Fortschrittliche Materialien für humanoide Roboter

Fortschrittliche Materialien für humanoide Roboter: Ein umfassender Überblick

Humanoide Roboter benötigen eine Vielzahl von Hochleistungsmaterialien, um optimale Funktionalität, Langlebigkeit und Effizienz zu erreichen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse der wichtigsten Materialien, die in verschiedenen Robotersystemen eingesetzt werden, sowie deren Anwendungen und Vorteile.

1. Strukturelle Bauteile

Polyetheretherketon (PEEK)
Dank seiner außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften und Hitzebeständigkeit ist PEEK die ideale Wahl für Gelenklager und Verbindungselemente. Beispielsweise verwendet Tesla...Optimus Gen2PEEK wurde verwendet, um das Gewicht zu reduzieren.10 kgwährend der Erhöhung der Gehgeschwindigkeit um30 %.

Polyphenylensulfid (PPS)
PPS ist bekannt für seine hervorragende Dimensionsstabilität und chemische Beständigkeit und wird daher häufig für Zahnräder, Lager und Getriebeteile verwendet.PPS-Lager von Suzhou Napureduzierten Gelenkenergieverlust durch25 %, währendPPS-Materialien von Nanjing Julongtrug zu einer allgemeinen Gewichtsreduktion bei20-30%in Robotersystemen.

2. Materialien für Bewegungssysteme

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK)
Aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses dominiert CFK bei Roboterarm- und -beinstrukturen.Atlas von Boston Dynamicsverwendet CFK in den Beinen, um schwierige Sprünge auszuführen,Unitrees WalkerErhöht die Stabilität durch ein Gehäuse aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK).

Ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMW-PE) Faser
Mit7- bis 10-mal so fest wie Stahlund nur1/8 des GewichtsUHMW-PE ist das bevorzugte Material für seilzuggetriebene Roboterhände.Die UHMW-PE-Fasern von Nanshan Zhishangwurden erfolgreich in verschiedenen Roboterhandsystemen eingesetzt.

3. Elektronik- und Sensorsysteme

Flüssigkristallpolymer (LCP)
Dank seiner überlegenen dielektrischen Eigenschaften und Dimensionsstabilität wird LCP in Hochfrequenz-Signalverbindern und elektronischen Präzisionsbauteilen eingesetzt, wie in folgenden Beispielen zu sehen ist:Unitrees H1.

Polydimethylsiloxan (PDMS) & Polyimid (PI) Filme
Diese Materialien bilden den Kern vonelektronische Haut (E-Haut)DieDie flexiblen Sensoren auf PDMS-Basis von Hanwei Technologyeine ultrahohe Empfindlichkeit erreichen (Nachweis bis zu0,1 kPa), währenduSkin von XELA Roboticsnutzt PI-Folien zur multimodalen Umweltwahrnehmung.

4. Äußere und funktionale Komponenten

Polyamid (PA, Nylon)
PA wird aufgrund seiner hervorragenden Bearbeitbarkeit und mechanischen Festigkeit eingesetzt inNeo Gamma von 1X TechnologiesDie gewebte Nylon-Außenhülle des Roboters.

PC-ABS-Kunststoff
Aufgrund seiner hervorragenden Formbarkeit ist PC-ABS der primäre Werkstoff fürSoftBanks NAO-Roboterhülle.

Thermoplastisches Elastomer (TPE)
Durch die Kombination von gummiartiger Elastizität mit guter Verarbeitbarkeit ist TPE ideal fürbioinspirierte Haut- und GelenkpolsterungEs wird erwartet, dass es in der nächsten Generation eingesetzt wird.Die flexiblen Gelenke des Atlas-Roboters.

Zukunftsaussichten

Mit dem Fortschritt der humanoiden Robotik wird die Materialinnovation eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung spielen.Langlebigkeit, Energieeffizienz und menschenähnliche AnpassungsfähigkeitNeue Materialien wie z. B.selbstheilende Polymere, Formgedächtnislegierungen und Graphen-basierte Verbundwerkstoffekönnte die Roboterkonstruktion weiter revolutionieren.