مواد متطورة للروبوتات الشبيهة بالبشر

المواد المتقدمة للروبوتات الشبيهة بالبشر: نظرة عامة شاملة

تتطلب الروبوتات الشبيهة بالبشر مجموعة متنوعة من المواد عالية الأداء لتحقيق الأداء الأمثل والمتانة والكفاءة. فيما يلي تحليل مفصل للمواد الرئيسية المستخدمة في مختلف أنظمة الروبوتات، بالإضافة إلى تطبيقاتها وفوائدها.

1. المكونات الهيكلية

بولي إيثر إيثر كيتون (PEEK)
بفضل خصائصه الميكانيكية الاستثنائية ومقاومته للحرارة، يُعدّ PEEK الخيار الأمثل لمحامل الوصلات ومكونات الربط. على سبيل المثال، شركة تسلاأوبتيموس الجيل الثانيتم استخدام مادة PEEK لتقليل الوزن عن طريق10 كجممع زيادة سرعة المشي عن طريق30%.

كبريتيد البوليفينيلين (PPS)
تشتهر مادة PPS بثبات أبعادها المتميز ومقاومتها الكيميائية، وتستخدم على نطاق واسع في التروس والمحامل وأجزاء ناقل الحركة.محامل PPS من شركة سوتشو نابوتقليل فقدان الطاقة المشتركة عن طريق25%، بينمامواد نانجينغ جولونغ PPSساهم ذلك في خفض الوزن الإجمالي لـ20-30%في الأنظمة الروبوتية.

2. مواد نظام الحركة

البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP)
بسبب نسبة القوة إلى الوزن العالية، يهيمن البوليمر المقوى بألياف الكربون (CFRP) على هياكل الذراع والساق الروبوتية.أطلس من شركة بوسطن داينامكستستخدم ألياف الكربون المقواة بالبوليمر في أرجلها لأداء قفزات عالية الصعوبة، بينماووكر يونيترييعزز الاستقرار باستخدام غلاف من ألياف الكربون المقواة بالبوليمر.

ألياف البولي إيثيلين ذات الوزن الجزيئي العالي للغاية (UHMW-PE)
معقوة الفولاذ من 7 إلى 10 أضعافوفقطثُمن الوزن، تعتبر مادة UHMW-PE هي المادة المفضلة للأيدي الروبوتية التي تعمل بالأوتار.ألياف UHMW-PE من Nanshan Zhishangوقد تم تطبيقها بنجاح في العديد من أنظمة اليد الروبوتية.

3. أنظمة الإلكترونيات والاستشعار

بوليمر الكريستال السائل (LCP)
بفضل خصائصه العازلة الفائقة وثبات أبعاده، يُستخدم البوليمر البلوري السائل (LCP) في موصلات الإشارات عالية التردد والمكونات الإلكترونية الدقيقة، كما هو موضح فيH1 في يونيتري.

أغشية بولي ثنائي ميثيل سيلوكسان (PDMS) وبولي إيميد (PI)
تشكل هذه المواد جوهرالجلد الإلكتروني (e-skin).أجهزة الاستشعار المرنة القائمة على مادة PDMS من شركة Hanwei Technologyتحقيق حساسية فائقة (الكشف حتى0.1 كيلو باسكال)، بينمايو سكين من شركة إكسيلا روبوتيكستستخدم أغشية البولي إيثيلين من أجل الإدراك البيئي متعدد الوسائط.

4. المكونات الخارجية والوظيفية

البولي أميد (PA، النايلون)
بفضل سهولة تشكيلها وقوتها الميكانيكية الممتازة، تُستخدم مادة البولي أميد فينيو جاما من شركة 1X Technologiesالهيكل الخارجي للروبوت مصنوع من النايلون المنسوج.

بلاستيك هندسي من نوع PC-ABS
بفضل قابليتها الفائقة للتشكيل، تُعد مادة PC-ABS المادة الأساسية لـهيكل روبوت NAO من سوفت بنك.

المطاط اللدائني الحراري (TPE)
بفضل الجمع بين المرونة الشبيهة بالمطاط وقابلية تشكيل البلاستيك، يُعدّ TPE مثاليًا لـتوسيد الجلد والمفاصل المستوحى من الطبيعةمن المتوقع استخدامه في الجيل القادممفاصل روبوت أطلس المرنة.

الآفاق المستقبلية

مع تقدم الروبوتات الشبيهة بالبشر، سيلعب ابتكار المواد دورًا محوريًا في تعزيزالمتانة، وكفاءة الطاقة، والقدرة على التكيف الشبيهة بالبشرالمواد الناشئة مثلالبوليمرات ذاتية الإصلاح، وسبائك الذاكرة الشكلية، والمركبات القائمة على الجرافينقد يُحدث ذلك ثورة أكبر في تصميم الروبوتات.