Vật liệu tiên tiến cho robot hình người

Vật liệu tiên tiến cho robot hình người: Tổng quan toàn diện

Robot hình người cần nhiều loại vật liệu hiệu suất cao để đạt được chức năng, độ bền và hiệu suất tối ưu. Dưới đây là phân tích chi tiết về các vật liệu chính được sử dụng trong các hệ thống robot khác nhau, cùng với ứng dụng và lợi ích của chúng.

1. Thành phần cấu trúc

Polyether Ether Ketone (PEEK)
Với các đặc tính cơ học và khả năng chịu nhiệt vượt trội, PEEK là lựa chọn lý tưởng cho các ổ trục khớp nối và các thành phần liên kết. Ví dụ, TeslaOptimus Gen2sử dụng PEEK để giảm trọng lượng bằng cách10 kgtrong khi tăng tốc độ đi bộ bằng cách30%.

Polyphenylene Sulfide (PPS)
Được biết đến với độ ổn định kích thước và khả năng chống hóa chất vượt trội, PPS được sử dụng rộng rãi trong bánh răng, ổ trục và các bộ phận truyền động.Vòng bi PPS của Suzhou Napugiảm mất năng lượng khớp bằng cách25%, trong khiTài liệu PPS của Nam Kinh Julonggóp phần làm giảm trọng lượng tổng thể20-30%trong các hệ thống robot.

2. Vật liệu hệ thống chuyển động

Polyme gia cường sợi carbon (CFRP)
Do có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao nên CFRP được sử dụng chủ yếu trong cấu trúc cánh tay và chân của rô-bốt.Atlas của Boston Dynamicssử dụng CFRP ở chân để thực hiện các cú nhảy có độ khó cao, trong khiWalker của Unitreetăng cường độ ổn định với vỏ CFRP.

Sợi Polyetylen có trọng lượng phân tử cực cao (UHMW-PE)
VớiMạnh hơn thép từ 7-10 lầnvà chỉ1/8 trọng lượngUHMW-PE là vật liệu được ưa chuộng cho bàn tay robot điều khiển bằng gân.Sợi UHMW-PE của Nanshan Zhishangđã được áp dụng thành công trong nhiều hệ thống tay robot.

3. Hệ thống điện tử và cảm biến

Polymer tinh thể lỏng (LCP)
Nhờ tính chất điện môi vượt trội và độ ổn định kích thước, LCP được sử dụng trong các đầu nối tín hiệu tần số cao và các linh kiện điện tử chính xác, như được thấy trongH1 của Unitree.

Màng Polydimethylsiloxane (PDMS) & Polyimide (PI)
Những vật liệu này tạo thành cốt lõi củada điện tử (e-skin).Cảm biến linh hoạt dựa trên PDMS của Hanwei Technologyđạt được độ nhạy cực cao (phát hiện xuống tới0,1 kPa), trong khiuSkin của XELA Roboticssử dụng màng PI để nhận thức môi trường đa phương thức.

4. Thành phần bên ngoài và chức năng

Polyamide (PA, Nylon)
Với khả năng gia công và độ bền cơ học tuyệt vời, PA được sử dụng trongNeo Gamma của 1X Technologieslớp vỏ ngoài bằng nylon dệt của robot.

Nhựa kỹ thuật PC-ABS
Do khả năng tạo hình vượt trội, PC-ABS là vật liệu chính choVỏ robot NAO của SoftBank.

Nhựa nhiệt dẻo đàn hồi (TPE)
Kết hợp tính đàn hồi giống cao su với khả năng gia công bằng nhựa, TPE lý tưởng chođệm da và khớp lấy cảm hứng từ sinh học. Dự kiến ​​nó sẽ được sử dụng trong thế hệ tiếp theoCác khớp nối linh hoạt của robot Atlas.

Triển vọng tương lai

Khi robot hình người tiến bộ, sự đổi mới về vật liệu sẽ đóng vai trò then chốt trong việc nâng caođộ bền, hiệu quả năng lượng và khả năng thích ứng giống con người. Các vật liệu mới nổi nhưpolyme tự phục hồi, hợp kim nhớ hình và vật liệu composite nền graphenecó thể cách mạng hóa hơn nữa thiết kế robot.