Сучасні матеріали для гуманоїдних роботів: всебічний огляд
Для досягнення оптимальної функціональності, довговічності та ефективності гуманоїдним роботам потрібен широкий спектр високопродуктивних матеріалів. Нижче наведено детальний аналіз ключових матеріалів, що використовуються в різних роботизованих системах, а також їх застосування та переваги.
1. Структурні компоненти
Поліефірефіркетон (PEEK)
Завдяки винятковим механічним властивостям та термостійкості, PEEK є ідеальним вибором для підшипників шарнірів та компонентів важелів. Наприклад, Tesla...Оптимус 2-го поколіннявикористано PEEK для зменшення ваги шляхом10 кгпри збільшенні швидкості ходьби на30%.
Поліфеніленсульфід (PPS)
Відомий своєю видатною розмірною стабільністю та хімічною стійкістю, ППС широко використовується в шестернях, підшипниках та деталях трансмісії.Підшипники PPS від Suzhou Napuзменшення втрати енергії в суглобах завдяки25%, покиМатеріал PPS від Nanjing Julongсприяло загальному зниженню ваги20-30%у робототехнічних системах.
2. Матеріали системи руху
Полімер, армований вуглецевим волокном (CFRP)
Завдяки високому співвідношенню міцності до ваги, вуглепластик домінує в конструкціях роботизованих рук і ніг.Атлас Boston Dynamicsвикористовує вуглепластик у своїх ногах для виконання стрибків високої складності, тоді якУокер Юнітріпідвищує стійкість завдяки корпусу з вуглецевого волокна.
Волокно з надвисокомолекулярного поліетилену (UHMW-PE)
Зу 7-10 разів міцніша за стальі тільки1/8 ваги, UHMW-PE є кращим матеріалом для роботизованих рук з сухожильним приводом.UHMW-PE волокна Nanshan Zhishangбули успішно застосовані в багатьох роботизованих системах руки.
3. Електроніка та сенсорні системи
Рідкокристалічний полімер (РКП)
Завдяки своїм чудовим діелектричним властивостям та стабільності розмірів, LCP використовується у високочастотних сигнальних роз'ємах та прецизійних електронних компонентах, як це видно вH1 від Unitree.
Плівки з полідиметилсилоксану (PDMS) та полііміду (PI)
Ці матеріали складають основуелектронна шкіра (e-skin).Гнучкі датчики на базі PDMS від Hanwei Technologyдосягти надвисокої чутливості (виявлення аж до0,1 кПа), покиuSkin від XELA Roboticsвикористовує плівки PI для мультимодального сприйняття навколишнього середовища.
4. Зовнішні та функціональні компоненти
Поліамід (ПА, нейлон)
Завдяки чудовій оброблюваності та механічній міцності, ПА використовується вNeo Gamma від 1X Technologiesзовнішній вигляд робота з тканого нейлону.
Інженерний пластик PC-ABS
Завдяки своїй чудовій формуваності, PC-ABS є основним матеріалом дляРоботизована оболонка NAO від SoftBank.
Термопластичний еластомер (ТПЕ)
Поєднуючи гумоподібну еластичність з пластичністю, ТПЕ ідеально підходить длябіо-натхненна амортизація шкіри та суглобівОчікується, що його буде використовувати наступне поколінняГнучкі суглоби робота Atlas.
Майбутні перспективи
З розвитком гуманоїдної робототехніки, матеріальні інновації відіграватимуть ключову роль у покращенні...довговічність, енергоефективність та адаптивність, подібна до людськоїНовітні матеріали, такі яксамовідновлювальні полімери, сплави з пам'яттю форми та композити на основі графенуможе ще більше революціонізувати конструкцію роботів.
Час публікації: 22 квітня 2025 р.
