Avancerade material för humanoida robotar

Avancerade material för humanoida robotar: En omfattande översikt

Humanoida robotar kräver en mängd olika högpresterande material för att uppnå optimal funktionalitet, hållbarhet och effektivitet. Nedan följer en detaljerad analys av viktiga material som används i olika robotsystem, tillsammans med deras tillämpningar och fördelar.

1. Strukturella komponenter

Polyetereterketon (PEEK)
Med exceptionella mekaniska egenskaper och värmebeständighet är PEEK det perfekta valet för ledlager och länkkomponenter. Till exempel TeslasOptimus Gen2använde PEEK för att minska vikten10 kgsamtidigt som gånghastigheten ökas med30 %.

Polyfenylensulfid (PPS)
PPS är känt för sin enastående dimensionsstabilitet och kemiska resistens och används ofta i kugghjul, lager och transmissionsdelar.Suzhou Napus PPS-lagerminskad energiförlust i lederna genom25 %, medanNanjing Julongs PPS-materialbidrog till en total viktminskning av20–30 %i robotsystem.

2. Material för rörelsesystem

Kolfiberförstärkt polymer (CFRP)
På grund av sitt höga styrka-viktförhållande dominerar CFRP i robotarm- och benstrukturer.Boston Dynamics Atlasanvänder CFRP i benen för att utföra svåra hopp, medanUnitrees Walkerförbättrar stabiliteten med CFRP-hölje.

Ultrahögmolekylär polyetenfiber (UHMW-PE)
Med7–10 gånger stålets hållfasthetoch endast1/8 av vikten, UHMW-PE är det föredragna materialet för sendrivna robothänder.Nanshan Zhishangs UHMW-PE-fibrerhar framgångsrikt tillämpats i flera robothandsystem.

3. Elektronik och sensorsystem

Flytande kristallpolymer (LCP)
Tack vare sina överlägsna dielektriska egenskaper och dimensionsstabilitet används LCP i högfrekventa signalkontakter och precisionselektroniska komponenter, som framgår avUnitrees H1.

Polydimetylsiloxan (PDMS) och polyimid (PI) filmer
Dessa material utgör kärnan ielektronisk hud (e-hud).Hanwei Technologys PDMS-baserade flexibla sensoreruppnå ultrahög känslighet (detektering ner till0,1 kPa), medanXELA Robotics uSkinanvänder PI-filmer för multimodal miljöuppfattning.

4. Exteriöra och funktionella komponenter

Polyamid (PA, nylon)
Med utmärkt bearbetbarhet och mekanisk hållfasthet används PA i1X Technologies Neo Gammarobotens utsida i vävd nylon.

PC-ABS teknisk plast
På grund av sin överlägsna formbarhet är PC-ABS det primära materialet förSoftBanks NAO-robotskal.

Termoplastisk elastomer (TPE)
TPE kombinerar gummiliknande elasticitet med plastisk bearbetbarhet och är idealisk förbioinspirerad hud- och leddämpningDen förväntas användas i nästa generationAtlas-robotens flexibla leder.

Framtidsutsikter

I takt med att humanoidrobotiken utvecklas kommer materialinnovation att spela en avgörande roll för att förbättrahållbarhet, energieffektivitet och människoliknande anpassningsförmågaFramväxande material somsjälvläkande polymerer, formminneslegeringar och grafenbaserade kompositerkan revolutionera robotdesignen ytterligare.