robotických rúk.

3. Elektronika a senzorické systémy

Polymér z tekutých kryštálov (LCP)
Vďaka svojim vynikajúcim dielektrickým vlastnostiam a rozmerovej stabilite sa LCP používa vo vysokofrekvenčných signálnych konektoroch a presných elektronických súčiastkach, ako je vidieť vUnitree H1.

Polydimetylsiloxánové (PDMS) a polyimidové (PI) fólie
Tieto materiály tvoria jadroelektronická koža (e-skin).Flexibilné senzory založené na PDMS od spoločnosti Hanwei Technologydosiahnuť ultravysokú citlivosť (detekcia až0,1 kPa), zatiaľ čouSkin od spoločnosti XELA Roboticsvyužíva PI filmy pre multimodálne vnímanie prostredia.

4. Vonkajšie a funkčné komponenty

Polyamid (PA, nylon)
Vďaka vynikajúcej obrobiteľnosti a mechanickej pevnosti sa PA používa v1X Technologies Neo Gammatkaný nylonový exteriér robota.

PC-ABS technický plast
Vďaka svojej vynikajúcej tvárnosti je PC-ABS hlavným materiálom preRobotický shell NAO od SoftBank.

Termoplastický elastomér (TPE)
TPE je ideálny pre kombináciu gumovej elasticity s plastickou spracovateľnosťoubioinšpirované odpruženie pokožky a kĺbovOčakáva sa, že sa bude používať v ďalšej generáciiFlexibilné kĺby robota Atlas.

Budúce vyhliadky

S pokrokom v humanoidnej robotike bude materiálová inovácia hrať kľúčovú úlohu pri zlepšovaní...odolnosť, energetická účinnosť a prispôsobivosť podobná ľudskejNové materiály, ako napr.samoopravné polyméry, zliatiny s tvarovou pamäťou a kompozity na báze grafénumôže ďalej zrevolucionizovať dizajn robotov.