Гуманоидты роботтарда TPU материалын қолдану

TPU (термопластикалық полиуретан)икемділік, серпімділік және тозуға төзімділік сияқты тамаша қасиеттерге ие, бұл оны сыртқы қақпақтар, роботтық қолдар және тактильді сенсорлар сияқты гуманоидты роботтардың негізгі құрамдас бөліктерінде кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Төменде беделді академиялық мақалалар мен техникалық есептерден сұрыпталған ағылшын тіліндегі егжей-тегжейлі материалдар берілген: 1. **Антропоморфты роботты қолды қолдану арқылы жобалау және әзірлеуTPU материалы** > **Реферат**: Мұнда ұсынылған құжат антропоморфты робот қолының күрделілігін шешуге бағытталған. Робототехника қазір ең дамып келе жатқан сала болып табылады және әрқашан әрекет пен мінез-құлық сияқты адамға еліктеу ниеті болған. Антропоморфты қол – адамға ұқсайтын операцияларға еліктеу тәсілдерінің бірі. Бұл жұмыста 15 еркіндік дәрежесі бар антропоморфты қолды және 5 жетекті дамыту идеясы әзірленді, сонымен қатар робот қолының механикалық дизайны, басқару жүйесі, құрамы және ерекшеліктері талқыланды. Қолдың антропоморфты көрінісі бар, сонымен қатар адам сияқты функцияларды орындай алады, мысалы, ұстау және қол қимылдарын бейнелеу. Нәтижелер қолдың бір бөлік ретінде жасалғанын және ешқандай құрастыруды қажет етпейтінін және ол икемді термопластикалық полиуретаннан жасалғандықтан, тамаша салмақ көтеру қабілетін көрсетеді.(TPU) материалы, және оның икемділігі де қолдың адамдармен әрекеттесу үшін қауіпсіз болуын қамтамасыз етеді. Бұл қолды адам тәрізді роботта, сондай-ақ протездік қолға қолдануға болады. Жетектердің шектеулі саны басқаруды жеңілдетеді және қолды жеңілдетеді. 2. **Төртөлшемді басып шығару әдісін қолдана отырып, жұмсақ роботты ұстағышты құру үшін термопластикалық полиуретанды бетті модификациялау** > Функционалды градиенттік қоспалар өндірісін дамыту жолдарының бірі жұмсақ роботты ұстау үшін төрт өлшемді (4D) басып шығарылған құрылымдарды жасау болып табылады. жетектер. Бұл жұмыс термопластикалық полиуретаннан (TPU) жасалған модификацияланған 3D басып шығарылған ұстағыш субстратынан және күрделі механикалық конструкцияларды қолданбай бағдарламаланған гигроскопиялық деформацияға мүмкіндік беретін желатинді гидрогель негізіндегі жетектен тұратын энергетикалық тәуелсіз жұмсақ роботтық қысқышты құрудың тұжырымдамалық тәсілін ұсынады. > > 20% желатин негізіндегі гидрогельді пайдалану құрылымға жұмсақ роботтық биомиметикалық функционалдылықты береді және сұйық ортадағы ісіну процестеріне жауап беру арқылы басып шығарылған нысанның интеллектуалды ынталандыруға жауап беретін механикалық функционалдығына жауап береді. Термопластикалық полиуретанды аргон-оттегі ортасында 90 секундқа, 100 Вт қуатта және 26,7 па қысымда бетінің мақсатты функционализациясы оның микрорельефінің өзгеруін жеңілдетеді, осылайша оның бетіндегі ісінген желатиннің адгезиясы мен тұрақтылығын жақсартады. > > Макроскопиялық су астындағы жұмсақ роботтық ұстауға арналған 4D басып шығарылған биоүйлесімді тарақ құрылымдарын жасаудың іске асырылған тұжырымдамасы инвазивті емес жергілікті ұстауды қамтамасыз ете алады, шағын заттарды тасымалдайды және суда ісінген кезде биоактивті заттарды шығарады. Нәтижесінде алынған өнімді өздігінен жұмыс істейтін биомиметикалық жетек, инкапсуляция жүйесі немесе жұмсақ робототехника ретінде пайдалануға болады. 3. **Әртүрлі үлгілері мен қалыңдықтары бар 3D басып шығарылған гуманоидты робот қолының сыртқы бөліктерінің сипаттамасы** > Гуманоидты робототехниканың дамуымен адам мен роботтың өзара әрекеттесуін жақсарту үшін жұмсақ сыртқы бөліктер қажет. Мета-материалдардағы аукстикалық құрылымдар жұмсақ экстерьерлерді жасаудың перспективалы әдісі болып табылады. Бұл құрылымдардың бірегей механикалық қасиеттері бар. Мұндай құрылымдарды жасау үшін 3D басып шығару, әсіресе балқытылған жіптерді жасау (FFF) кеңінен қолданылады. Термопластикалық полиуретан (ТПУ) жақсы икемділігіне байланысты FFF-де жиі қолданылады. Бұл зерттеу Shore 95A TPU жіпі бар FFF 3D басып шығару арқылы адам тәрізді робот Алиса III үшін жұмсақ сыртқы қақпақты әзірлеуге бағытталған. > > Зерттеу 3DP гуманоидты робот қаруларын жасау үшін 3D принтері бар ақ TPU жіпін пайдаланды. Робот қолы білек және жоғарғы қол бөліктеріне бөлінді. Үлгілерге әртүрлі үлгілер (қатты және қайта кіретін) және қалыңдығы (1, 2 және 4 мм) қолданылды. Басып шығарғаннан кейін механикалық қасиеттерді талдау үшін иілу, созу және қысу сынақтары жүргізілді. Нәтижелер қайта енетін құрылымның иілу қисығына оңай иілетінін және аз кернеуді қажет ететінін растады. Сығымдау сынақтарында қайта кіретін құрылым қатты құрылыммен салыстырғанда жүктемеге төтеп бере алды. > > Барлық үш қалыңдықты талдағаннан кейін, қалыңдығы 2 мм болатын ре-ентент құрылымы иілу, созылу және қысу қасиеттері бойынша тамаша сипаттамаларға ие екендігі расталды. Сондықтан, қалыңдығы 2 мм болатын қайта енгізу үлгісі 3D – басып шығарылған гуманоидты робот қолын жасау үшін қолайлырақ. 4. **Осы 3D басып шығарылған TPU «Жұмсақ тері» жастықшалары роботтарға арзан, жоғары сезімтал жанасу сезімін береді** > Иллинойс Урбана университетінің зерттеушілері – Шампейн роботтарға адамға жанасу сезімін берудің арзан әдісін ойлап тапты: 3D – механикалық қысымды датчик ретінде екі есе жұмсақ басып шығаратын. > > Тактильді роботтық сенсорлар әдетте электрониканың өте күрделі массивтерін қамтиды және айтарлықтай қымбат, бірақ біз функционалды, ұзақ мерзімді баламаларды өте арзан жасауға болатынын көрсеттік. Оның үстіне, бұл жай ғана 3D принтерді қайта бағдарламалау мәселесі болғандықтан, сол техниканы әртүрлі роботтық жүйелерге оңай теңшеуге болады. Роботтық жабдық үлкен күштер мен моменттерді қамтуы мүмкін, сондықтан ол адамдармен тікелей әрекеттесетін болса немесе адам ортасында қолданылса, оны қауіпсіз ету керек. Жұмсақ тері бұл мәселеде маңызды рөл атқарады деп күтілуде, өйткені оны механикалық қауіпсіздік талаптарын сақтау және тактильді сезу үшін де қолдануға болады. > > Команданың сенсоры Raise3D E2 3D принтерінің сөредегі термопластикалық уретаннан (TPU) басып шығарылған төсемдер арқылы жасалған. Жұмсақ сыртқы қабат қуыс толтыру бөлігін жабады, ал сыртқы қабат қысылған сайын ішіндегі ауа қысымы сәйкесінше өзгереді — Teensy 4.0 микроконтроллеріне қосылған Honeywell ABP DANT 005 қысым сенсорына дірілді, жанасуды және қысымның жоғарылауын анықтауға мүмкіндік береді. Аурухана жағдайында көмектесу үшін жұмсақ терісі бар роботтарды пайдаланғыңыз келетінін елестетіп көріңіз. Оларды жүйелі түрде тазарту керек немесе теріні үнемі ауыстырып тұру керек. Қалай болғанда да, үлкен шығын бар. Дегенмен, 3D басып шығару өте ауқымды процесс, сондықтан ауыстырылатын бөлшектерді арзан жасауға және роботтың корпусына оңай іліп қоюға болады. 5. **TPU Pneu – торлардың жұмсақ роботты жетектер ретіндегі қосымша өндірісі** > Бұл жұмыста термопластикалық полиуретанды (ТПУ) қоспа өндірісі (АМ) жұмсақ роботты құрамдас бөліктер ретінде қолдану контекстінде зерттеледі. Басқа серпімді AM материалдарымен салыстырғанда, TPU беріктік пен деформацияға қатысты жоғары механикалық қасиеттерді көрсетеді. Таңдамалы лазерлік агломерация арқылы пневматикалық иілу жетектері (пнев – торлар) жұмсақ роботты жағдайды зерттеу ретінде 3D басып шығарылады және ішкі қысымнан ауытқуға қатысты эксперименталды түрде бағаланады. Ауа өткізбейтіндіктен ағып кету жетектердің қабырғасының минималды қалыңдығының функциясы ретінде байқалады. > > Жұмсақ робототехниканың әрекетін сипаттау үшін, мысалы, аналитикалық немесе сандық болуы мүмкін геометриялық деформация үлгілеріне гиперсерпімді материалды сипаттау керек. Бұл құжат жұмсақ робот жетектің иілу әрекетін сипаттау үшін әртүрлі үлгілерді зерттейді. Механикалық материал сынақтары қосымша дайындалған термопластикалық полиуретанды сипаттау үшін гиперсерпімді материал үлгісін параметрлеу үшін қолданылады. > > Ақырлы элементтер әдісіне негізделген сандық модельдеу жетектің деформациясын сипаттау үшін параметрленеді және мұндай жетек үшін жақында жарияланған аналитикалық үлгімен салыстырылады. Модельдердің екі болжамы да жұмсақ роботты жетектің тәжірибелік нәтижелерімен салыстырылады. Аналитикалық модель арқылы үлкен ауытқуларға қол жеткізілгенімен, сандық модельдеу 9° орташа ауытқулары бар иілу бұрышын болжайды, дегенмен сандық модельдеу есептеу үшін айтарлықтай ұзағырақ уақыт алады. Автоматтандырылған өндіріс ортасында жұмсақ робототехника қатаң өндіріс жүйелерін епті және ақылды өндіріске айналдыруды толықтыра алады.