Гуманоиддик роботтордо TPU материалын колдонуу

TPU (Термопластикалык полиуретан)ийкемдүүлүк, серпилгичтик жана эскирүүгө туруктуулук сыяктуу мыкты касиеттерге ээ, бул аны гуманоиддик роботтордун сырткы капкактары, робот колдору жана тактилдик сенсорлор сыяктуу негизги компоненттеринде кеңири колдонууга мүмкүндүк берет. Төмөндө абройлуу академиялык макалалардан жана техникалык отчеттордон иргелип алынган англис тилиндеги деталдуу материалдар келтирилген: 1. **Антропоморфтук роботтук колду колдонуу менен долбоорлоо жана иштеп чыгууTPU материалы** > **Кыскача мазмуну**: Бул жерде берилген макала антропоморфтук робот колдун татаалдыгын чечүүгө багытталган. Робототехника азыр эң өнүккөн тармак болуп саналат жана ар дайым адамдык кыймыл-аракетти жана жүрүм-турумду туураган максат болгон. Антропоморфтук кол - адамдык операцияларды туураган ыкмалардын бири. Бул макалада 15 эркиндик даражасы жана 5 кыймылдаткычы бар антропоморфтук колду иштеп чыгуу идеясы иштелип чыккан, ошондой эле роботтук колдун механикалык дизайны, башкаруу системасы, курамы жана өзгөчөлүктөрү талкууланган. Колдун антропоморфтук көрүнүшү бар жана ал ошондой эле адамдык функцияларды, мисалы, кармоо жана кол жаңсоолорун көрсөтө алат. Жыйынтыктар көрсөткөндөй, кол бир бөлүк катары иштелип чыккан жана эч кандай чогултууну талап кылбайт жана ал ийкемдүү термопластикалык полиуретандан жасалгандыктан, эң сонун оордук көтөрүү жөндөмүнө ээ.(TPU) материалы, жана анын ийкемдүүлүгү колдун адамдар менен өз ара аракеттенүү үчүн коопсуз болушун камсыздайт. Бул кол гуманоид роботто да, протез колдо да колдонулушу мүмкүн. Ишке ашыруучу механизмдердин чектелүү саны башкарууну жөнөкөйлөтүп, колду жеңилдетет. 2. **Төрт өлчөмдүү басып чыгаруу ыкмасын колдонуп, жумшак роботтук кармагычты түзүү үчүн термопластикалык полиуретан бетин модификациялоо** > Функционалдык градиенттик кошумча өндүрүштү өнүктүрүүнүн жолдорунун бири - жумшак роботтук кармоо үчүн төрт өлчөмдүү (4D) басылган структураларды түзүү, ага эритилген чөкмө моделдөө 3D басып чыгарууну жумшак гидрогелдик иштеткичтер менен айкалыштыруу аркылуу жетишилет. Бул иште термопластикалык полиуретандан (TPU) жасалган модификацияланган 3D басылган кармагыч субстраттан жана желатин гидрогелине негизделген иштеткичтен турган, татаал механикалык конструкцияларды колдонбостон программаланган гигроскопиялык деформацияга мүмкүндүк берген энергияга көз карандысыз жумшак роботтук кармагычты түзүүнүн концептуалдык ыкмасы сунушталат. > > 20% желатин негизиндеги гидрогелди колдонуу структурага жумшак роботтук биомиметикалык функцияны берет жана суюк чөйрөдөгү шишик процесстерине жооп берүү менен басылган объектинин акылдуу стимулдаштыруучу-жооп берүүчү механикалык функциялары үчүн жооптуу. Термопластикалык полиуретанды аргон-кычкылтек чөйрөсүндө 90 секунд бою, 100 Вт кубаттуулукта жана 26,7 Па басымда максаттуу беттик функционалдаштыруу анын микрорельефинин өзгөрүшүнө өбөлгө түзөт, ошону менен шишип кеткен желатиндин анын бетиндеги адгезиясын жана туруктуулугун жакшыртат. > > Макроскопиялык суу астындагы жумшак роботтук кармоо үчүн 4D басылган биошайкеш тарак структураларын түзүүнүн ишке ашырылган концепциясы инвазивдүү эмес жергиликтүү кармоону камсыздай алат, кичинекей объектилерди ташый алат жана сууда шишигенде биоактивдүү заттарды бөлүп чыгара алат. Ошондуктан, алынган продукт өзүн-өзү иштетүүчү биомиметикалык кыймылдаткыч, капсулалоо системасы же жумшак робототехника катары колдонулушу мүмкүн. 3. **Ар кандай үлгүлөрү жана калыңдыктары бар 3D басылган гуманоиддик робот колу үчүн тышкы бөлүктөрүн мүнөздөө** > Гуманоиддик робототехниканын өнүгүшү менен адам менен роботтун жакшыраак өз ара аракеттенүүсү үчүн жумшак тышкы бөлүктөр керек. Мета-материалдардагы ассистенттик структуралар жумшак сырткы көрүнүштөрдү түзүүнүн келечектүү жолу болуп саналат. Бул структуралар уникалдуу механикалык касиеттерге ээ. Мындай структураларды түзүү үчүн 3D басып чыгаруу, айрыкча эритилген жипче жасоо (FFF) кеңири колдонулат. Термопластикалык полиуретан (TPU) жакшы ийкемдүүлүгүнөн улам FFFде кеңири колдонулат. Бул изилдөө Shore 95A TPU жипчеси менен FFF 3D басып чыгарууну колдонуу менен гуманоиддик робот Alice III үчүн жумшак сырткы каптоону иштеп чыгууга багытталган. > > Изилдөөдө 3DP гуманоиддик робот колдорун жасоо үчүн 3D принтери бар ак TPU жипчеси колдонулган. Робот колу билек жана жогорку кол бөлүктөрүнө бөлүнгөн. Үлгүлөргө ар кандай үлгүлөр (катуу жана кайра кирүүчү) жана калыңдыктар (1, 2 жана 4 мм) колдонулган. Басып чыгаргандан кийин, механикалык касиеттерди талдоо үчүн ийүү, созуу жана кысуу сыноолору жүргүзүлдү. Жыйынтыктар кайра кирүүчү түзүлүш ийилүү ийри сызыгына оңой ийилерин жана азыраак чыңалууну талап кылаарын тастыктады. Кысуу сыноолорунда кайра кирүүчү түзүлүш катуу түзүлүшкө салыштырмалуу жүктөмгө туруштук бере алган. > > Үч калыңдыктын баарын талдап чыккандан кийин, 2 мм калыңдыктагы кайра кирүүчү түзүлүш ийилүү, чоюлуу жана кысуу касиеттери жагынан эң сонун мүнөздөмөлөргө ээ экени тастыкталды. Ошондуктан, 2 мм калыңдыктагы кайра кирүүчү үлгү 3D басылган гуманоид робот колун жасоого көбүрөөк ылайыктуу. 4. **Бул 3D басылган TPU "Жумшак тери" төшөктөрү роботторго арзан, жогорку сезгичтик менен тийүү сезимин берет** > Иллинойс университетинин Урбана-Шампейн изилдөөчүлөрү роботторго адамга окшош тийүү сезимин берүүнүн арзан жолун ойлоп табышты: механикалык басым сенсорлорунун милдетин аткарган 3D басылган жумшак тери төшөктөрү. > > Тактильдик робот сенсорлору, адатта, электрониканын өтө татаал массивдерин камтыйт жана абдан кымбат, бирок биз функционалдык, бышык альтернативаларды абдан арзан баада жасоого болорун көрсөттүк. Андан тышкары, бул жөн гана 3D принтерди кайра программалоо маселеси болгондуктан, ошол эле ыкманы ар кандай роботтук системаларга оңой эле ыңгайлаштырууга болот. Роботтук жабдуулар чоң күчтөрдү жана моменттерди камтышы мүмкүн, андыктан ал адамдар менен түздөн-түз өз ара аракеттене турган же адамдардын чөйрөсүндө колдонула турган болсо, аны коопсуз кылуу керек. Жумшак тери бул жагынан маанилүү ролду ойнойт деп күтүлүүдө, анткени аны механикалык коопсуздукту сактоо жана тактилдик сезүү үчүн колдонсо болот. > > Команданын сенсору Raise3D E2 3D принтеринде термопластикалык уретандан (TPU) басылган төшөмөлөрдөн жасалган. Жумшак сырткы катмар көңдөй толтуруучу бөлүктү жаап турат жана сырткы катмар кысылганда ичиндеги аба басымы ошого жараша өзгөрөт - бул Teensy 4.0 микроконтроллерине туташтырылган Honeywell ABP DANT 005 басым сенсоруна титирөөнү, тийүүнү жана басымдын жогорулашын аныктоого мүмкүндүк берет. Оорукана шартында жардам берүү үчүн жумшак терилүү роботторду колдонгуңуз келет деп элестетиңиз. Аларды үзгүлтүксүз дезинфекциялоо керек болот же терини үзгүлтүксүз алмаштырып туруу керек болот. Кандай болгон күндө да, бул чоң чыгымды талап кылат. Бирок, 3D басып чыгаруу абдан масштабдуу процесс, андыктан алмаштырылуучу тетиктерди арзан баада жасап, роботтун корпусуна оңой эле орнотуп, алып салууга болот. 5. **Жумшак роботтук кыймылдаткычтар катары TPU Pneu – Торлорун кошумча өндүрүш** > Бул макалада термопластикалык полиуретандын (TPU) кошумча өндүрүшү (AM) аны жумшак роботтук компоненттер катары колдонуу контекстинде изилденет. Башка серпилгич AM материалдарына салыштырмалуу TPU бекемдик жана деформация жагынан жогорку механикалык касиеттерди ачып берет. Тандалма лазердик бышыруу аркылуу пневматикалык ийүүчү кыймылдаткычтар (pneu – торлору) жумшак роботтук кейс-стади катары 3D басып чыгарылат жана ички басым боюнча деформацияга карата эксперименталдык түрдө бааланат. Абанын тыгыздыгынан улам агып кетүү кыймылдаткычтардын минималдуу дубал калыңдыгынын функциясы катары байкалат. > > Жумшак робототехниканын жүрүм-турумун сүрөттөө үчүн, мисалы, аналитикалык же сандык болушу мүмкүн болгон геометриялык деформация моделдерине гиперэластикалык материалдардын сүрөттөмөлөрү киргизилиши керек. Бул макалада жумшак роботтук кыймылдаткычтын ийүү жүрүм-турумун сүрөттөө үчүн ар кандай моделдер изилденет. Механикалык материалдык сыноолор кошумча өндүрүлгөн термопластикалык полиуретанды сүрөттөө үчүн гиперэластикалык материалдык моделди параметрлөө үчүн колдонулат. > > Чектүү элемент ыкмасына негизделген сандык симуляция аткаруучунун деформациясын сүрөттөө үчүн параметрлештирилет жана мындай аткаруучу үчүн жакында жарыяланган аналитикалык модель менен салыштырылат. Эки моделдин тең божомолу жумшак роботтук аткаруучунун эксперименталдык жыйынтыктары менен салыштырылат. Аналитикалык модель чоңураак четтөөлөргө жетишилгени менен, сандык симуляция ийилүү бурчун орточо четтөөлөрү 9° менен алдын ала айтат, бирок сандык симуляцияларды эсептөө үчүн бир топ көп убакыт талап кылынат. Автоматташтырылган өндүрүш чөйрөсүндө жумшак робототехника катуу өндүрүш системаларын шамдагай жана акылдуу өндүрүшкө трансформациялоону толуктай алат.