Geavanceerde materialen voor humanoïde robots

Geavanceerde materialen voor humanoïde robots: een uitgebreid overzicht

Humanoïde robots vereisen een breed scala aan hoogwaardige materialen om optimale functionaliteit, duurzaamheid en efficiëntie te bereiken. Hieronder vindt u een gedetailleerde analyse van de belangrijkste materialen die in verschillende robotsystemen worden gebruikt, inclusief hun toepassingen en voordelen.

1. Structurele componenten

Polyetheretherketon (PEEK)
Met zijn uitzonderlijke mechanische eigenschappen en hittebestendigheid is PEEK de ideale keuze voor gewrichtslagers en verbindingscomponenten. Bijvoorbeeld Tesla'sOptimus Gen2gebruikte PEEK om het gewicht te verminderen met10 kgterwijl de loopsnelheid wordt verhoogd met30%.

Polyfenyleensulfide (PPS)
PPS staat bekend om zijn uitstekende maatvastheid en chemische bestendigheid en wordt veel gebruikt in tandwielen, lagers en transmissieonderdelen.PPS-lagers van Suzhou Napuverminderd gewrichtsenergieverlies door25%, terwijlPPS-materiaal van Nanjing Julongheeft bijgedragen aan een algehele gewichtsvermindering van20-30%in robotsystemen.

2. Materialen voor bewegingssystemen

Koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP)
Vanwege de hoge sterkte-gewichtsverhouding wordt CFRP veel gebruikt in robotarm- en -beenconstructies.Atlas van Boston Dynamicsgebruikt CFRP in zijn benen om sprongen met een hoge moeilijkheidsgraad uit te voeren, terwijlUnitree's WalkerVerbetert de stabiliteit met CFRP-behuizing.

Ultrahoogmoleculair polyethyleen (UHMW-PE) vezel
Met7-10 keer de sterkte van staalen alleen1/8e van het gewichtUHMW-PE is het voorkeursmateriaal voor peesaangedreven robothanden.UHMW-PE-vezels van Nanshan Zhishangzijn succesvol toegepast in meerdere robothandsystemen.

3. Elektronica en sensorsystemen

Vloeibaar kristalpolymeer (LCP)
Dankzij de superieure diëlektrische eigenschappen en dimensionale stabiliteit wordt LCP gebruikt in hoogfrequente signaalconnectoren en elektronische precisiecomponenten, zoals te zien is inUnitree's H1.

Polydimethylsiloxaan (PDMS) en polyimide (PI) films
Deze materialen vormen de kern vanelektronische huid (e-skin).PDMS-gebaseerde flexibele sensoren van Hanwei Technologybereiken een ultrahoge gevoeligheid (detectie tot0,1 kPa), terwijluSkin van XELA Roboticsmaakt gebruik van PI-films voor multimodale omgevingsperceptie.

4. Exterieur- en functionele componenten

Polyamide (PA, Nylon)
Met uitstekende bewerkbaarheid en mechanische sterkte wordt PA gebruikt inNeo Gamma van 1X Technologiesde buitenkant van geweven nylon van de robot.

PC-ABS technisch kunststof
Vanwege de superieure vormbaarheid is PC-ABS het primaire materiaal voorDe NAO-robotbehuizing van SoftBank.

Thermoplastisch elastomeer (TPE)
Door de combinatie van rubberachtige elasticiteit met de verwerkbaarheid van kunststof is TPE ideaal voorbio-geïnspireerde huid- en gewrichtsdempingHet is de verwachting dat het in de volgende generatie gebruikt zal wordenDe flexibele gewrichten van de Atlas-robot.

Toekomstperspectieven

Naarmate de humanoïde robotica vordert, zal materiaalinnovatie een cruciale rol spelen bij het verbeterenduurzaamheid, energie-efficiëntie en menselijke aanpassingsvermogenOpkomende materialen zoalszelfherstellende polymeren, vormgeheugenlegeringen en op grafeen gebaseerde composietenkan het ontwerp van robots nog verder revolutioneren.