Avancerede materialer til humanoide robotter

Avancerede materialer til humanoide robotter: En omfattende oversigt

Humanoide robotter kræver en bred vifte af højtydende materialer for at opnå optimal funktionalitet, holdbarhed og effektivitet. Nedenfor er en detaljeret analyse af de vigtigste materialer, der anvendes i forskellige robotsystemer, sammen med deres anvendelser og fordele.

1. Strukturelle komponenter

Polyetherketon (PEEK)
Med exceptionelle mekaniske egenskaber og varmebestandighed er PEEK det ideelle valg til ledlejer og ledforbindelseskomponenter. For eksempel TeslasOptimus Gen2brugte PEEK til at reducere vægten10 kgsamtidig med at ganghastigheden øges med30%.

Polyphenylensulfid (PPS)
PPS er kendt for sin enestående dimensionsstabilitet og kemiske resistens og anvendes i vid udstrækning i gear, lejer og transmissionsdele.Suzhou Napus PPS-lejerreduceret energitab i leddene ved25%, mensNanjing Julongs PPS-materialebidrog til et samlet vægttab på20-30%i robotsystemer.

2. Materialer til bevægelsessystem

Kulfiberforstærket polymer (CFRP)
På grund af sit høje styrke-til-vægt-forhold dominerer CFRP i robotarm- og benstrukturer.Boston Dynamics' Atlasbruger CFRP i sine ben til at udføre hop med høj sværhedsgrad, mensUnitrees gåstolforbedrer stabiliteten med CFRP-kabinet.

Polyethylenfiber med ultrahøj molekylvægt (UHMW-PE)
Med7-10 gange stålets styrkeog kun1/8 af vægten, UHMW-PE er det foretrukne materiale til senedrevne robothænder.Nanshan Zhishang's UHMW-PE fibreer blevet anvendt med succes i adskillige robothåndsystemer.

3. Elektronik og sensorsystemer

Flydende krystalpolymer (LCP)
Takket være sine overlegne dielektriske egenskaber og dimensionsstabilitet anvendes LCP i højfrekvente signalkonnektorer og præcisionselektroniske komponenter, som set iUnitrees H1.

Polydimethylsiloxan (PDMS) og polyimid (PI) film
Disse materialer danner kernen ielektronisk hud (e-hud).Hanwei Technologys PDMS-baserede fleksible sensoreropnå ultrahøj følsomhed (detektion ned til0,1 kPa), mensXELA Robotics' uSkinanvender PI-film til multimodal miljøopfattelse.

4. Udvendige og funktionelle komponenter

Polyamid (PA, nylon)
Med fremragende bearbejdelighed og mekanisk styrke anvendes PA i1X Technologies' Neo Gammarobottens vævede nylon ydre.

PC-ABS teknisk plast
På grund af sin overlegne støbeevne er PC-ABS det primære materiale tilSoftBanks NAO-robotskal.

Termoplastisk elastomer (TPE)
TPE kombinerer gummilignende elasticitet med plastisk forarbejdningsevne og er ideel tilBio-inspireret polstring af hud og ledDet forventes at blive brugt i den næste generationAtlas-robottens fleksible led.

Fremtidsudsigter

I takt med at humanoide robotteknologier udvikler sig, vil materialeinnovation spille en central rolle i at forbedreholdbarhed, energieffektivitet og menneskelignende tilpasningsevneNye materialer såsomselvhelende polymerer, formhukommelseslegeringer og grafenbaserede kompositterkan revolutionere robotdesign yderligere.