Προηγμένα Υλικά για Ανθρωποειδή Ρομπότ

Προηγμένα Υλικά για Ανθρωποειδή Ρομπότ: Μια Συνολική Επισκόπηση

Τα ανθρωποειδή ρομπότ απαιτούν μια ποικιλία υλικών υψηλής απόδοσης για να επιτύχουν βέλτιστη λειτουργικότητα, ανθεκτικότητα και αποδοτικότητα. Παρακάτω παρατίθεται μια λεπτομερής ανάλυση των βασικών υλικών που χρησιμοποιούνται σε διάφορα ρομποτικά συστήματα, μαζί με τις εφαρμογές και τα οφέλη τους.

1. Δομικά Στοιχεία

Πολυαιθερική αιθερική κετόνη (PEEK)
Με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και αντοχή στη θερμότητα, το PEEK είναι η ιδανική επιλογή για ρουλεμάν αρθρώσεων και εξαρτήματα συνδέσμων. Για παράδειγμα, το Tesla'sOptimus Gen2χρησιμοποίησε το PEEK για να μειώσει το βάρος10 κιλάενώ αυξάνεται η ταχύτητα βαδίσματος30%.

Πολυφαινυλενοσουλφίδιο (PPS)
Γνωστό για την εξαιρετική διαστασιακή σταθερότητα και την χημική αντοχή του, το PPS χρησιμοποιείται ευρέως σε γρανάζια, ρουλεμάν και εξαρτήματα κιβωτίου ταχυτήτων.Ρουλεμάν PPS της Suzhou Napuμειωμένη απώλεια ενέργειας στις αρθρώσεις μέσω25%, ενώΥλικό PPS της Nanjing Julongσυνέβαλε στη συνολική μείωση του βάρους20-30%σε ρομποτικά συστήματα.

2. Υλικά Συστημάτων Κίνησης

Πολυμερές ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (CFRP)
Λόγω της υψηλής αναλογίας αντοχής προς βάρος, το CFRP κυριαρχεί στις ρομποτικές κατασκευές βραχιόνων και ποδιών.Άτλας της Boston Dynamicsχρησιμοποιεί CFRP στα πόδια του για να εκτελεί άλματα υψηλής δυσκολίας, ενώΟ περιπατητής της Unitreeενισχύει τη σταθερότητα με το περίβλημα CFRP.

Ίνες πολυαιθυλενίου εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους (UHMW-PE)
Με7-10 φορές την αντοχή του χάλυβακαι μόνο1/8 του βάρους, Το UHMW-PE είναι το προτιμώμενο υλικό για ρομποτικά χέρια που κινούνται με τένοντες.Οι ίνες UHMW-PE του Nanshan Zhishangέχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε πολλά ρομποτικά συστήματα χειρός.

3. Ηλεκτρονικά & Συστήματα Αισθητήρων

Πολυμερές υγρών κρυστάλλων (LCP)
Χάρη στις ανώτερες διηλεκτρικές του ιδιότητες και τη σταθερότητα διαστάσεων, το LCP χρησιμοποιείται σε υποδοχές σήματος υψηλής συχνότητας και σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα ακριβείας, όπως φαίνεται στοH1 της Unitree.

Μεμβράνες πολυδιμεθυλοσιλοξανίου (PDMS) και πολυϊμιδίου (PI)
Αυτά τα υλικά αποτελούν τον πυρήνα τουηλεκτρονικό δέρμα (e-skin).Οι εύκαμπτοι αισθητήρες PDMS της Hanwei Technologyεπιτυγχάνουν εξαιρετικά υψηλή ευαισθησία (ανίχνευση έως0,1 kPa), ενώuSkin της XELA Roboticsχρησιμοποιεί μεμβράνες PI για πολυτροπική περιβαλλοντική αντίληψη.

4. Εξωτερικά & Λειτουργικά Στοιχεία

Πολυαμίδιο (PA, Νάιλον)
Με εξαιρετική μηχανική κατεργασία και μηχανική αντοχή, το PA χρησιμοποιείται σεNeo Gamma της 1X Technologiesυφασμένο νάιλον εξωτερικό του ρομπότ.

PC-ABS Μηχανικό Πλαστικό
Λόγω της ανώτερης χυτευσιμότητας, το PC-ABS είναι το κύριο υλικό γιαΤο κέλυφος ρομπότ NAO της SoftBank.

Θερμοπλαστικό ελαστομερές (TPE)
Συνδυάζοντας ελαστικότητα σαν καουτσούκ με δυνατότητα επεξεργασίας πλαστικού, το TPE είναι ιδανικό γιαβιολογικά εμπνευσμένη προστασία δέρματος και αρθρώσεωνΑναμένεται να χρησιμοποιηθεί στην επόμενη γενιάΟι εύκαμπτες αρθρώσεις του ρομπότ Atlas.

Μελλοντικές Προοπτικές

Καθώς η ανθρωποειδής ρομποτική εξελίσσεται, η καινοτομία στα υλικά θα διαδραματίσει καθοριστικό ρόλο στην ενίσχυσηανθεκτικότητα, ενεργειακή απόδοση και προσαρμοστικότητα ανθρώπινης προέλευσηςΑναδυόμενα υλικά όπωςαυτο-επούλωση πολυμερών, κράματα μνήμης σχήματος και σύνθετα υλικά με βάση το γραφένιομπορεί να φέρει περαιτέρω επανάσταση στον ρομποτικό σχεδιασμό.