TPU (termoplasztikus poliuretán)kiemelkedő tulajdonságokkal rendelkezik, mint például a rugalmasság, a rugalmasság és a kopásállóság, így széles körben használják humanoid robotok kulcsfontosságú alkatrészeiben, mint például a külső burkolatok, a robotkezek és a tapintásérzékelők. Az alábbiakban részletes angol nyelvű anyagokat talál, amelyek hiteles tudományos cikkekből és műszaki jelentésekből származnak: 1. **Antropomorf robotkéz tervezése és fejlesztése**TPU anyag** > **Absztrakt**：A bemutatott tanulmány az antropomorf robotkéz komplexitásának megoldására tesz kísérletet. A robotika napjainkban a legfejlettebb terület, és mindig is cél volt az emberihez hasonló működtetések és viselkedés utánzása. Az antropomorf kéz az egyik megközelítés az emberi műveletek utánzására. Ebben a tanulmányban egy 15 szabadságfokú és 5 működtetővel rendelkező antropomorf kéz kifejlesztésének ötletét fejtjük ki, valamint tárgyaljuk a robotkéz mechanikai kialakítását, vezérlőrendszerét, összetételét és sajátosságait. A kéz antropomorf megjelenésű, és emberihez hasonló funkciókat is képes ellátni, például megfogást és kézmozdulatokat. Az eredmények azt mutatják, hogy a kéz egyetlen darabként van kialakítva, és nem igényel semmilyen összeszerelést, valamint kiváló teherbírással rendelkezik, mivel rugalmas, hőre lágyuló poliuretánból készült.(TPU) anyag, és rugalmassága biztosítja, hogy a kéz biztonságosan kommunikálhasson az emberekkel is. Ez a kéz humanoid robotban és protéziskézben is használható. A korlátozott számú aktuátor egyszerűbbé teszi a vezérlést és könnyebbé a kezet. 2. **Hőre lágyuló poliuretán felület módosítása puha robotmegfogó létrehozásához négydimenziós nyomtatási módszerrel** > A funkcionális gradiens additív gyártás fejlesztésének egyik útja a négydimenziós (4D) nyomtatott szerkezetek létrehozása puha robotmegfogókhoz, amelyet a fused deposition modellező 3D nyomtatás és a lágy hidrogel aktuátorok kombinálásával érnek el. Ez a munka egy fogalmi megközelítést javasol egy energiafüggetlen puha robotmegfogó létrehozására, amely egy módosított, hőre lágyuló poliuretánból (TPU) készült 3D nyomtatott tartószubsztrátból és egy zselatin hidrogel alapú aktuátorból áll, lehetővé téve a programozott higroszkópos deformációt komplex mechanikai konstrukciók használata nélkül. > > A 20%-os zselatin alapú hidrogel használata puha robotikus biomimetikus funkcionalitást kölcsönöz a szerkezetnek, és felelős a nyomtatott tárgy intelligens, ingerre reagáló mechanikai funkcionalitásáért azáltal, hogy reagál a folyékony környezetben zajló duzzadási folyamatokra. A hőre lágyuló poliuretán célzott felületfunkcionalizálása argon-oxigén környezetben 90 másodpercig, 100 W teljesítménnyel és 26,7 Pa nyomáson elősegíti a mikrorelief változásait, ezáltal javítva a duzzadt zselatin tapadását és stabilitását a felületén. > > A makroszkopikus víz alatti lágy robotmegfogáshoz 4D nyomtatott biokompatibilis fésűszerkezetek létrehozásának megvalósult koncepciója nem invazív lokális megfogást biztosít, kis tárgyakat szállít, és bioaktív anyagokat szabadít fel vízben duzzadva. A kapott termék ezért használható önmeghajtású biomimetikus aktuátorként, kapszulázó rendszerként vagy lágy robotikaként. 3. **Külső alkatrészek jellemzése 3D nyomtatott humanoid robotkarhoz különböző mintázatokkal és vastagságokkal** > A humanoid robotika fejlődésével puhább külső anyagokra van szükség a jobb ember-robot interakció érdekében. A metaanyagokban található auxetikus szerkezetek ígéretes módszert jelentenek a puha külsők létrehozására. Ezek a szerkezetek egyedi mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A 3D nyomtatás, különösen a fused filament fabrication (FFF), széles körben elterjedt az ilyen szerkezetek létrehozásában. A hőre lágyuló poliuretánt (TPU) gyakran használják az FFF-ekben a jó rugalmassága miatt. Ez a tanulmány egy puha külső burkolatot fejleszt ki az Alice III humanoid robot számára FFF 3D nyomtatással, Shore 95A TPU filamenttel. > > A tanulmány fehér TPU filamentet használt 3D nyomtatóval 3DP humanoid robotkarok gyártásához. A robotkart alkar és felkar részekre osztották. Különböző mintákat (tömör és visszahajló) és vastagságokat (1, 2 és 4 mm) vittek fel a mintákra. A nyomtatás után hajlítási, szakító- és nyomóvizsgálatokat végeztek a mechanikai tulajdonságok elemzésére. Az eredmények megerősítették, hogy a visszahajló szerkezet könnyen hajlítható a hajlítási görbe felé, és kevesebb feszültséget igényelt. A nyomóvizsgálatokban a visszahajló szerkezet jobban bírta a terhelést a tömör szerkezethez képest. > > Mindhárom vastagság elemzése után megerősítést nyert, hogy a 2 mm vastagságú visszahajló szerkezet kiváló tulajdonságokkal rendelkezik a hajlítási, szakító- és nyomószilárdság tekintetében. Ezért a 2 mm vastagságú visszatérő minta alkalmasabb 3D nyomtatott humanoid robotkar gyártásához. 4. **Ezek a 3D nyomtatott TPU „puha bőrű” párnák alacsony költségű, rendkívül érzékeny tapintásérzetet biztosítanak a robotoknak** > Az Illinois Urbana – Champaign Egyetem kutatói egy alacsony költségű módszert találtak arra, hogy a robotoknak emberi tapintásérzetet adjanak: 3D nyomtatott puha bőrű párnák, amelyek mechanikus nyomásérzékelőként is funkcionálnak. > > A tapintható robotérzékelők általában nagyon bonyolult elektronikai tömböket tartalmaznak, és meglehetősen drágák, de bebizonyítottuk, hogy a funkcionális, tartós alternatívák nagyon olcsón előállíthatók. Sőt, mivel csak egy 3D nyomtató átprogramozásáról van szó, ugyanaz a technika könnyen testreszabható különböző robotikai rendszerekhez. A robotikai hardverek nagy erőket és nyomatékokat igényelhetnek, ezért meglehetősen biztonságossá kell tenni őket, ha közvetlenül interakcióba lépnek az emberekkel, vagy emberi környezetben használják őket. A puha bőr várhatóan fontos szerepet fog játszani ebben a tekintetben, mivel mind a mechanikai biztonsági megfelelőség, mind a tapintásérzékelés szempontjából használható. > > A csapat érzékelőjét hőre lágyuló uretánból (TPU) nyomtatott párnákkal készítik egy kereskedelmi forgalomban kapható Raise3D E2 3D nyomtatón. A puha külső réteg egy üreges töltőrészt fed le, és ahogy a külső réteget összenyomják, a benne lévő légnyomás ennek megfelelően változik – lehetővé téve egy Teensy 4.0 mikrovezérlőhöz csatlakoztatott Honeywell ABP DANT 005 nyomásérzékelő számára, hogy érzékelje a rezgést, az érintést és a növekvő nyomást. Képzelje el, hogy puha bőrű robotokat szeretne használni egy kórházi környezetben. Ezeket rendszeresen fertőtleníteni kellene, vagy a bőrt rendszeresen cserélni. Akárhogy is, hatalmas költségekkel jár. A 3D nyomtatás azonban egy nagyon skálázható folyamat, így a cserélhető alkatrészek olcsón előállíthatók, és könnyen fel- és levehetők a robot testéről. 5. **TPU Pneu-hálók additív gyártása lágy robotikus aktuátorokként** > Ebben a cikkben a hőre lágyuló poliuretán (TPU) additív gyártását (AM) vizsgáljuk lágy robotikai alkatrészekként való alkalmazásának kontextusában. Más rugalmas AM-anyagokhoz képest a TPU kiváló mechanikai tulajdonságokat mutat a szilárdság és a deformáció tekintetében. Szelektív lézeres szinterezéssel pneumatikus hajlítóaktuátorokat (pneu-hálókat) 3D-s nyomtatással készítenek lágy robotikai esettanulmányként, és kísérletileg értékelik a belső nyomás feletti elhajlásukat. A légtömörség miatti szivárgást az aktuátorok minimális falvastagságának függvényében figyelik meg. > > A lágy robotika viselkedésének leírásához hiperelasztikus anyagleírásokat kell beépíteni a geometriai deformációs modellekbe, amelyek lehetnek például analitikusak vagy numerikusak. Ez a cikk különböző modelleket vizsgál egy lágy robotikus aktuátor hajlítási viselkedésének leírására. Mechanikai anyagvizsgálatokat alkalmaznak egy hiperelasztikus anyagmodell paraméterezésére az additív módon gyártott hőre lágyuló poliuretán leírására. > > Egy végeselemes módszeren alapuló numerikus szimulációt paramétereznek az aktuátor deformációjának leírására, és összehasonlítanak egy ilyen aktuátor nemrégiben publikált analitikus modelljével. Mindkét modell előrejelzését összehasonlítjuk a lágy robotikus aktuátor kísérleti eredményeivel. Míg az analitikus modell nagyobb eltéréseket ér el, a numerikus szimuláció átlagosan 9°-os eltéréssel jósolja meg a hajlítási szöget, bár a numerikus szimulációk számítása lényegesen tovább tart. Automatizált gyártási környezetben a lágy robotika kiegészítheti a merev gyártórendszerek átalakulását az agilis és intelligens gyártás felé.
Közzététel ideje: 2025. november 25.