Усъвършенствани материали за хуманоидни роботи

Усъвършенствани материали за хуманоидни роботи: подробен преглед

Хуманоидните роботи изискват разнообразна гама от високопроизводителни материали, за да постигнат оптимална функционалност, издръжливост и ефективност. По-долу е даден подробен анализ на ключовите материали, използвани в различни роботизирани системи, заедно с техните приложения и предимства.

1. Структурни компоненти

Полиетер етер кетон (PEEK)
С изключителни механични свойства и устойчивост на топлина, PEEK е идеалният избор за лагери и компоненти на шарнирите. Например, на TeslaОптимус Ген2използва PEEK за намаляване на теглото чрез10 кгкато същевременно увеличава скоростта на ходене с30%.

Полифенилен сулфид (PPS)
Известен с изключителната си размерна стабилност и химическа устойчивост, PPS се използва широко в зъбни колела, лагери и части за трансмисии.PPS лагери на Suzhou Napuнамалена загуба на енергия в ставите чрез25%, докатоPPS материалът на Nanjing Julongдопринесе за общото намаляване на теглото20-30%в роботизирани системи.

2. Материали за системи за движение

Полимер, подсилен с въглеродни влакна (CFRP)
Поради високото си съотношение якост-тегло, CFRP доминира в конструкциите на роботизирани ръце и крака.Атласът на Boston Dynamicsизползва CFRP в краката си, за да изпълнява скокове с висока трудност, докатоУокърът на Юнитриподобрява стабилността с корпус от CFRP.

Полиетиленови влакна с ултрависоко молекулно тегло (UHMW-PE)
С7-10 пъти по-здрави от стоманатаи само1/8 от теглото, UHMW-PE е предпочитаният материал за роботизирани ръце, задвижвани от сухожилия.UHMW-PE влакна на Nanshan Zhishangса били успешно приложени в множество роботизирани ръчни системи.

3. Електроника и сензорни системи

Течнокристален полимер (LCP)
Благодарение на превъзходните си диелектрични свойства и размерна стабилност, LCP се използва във високочестотни сигнални конектори и прецизни електронни компоненти, както се вижда вH1 на Unitree.

Полидиметилсилоксанови (PDMS) и полиимидни (PI) филми
Тези материали формират ядрото наелектронна кожа (e-skin).Гъвкави сензори, базирани на PDMS, на Hanwei Technologyпостигане на ултрависока чувствителност (откриване до0,1 кПа), докатоuSkin на XELA Roboticsизползва PI филми за мултимодално възприятие на околната среда.

4. Външни и функционални компоненти

Полиамид (PA, найлон)
С отлична обработваемост и механична якост, PA се използва вNeo Gamma на 1X Technologiesтъканата найлонова външна част на робота.

PC-ABS инженерна пластмаса
Поради превъзходната си формовъчност, PC-ABS е основният материал заРоботната обвивка NAO на SoftBank.

Термопластичен еластомер (TPE)
Съчетавайки еластичност, подобна на гума, с пластична обработваемост, TPE е идеален забио-вдъхновена омекотяваща амортизация за кожата и ставитеОчаква се да бъде използван в следващото поколениеГъвкавите стави на робота Атлас.

Бъдещи перспективи

С напредването на хуманоидната роботика, материалните иновации ще играят ключова роля за подобряването...издръжливост, енергийна ефективност и адаптивност, подобна на тази на човекаНововъзникващи материали, като напримерсамовъзстановяващи се полимери, сплави с памет на формата и композити на основата на графенможе допълнително да революционизира дизайна на роботиката.