Uzlaboti materiāli humanoīdu robotiem

Humanoīdu robotu progresīvie materiāli: visaptverošs pārskats

Humanoīdu robotiem ir nepieciešams daudzveidīgs augstas veiktspējas materiālu klāsts, lai sasniegtu optimālu funkcionalitāti, izturību un efektivitāti. Zemāk ir sniegta detalizēta galveno materiālu, ko izmanto dažādās robotu sistēmās, analīze, kā arī to pielietojums un priekšrocības.

1. Konstrukcijas komponenti

Poliētera ētera ketons (PEEK)
Pateicoties izcilām mehāniskajām īpašībām un karstumizturībai, PEEK ir ideāla izvēle locītavu gultņiem un šarnīru komponentiem. Piemēram, Tesla...Optimus Gen2izmantoja PEEK, lai samazinātu svaru10 kgvienlaikus palielinot iešanas ātrumu30%.

Polifenilēnsulfīds (PPS)
PPS, kas ir pazīstams ar izcilo izmēru stabilitāti un ķīmisko izturību, tiek plaši izmantots zobratos, gultņos un transmisijas detaļās.Sudžou Napu PPS gultņisamazināts locītavu enerģijas zudums,25%, kamērNaņdzjinas Džulongas PPS materiālsveicināja kopējo svara samazināšanos,20–30%robotizētās sistēmās.

2. Kustības sistēmas materiāli

Oglekļa šķiedras pastiprināts polimērs (CFRP)
Pateicoties augstajai stiprības un svara attiecībai, CFRP dominē robotu roku un kāju konstrukcijās.Boston Dynamics atlantsizmanto CFRP kājās, lai veiktu ļoti sarežģītus lēcienus, savukārtUnitree gājējsuzlabo stabilitāti ar CFRP korpusu.

Īpaši augstas molekulmasas polietilēna (UHMW-PE) šķiedra
Ar7–10 reizes lielāka izturība nekā tēraudamun tikai1/8 no svaraUHMW-PE ir vēlamais materiāls cīpslu darbināmām robotizētām rokām.Nanshan Zhishang UHMW-PE šķiedrasir veiksmīgi pielietoti vairākās robotizētās roku sistēmās.

3. Elektronika un sensoru sistēmas

Šķidro kristālu polimērs (LCP)
Pateicoties izcilajām dielektriskajām īpašībām un izmēru stabilitātei, LCP tiek izmantots augstfrekvences signālu savienotājos un precīzijas elektroniskajās komponentēs, kā redzamsUnitree H1.

Polidimetilsiloksāna (PDMS) un poliimīda (PI) plēves
Šie materiāli veido pamatuelektroniskā āda (e-āda).Hanwei Technology PDMS bāzes elastīgie sensorisasniegt īpaši augstu jutību (detekcija līdz pat0,1 kPa), kamērXELA Robotics uSkinizmanto PI plēves multimodālai vides uztverei.

4. Ārējās un funkcionālās sastāvdaļas

Poliamīds (PA, neilons)
Pateicoties izcilai apstrādājamībai un mehāniskajai izturībai, PA tiek izmantots1X Technologies Neo Gammarobota austais neilona ārējais slānis.

PC-ABS inženiertehniskā plastmasa
Pateicoties izcilai formējamībai, PC-ABS ir galvenais materiālsSoftBank NAO robota apvalks.

Termoplastiskais elastomērs (TPE)
Apvienojot gumijai līdzīgu elastību ar plastmasas apstrādājamību, TPE ir ideāli piemērotsbioloģiski iedvesmota ādas un locītavu amortizācijaParedzams, ka tas tiks izmantots nākamajā paaudzē.Atlas robota elastīgās locītavas.

Nākotnes perspektīvas

Attīstoties humanoīdajai robotikai, materiālu inovācijām būs izšķiroša loma tās uzlabošanā.izturība, energoefektivitāte un cilvēkam līdzīga pielāgošanās spējaJauni materiāli, piemēram,pašatjaunojošies polimēri, formu atceroši sakausējumi un uz grafēna bāzes veidoti kompozītmateriālivarētu vēl vairāk revolucionizēt robotu dizainu.