Materiais avanzados para robots humanoides

Materiais avanzados para robots humanoides: unha visión xeral completa

Os robots humanoides requiren unha ampla gama de materiais de alto rendemento para lograr unha funcionalidade, durabilidade e eficiencia óptimas. A continuación, móstrase unha análise detallada dos materiais clave empregados en varios sistemas robóticos, xunto coas súas aplicacións e beneficios.

1. Compoñentes estruturais

Polieter éter cetona (PEEK)
Con propiedades mecánicas excepcionais e resistencia á calor, o PEEK é a opción ideal para rolamentos de unión e compoñentes de articulación. Por exemplo, o de TeslaOptimus X2utilizou PEEK para reducir o peso en10 quilogramosmentres aumenta a velocidade do paseo30%.

Sulfuro de polifenileno (PPS)
Coñecido pola súa excepcional estabilidade dimensional e resistencia química, o PPS úsase amplamente en engrenaxes, rolamentos e pezas de transmisión.Rodamentos PPS de Suzhou Napuredución da perda de enerxía articular mediante25%, mentresMaterial PPS de Nanjing Julongcontribuíu a unha redución de peso global de20-30%en sistemas robóticos.

2. Materiais do sistema de movemento

Polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP)
Debido á súa alta relación resistencia-peso, o CFRP domina nas estruturas de brazos e pernas robóticas.Atlas de Boston Dynamicsemprega CFRP nas súas pernas para realizar saltos de alta dificultade, mentres queCamiñante de Unitreemellora a estabilidade cunha carcasa de CFRP.

Fibra de polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE)
ConDe 7 a 10 veces a resistencia do aceiroe só1/8 do pesoO UHMW-PE é o material preferido para mans robóticas accionadas por tendóns.Fibras UHMW-PE de Nanshan Zhishangaplicáronse con éxito en múltiples sistemas manuais robóticos.

3. Electrónica e sistemas de detección

Polímero de cristal líquido (LCP)
Grazas ás súas propiedades dieléctricas superiores e á súa estabilidade dimensional, o LCP úsase en conectores de sinal de alta frecuencia e compoñentes electrónicos de precisión, como se pode ver enH1 de Unitree.

Películas de polidimetilsiloxano (PDMS) e poliimida (PI)
Estes materiais constitúen o núcleo depel electrónica (e-skin).Sensores flexibles baseados en PDMS de Hanwei Technologylograr unha sensibilidade ultraelevada (detección de ata0,1 kPa), mentresuSkin de XELA Roboticsutiliza películas PI para a percepción ambiental multimodal.

4. Compoñentes exteriores e funcionais

Poliamida (PA, nailon)
Coa súa excelente maquinabilidade e resistencia mecánica, a PA úsase enNeo Gamma de 1X Technologiesexterior de nailon tecido do robot.

Plástico de enxeñaría PC-ABS
Debido á súa superior moldeabilidade, o PC-ABS é o material principal paraCarcasa do robot NAO de SoftBank.

Elastómero termoplástico (TPE)
Combinando a elasticidade semellante á goma coa procesabilidade do plástico, o TPE é ideal paraamortiguación bioinspirada para a pel e as articulaciónsEspérase que se use na próxima xeraciónArticulacións flexibles do robot Atlas.

Perspectivas futuras

A medida que avanza a robótica humanoide, a innovación en materiais xogará un papel fundamental na melloradurabilidade, eficiencia enerxética e adaptabilidade semellante á humanaMateriais emerxentes comopolímeros autorreparables, aliaxes con memoria de forma e materiais compostos baseados en grafenopodería revolucionar aínda máis o deseño robótico.