Pokročilé materiály pro humanoidní roboty

Pokročilé materiály pro humanoidní roboty: Komplexní přehled

Humanoidní roboti vyžadují pro dosažení optimální funkčnosti, odolnosti a efektivity širokou škálu vysoce výkonných materiálů. Níže je uvedena podrobná analýza klíčových materiálů používaných v různých robotických systémech spolu s jejich aplikacemi a výhodami.

1. Konstrukční prvky

Polyetheretherketon (PEEK)
Díky výjimečným mechanickým vlastnostem a tepelné odolnosti je PEEK ideální volbou pro ložiska kloubů a táhla. Například Tesla...Optimus Gen2použil PEEK ke snížení hmotnosti o10 kgpři zvyšování rychlosti chůze o30 %.

Polyfenylensulfid (PPS)
PPS, známý pro svou vynikající rozměrovou stabilitu a chemickou odolnost, se široce používá v ozubených kolech, ložiskách a převodových dílech.Ložiska PPS od Suzhou Napusnížené ztráty energie v kloubech25 %, zatímcoMateriál PPS od Nanjing Julongpřispělo k celkovému snížení hmotnosti20–30 %v robotických systémech.

2. Materiály pohybového systému

Polymer vyztužený uhlíkovými vlákny (CFRP)
Díky vysokému poměru pevnosti k hmotnosti dominuje CFRP v konstrukcích robotických paží a nohou.Atlas společnosti Boston Dynamicsvyužívá CFRP v nohách k provádění skoků s vysokou obtížností, zatímcoUnitreeův chodeczvyšuje stabilitu díky karbonovému plášti.

Vlákno z polyethylenu s ultravysokou molekulovou hmotností (UHMW-PE)
S7–10krát pevnější než ocela pouze1/8 hmotnosti, UHMW-PE je preferovaný materiál pro robotické ruce poháněné šlachami.UHMW-PE vlákna Nanshan Zhishangbyly úspěšně použity v mnoha systémech robotické ruky.

3. Elektronika a senzorické systémy

Polymer z tekutých krystalů (LCP)
Díky svým vynikajícím dielektrickým vlastnostem a rozměrové stabilitě se LCP používá ve vysokofrekvenčních signálních konektorech a přesných elektronických součástkách, jak je vidět vUnitree H1.

Polydimethylsiloxanové (PDMS) a polyimidové (PI) fólie
Tyto materiály tvoří jádroelektronická kůže (e-skin).Flexibilní senzory založené na PDMS od společnosti Hanwei Technologydosáhnout ultravysoké citlivosti (detekce až0,1 kPa), zatímcouSkin od společnosti XELA Roboticsvyužívá PI filmy pro multimodální vnímání prostředí.

4. Vnější a funkční komponenty

Polyamid (PA, Nylon)
Díky vynikající obrobitelnosti a mechanické pevnosti se PA používá vNeo Gamma od 1X Technologiestkaný nylonový vnější povrch robota.

PC-ABS technický plast
Díky své vynikající tvárnosti je PC-ABS primárním materiálem proRobotický plášť NAO od SoftBank.

Termoplastický elastomer (TPE)
TPE je ideální pro kombinaci gumové elasticity a zpracovatelnosti plastu.bioinspirované polstrování kůže a kloubůOčekává se, že bude použit v příští generaciFlexibilní klouby robota Atlas.

Budoucí vyhlídky

S pokrokem humanoidní robotiky budou materiálové inovace hrát klíčovou roli ve zlepšování...trvanlivost, energetická účinnost a přizpůsobivost podobná lidskéNově vznikající materiály, jako napříkladsamoopravitelné polymery, slitiny s tvarovou pamětí a kompozity na bázi grafenumůže dále zrevolucionizovat robotický design.