TPU (termoplastisks poliuretāns)piemīt izcilas īpašības, piemēram, elastība, elastība un nodilumizturība, padarot to plaši izmantojamu humanoīdu robotu galvenajās sastāvdaļās, piemēram, ārējos vākos, robotizētās rokās un taustes sensoros. Zemāk ir sniegti detalizēti materiāli angļu valodā, kas atlasīti no autoritatīviem akadēmiskiem rakstiem un tehniskiem ziņojumiem: 1. **Antropomorfas robotizētas rokas projektēšana un izstrāde, izmantojot…TPU materiāls** > **Kopsavilkums**: Šeit prezentētais raksts piedāvā risinājumu antropomorfas robotizētas rokas sarežģītībai. Robotika šobrīd ir visattīstītākā joma, un vienmēr ir bijis mērķis atdarināt cilvēkam līdzīgu darbību un uzvedību. Antropomorfa roka ir viena no pieejām, kā atdarināt cilvēkam līdzīgas darbības. Šajā rakstā ir izstrādāta ideja par antropomorfas rokas ar 15 brīvības pakāpēm un 5 izpildmehānismiem izveidi, kā arī ir apspriests robotizētās rokas mehāniskais dizains, vadības sistēma, sastāvs un īpatnības. Rokai ir antropomorfs izskats, un tā var veikt arī cilvēkam līdzīgas funkcijas, piemēram, satveršanu un rokas žestu attēlošanu. Rezultāti liecina, ka roka ir veidota kā viena daļa un tai nav nepieciešama nekāda veida montāža, un tai ir lieliska svara celtspēja, jo tā ir izgatavota no elastīga termoplastiska poliuretāna.(TPU) materiāls, un tā elastība nodrošina arī to, ka roka ir droša arī mijiedarbībai ar cilvēkiem. Šo roku var izmantot gan humanoīdā robotā, gan protēzē. Ierobežotais izpildmehānismu skaits vienkāršo vadību un padara roku vieglāku. 2. **Termoplastiskas poliuretāna virsmas modifikācija mīksta robotizēta satvērēja izveidei, izmantojot četrdimensiju drukas metodi** > Viens no funkcionālās gradienta aditīvās ražošanas attīstības virzieniem ir četrdimensiju (4D) drukātu struktūru izveide mīkstai robotizētai satvērienam, kas tiek panākts, apvienojot kausētas uzklāšanas modelēšanas 3D drukāšanu ar mīksta hidrogela izpildmehānismiem. Šajā darbā tiek piedāvāta konceptuāla pieeja enerģijas ziņā neatkarīga mīksta robotizēta satvērēja izveidei, kas sastāv no modificēta 3D drukāta turētāja substrāta, kas izgatavots no termoplastiska poliuretāna (TPU), un izpildmehānisma, kura pamatā ir želatīna hidrogels, ļaujot ieprogrammēt higroskopisku deformāciju, neizmantojot sarežģītas mehāniskas konstrukcijas. > > 20% želatīna bāzes hidrogela izmantošana piešķir struktūrai mīkstu robotizētu biomimētisku funkcionalitāti un ir atbildīga par drukātā objekta inteliģento stimulu reaģējošo mehānisko funkcionalitāti, reaģējot uz pietūkšanas procesiem šķidrā vidē. Termoplastiskā poliuretāna mērķtiecīga virsmas funkcionalizācija argona-skābekļa vidē 90 s laikā ar 100 W jaudu un 26,7 Pa spiedienu veicina izmaiņas tā mikroreljefā, tādējādi uzlabojot uzbriedinātā želatīna saķeri un stabilitāti uz tā virsmas. > > Realizētā koncepcija par 4D drukātu bioloģiski saderīgu ķemmes struktūru izveidi makroskopiskai zemūdens mīkstai robotizētai satveršanai var nodrošināt neinvazīvu lokālu satveršanu, transportēt mazus objektus un atbrīvot bioaktīvās vielas, uzbriestot ūdenī. Iegūto produktu tādēļ var izmantot kā pašpiedziņas biomimētisku izpildmehānismu, iekapsulēšanas sistēmu vai mīksto robotiku. 3. **3D drukātas humanoīda robota rokas ārējo daļu raksturojums ar dažādiem rakstiem un biezumiem** > Attīstoties humanoīdajai robotikai, labākai cilvēka un robota mijiedarbībai ir nepieciešamas mīkstākas ārējās daļas. Auksētiskas struktūras metamateriālos ir daudzsološs veids, kā izveidot mīkstas ārējās daļas. Šīm struktūrām ir unikālas mehāniskās īpašības. 3D drukāšana, īpaši kausētu pavedienu izgatavošana (FFF), tiek plaši izmantota šādu struktūru izveidei. Termoplastiskais poliuretāns (TPU) plaši tiek izmantots FFF ražošanā tā labās elastības dēļ. Šī pētījuma mērķis ir izstrādāt mīkstu ārējo apvalku humanoīdajam robotam Alice III, izmantojot FFF 3D drukāšanu ar Shore 95A TPU pavedienu. > > Pētījumā tika izmantota balta TPU šķiedra ar 3D printeri, lai izgatavotu 3DP humanoīda robota rokas. Robota roka tika sadalīta apakšdelma un augšdelma daļās. Paraugiem tika uzklāti dažādi raksti (viengabala un atkārtota ieeja) un biezumi (1, 2 un 4 mm). Pēc drukāšanas tika veikti lieces, stiepes un spiedes testi, lai analizētu mehāniskās īpašības. Rezultāti apstiprināja, ka atkārtotas ieejas struktūra bija viegli saliecama lieces līknes virzienā un tai bija nepieciešams mazāks spriegums. Spiedes testos atkārtotas ieejas struktūra spēja izturēt slodzi salīdzinājumā ar cieto struktūru. > > Pēc visu trīs biezumu analīzes tika apstiprināts, ka atkārtotas ieejas struktūrai ar 2 mm biezumu ir izcilas īpašības lieces, stiepes un spiedes īpašību ziņā. Tāpēc atkārtota ienākšanas raksts ar 2 mm biezumu ir piemērotāks 3D drukātas humanoīdas robota rokas ražošanai. 4. **Šie 3D drukātie TPU “mīkstās ādas” paliktņi piešķir robotiem lētu, ļoti jutīgu taustes sajūtu** > Ilinoisas Universitātes Urbana–Champaign pētnieki ir izdomājuši lētu veidu, kā piešķirt robotiem cilvēkam līdzīgu taustes sajūtu: 3D drukāti mīkstas ādas paliktņi, kas kalpo arī kā mehāniski spiediena sensori. > > Taktilie robotu sensori parasti satur ļoti sarežģītus elektronikas blokus un ir diezgan dārgi, taču mēs esam parādījuši, ka funkcionālas, izturīgas alternatīvas var izgatavot ļoti lēti. Turklāt, tā kā tas ir tikai 3D printera pārprogrammēšanas jautājums, to pašu tehniku var viegli pielāgot dažādām robotu sistēmām. Robotu aparatūra var ietvert lielus spēkus un griezes momentus, tāpēc tai jābūt diezgan drošai, ja tā tieši mijiedarbosies ar cilvēkiem vai tiks izmantota cilvēku vidē. Paredzams, ka mīkstai ādai šajā ziņā būs svarīga loma, jo to var izmantot gan mehāniskās drošības atbilstības nodrošināšanai, gan taustes uztveršanai. > > Komandas sensors ir izgatavots, izmantojot spilventiņus, kas drukāti no termoplastiska uretāna (TPU) uz standarta Raise3D E2 3D printera. Mīkstais ārējais slānis pārklāj dobu pildījuma daļu, un, ārējam slānim tiekot saspiestam, gaisa spiediens iekšpusē mainās atbilstoši, ļaujot Honeywell ABP DANT 005 spiediena sensoram, kas savienots ar Teensy 4.0 mikrokontrolleri, noteikt vibrāciju, pieskārienu un pieaugošu spiedienu. Iedomājieties, ka vēlaties izmantot robotus ar mīkstu ādu, lai palīdzētu slimnīcā. Tie būtu regulāri jādezinficē vai āda būtu regulāri jānomaina. Jebkurā gadījumā izmaksas ir milzīgas. Tomēr 3D drukāšana ir ļoti mērogojams process, tāpēc maināmas detaļas var lēti izgatavot un viegli piestiprināt un noņemt no robota korpusa. 5. **TPU Pneu tīklu kā mīkstu robotizētu aktuatoru aditīvā ražošana** > Šajā rakstā tiek pētīta termoplastiskā poliuretāna (TPU) aditīvā ražošana (AM) tā pielietojuma kontekstā kā mīksti robotizēti komponenti. Salīdzinot ar citiem elastīgiem AM materiāliem, TPU uzrāda pārākas mehāniskās īpašības attiecībā uz izturību un deformāciju. Ar selektīvu lāzera sintēšanu pneimatiskie lieces aktuatori (pneu tīkli) tiek drukāti 3D formātā kā mīksta robotizēta gadījuma izpēte un eksperimentāli novērtēti attiecībā uz novirzi iekšējā spiediena ietekmē. Noplūde hermētiskuma dēļ tiek novērota kā aktuatoru minimālā sienas biezuma funkcija. > > Lai aprakstītu mīksto robotizēto aktuatoru uzvedību, ģeometriskos deformācijas modeļos jāiekļauj hiperelastīgu materiālu apraksti, kas var būt, piemēram, analītiski vai skaitliski. Šajā rakstā tiek pētīti dažādi modeļi, lai aprakstītu mīksta robotizēta aktuatora lieces uzvedību. Mehāniskie materiālu testi tiek izmantoti, lai parametrizētu hiperelastīga materiāla modeli, lai aprakstītu aditīvi ražotu termoplastisko poliuretānu. > > Skaitliska simulācija, kuras pamatā ir galīgo elementu metode, tiek parametrizēta, lai aprakstītu aktuatora deformāciju, un salīdzināta ar nesen publicētu analītisko modeli šādam aktuatoram. Abas modeļa prognozes tiek salīdzinātas ar mīkstā robotizētā izpildmehānisma eksperimentālajiem rezultātiem. Lai gan analītiskais modelis sasniedz lielākas novirzes, skaitliskā simulācija prognozē lieces leņķi ar vidējām novirzēm 9°, lai gan skaitliskās simulācijas aprēķiniem aizņem ievērojami ilgāku laiku. Automatizētā ražošanas vidē mīkstā robotika var papildināt stingru ražošanas sistēmu pārveidi uz elastīgu un viedu ražošanu.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 25. novembris