Napredni materijali za humanoidne robote: sveobuhvatan pregled
Humanoidni roboti zahtijevaju raznolik raspon visokoučinkovitih materijala kako bi postigli optimalnu funkcionalnost, trajnost i učinkovitost. U nastavku slijedi detaljna analiza ključnih materijala koji se koriste u raznim robotskim sustavima, zajedno s njihovim primjenama i prednostima.
1. Strukturne komponente
Polieter eter keton (PEEK)
S iznimnim mehaničkim svojstvima i otpornošću na toplinu, PEEK je idealan izbor za zglobne ležajeve i komponente spojnica. Na primjer, TeslinOptimus Gen2koristio je PEEK za smanjenje težine za10 kgdok istovremeno povećavate brzinu hodanja30%.
Polifenilen sulfid (PPS)
Poznat po svojoj izvanrednoj dimenzijskoj stabilnosti i kemijskoj otpornosti, PPS se široko koristi u zupčanicima, ležajevima i dijelovima mjenjača.PPS ležajevi tvrtke Suzhou Napusmanjeni gubitak energije u zglobovima25%, dokNanjing Julongov PPS materijaldoprinijelo je ukupnom smanjenju težine20-30%u robotskim sustavima.
2. Materijali sustava gibanja
Polimer ojačan karbonskim vlaknima (CFRP)
Zbog visokog omjera čvrstoće i težine, CFRP dominira u strukturama robotskih ruku i nogu.Atlas tvrtke Boston Dynamicskoristi CFRP u nogama za izvođenje skokova visoke težine, dokUnitreejev šetačpovećava stabilnost s CFRP kućištem.
Vlakna od polietilena ultra visoke molekularne težine (UHMW-PE)
S7-10 puta veća čvrstoća od čelikai samo1/8 težineUHMW-PE je preferirani materijal za robotske ruke pokretane tetivama.Nanshan Zhishangova UHMW-PE vlaknauspješno su primijenjeni u više robotskih ručnih sustava.
3. Elektronika i senzorski sustavi
Tekući kristalni polimer (LCP)
Zahvaljujući svojim vrhunskim dielektričnim svojstvima i dimenzijskoj stabilnosti, LCP se koristi u visokofrekventnim signalnim konektorima i preciznim elektroničkim komponentama, kao što se vidi uUnitreejev H1.
Polidimetilsiloksan (PDMS) i poliimidni (PI) filmovi
Ovi materijali čine jezgruelektronička koža (e-skin).Fleksibilni senzori temeljeni na PDMS-u tvrtke Hanwei Technologypostići ultra visoku osjetljivost (detekcija do0,1 kPa), dokXELA Robotics' uSkinkoristi PI filmove za multimodalnu percepciju okoliša.
4. Vanjski i funkcionalni dijelovi
Poliamid (PA, najlon)
S izvrsnom obradivošću i mehaničkom čvrstoćom, PA se koristi u1X Technologies Neo GammaRobotova vanjština od tkanog najlona.
PC-ABS inženjerska plastika
Zbog svoje vrhunske mogućnosti oblikovanja, PC-ABS je primarni materijal zaSoftBankova NAO robotska ljuska.
Termoplastični elastomer (TPE)
Kombinirajući elastičnost sličnu gumi s plastičnom obradivošću, TPE je idealan zabioinspirirano ublažavanje kože i zglobovaOčekuje se da će se koristiti u sljedećoj generacijiFleksibilni zglobovi robota Atlas.
Budući izgledi
Kako humanoidna robotika napreduje, inovacije materijala igrat će ključnu ulogu u poboljšanjutrajnost, energetska učinkovitost i prilagodljivost slična ljudskojNovi materijali kao što susamoobnavljajući polimeri, legure s memorijom oblika i kompoziti na bazi grafenamoglo bi dodatno revolucionirati dizajn robotike.
Vrijeme objave: 22. travnja 2025.
