Humanoidroboti põhikomponendid: materjali valik titaanisulamitega

Erinevad titaanisulamite klassid erinevad jõudluse, töödeldavuse ja rakendusstsenaariumide poolest ning vastavad täpselt humanoidrobotite põhikomponentide nõuetele, olles nende kerge disaini, suure töökindluse ja suuremahulise{0}}masstootmise võtmeks. Humanoidrobotite põhikomponentidel on oluliselt erinevad materjalinõuded ning puhas titaan ning --, -- ja + --tüüpi titaanisulamid ühilduvad selgelt erinevate komponentidega.

I. + titaanisulamid

+ titaanisulamid ühendavad endas tugevuse, plastilisuse ja kõrgel temperatuuril{1}}tulemise ning nende omadusi saab reguleerida kuumtöötlusega. Need on humanoidrobotite põhikomponentides kõige laialdasemalt kasutatav tüüp, mida esindavad Gr5 ja selle tuletisklassid.

Gr5 (Ti6Al4V)selle tõmbetugevus on 900–1100 MPa ning selle jõudlus ja kulud on tasakaalustatud ning seda kasutatakse tavaliselt raskete -liigendikomponentide ja koormust{3}}kandvate skelettide puhul. Boston Dynamicsi Atlas V11 kasutab seda sulamit selgroo tugiraamide tootmiseks, mis parandab oluliselt roboti kere stabiilsust.

Gr5 ELI-l on parem plastilisus ja bioühilduvus, mistõttu sobib see inimeste{1}}robotite interaktsiooni komponentide jaoks. UBTECHi Walker X osavad käte liigesed kasutavad seda klassi ja on läbinud 2 miljonit tsüklitesti.

Ti6Al2Sn4Zr2Mo toimib suurepäraselt kõrgel-temperatuuril ja see on kasutatav soojust -tekitavate komponentide, näiteks liigendmoodulite korpuste jaoks, pakkudes elektrooniliste juhtelementide kaitset.

II. Titaanisulamid
titaanisulamid koosnevad peamiselt -stabiliseerivatest elementidest, nagu Mo, Nb, Ta ja V, millele on lisatud 10% või rohkem. Pärast kuumtöötlemist saavutab nende tõmbetugevus 1100 MPa või sellega võrdne. Neil on suurepärane külmtöötlemisvõime ja biosobivus ning nad ei ole -toksilised, mistõttu sobivad need humanoidrobotite suure-koormuse ja suure täpsusega{7}}tuumakomponentide jaoks.

Ti13Nb13Zr ei sisalda vanaadiumi ja alumiiniumi ning sellel on hea biosobivus. See sobib õendus- ja taastusravirobotite{3}}masinaga kokkupuutuvatele komponentidele, mis võivad vähendada stressi kaitset ning parandada kasutamise ohutust ja mugavust.

Ti29Nb13Ta4.6Zr (TNZT) elastsusmoodul on lähedane inimese luude omale, suurepärase tugevuse ja korrosioonikindlusega. Seda kasutatakse enamasti bioonilistes liigestes ja see võib vähendada stressikontsentratsiooni, sobides meditsiiniliste abistavate robotite jaoks.

Ti15Mo-l on tugev korrosioonikindlus ja see on rakendatav keerulistes keskkondades, näiteks välistingimustes ja keemiatööstuses töötavate robotite liigendite laagrite ja ajamite jaoks, mis võivad korrosiooni ära hoida ja tagada stabiilse töö.

III. Titaanisulamid
titaanisulamid koosnevad peamiselt -stabiliseerivatest elementidest, nagu Al, Sn ja Zr, millel on toatemperatuuril üks -faasiline struktuur. Neil on hea keevitatavus ja korrosioonikindlus ning nende tugevus on kõrgem kui puhtal titaanil ning maksimaalne kõrge -temperatuuri kasutustemperatuur on 500 kraadi. Need sobivad humanoidrobotite väikese-koormuse ja suure täpsusega{7}}komponentide jaoks, eriti täppistundlike sõlmede jaoks.

Klass 9 (Ti-3Al-2,5 V) on tasakaalustatud tugevuse ja plastilisusega ning suurepärase töödeldavusega ning sellest saab teha õhukeseseinalisi osi paksusega alla 0,1 mm, millel on hea elektromagnetilise varjestus. Seda kasutatakse tavaliselt andurite korpustes ja juhtmete kaitseümbristes. Saksamaa Festo kasutab seda materjali puutetundlike andurite pakendamiseks, vähendades paksust 30% ja saavutades eraldusvõime 5 μm, mis parandab oluliselt biooniliste käte tuvastustäpsust.

Hinne 23 (Ti-6Al-4V ELI) omab paremat plastilisust ja bioühilduvust, kuna vähendab interstitsiaalseid elemente, mistõttu sobib see paindlike sensorkomponentide jaoks. Hiina Teaduste Akadeemia Shenyangi automaatikainstituut kasutab seda substraadina Xiaomi CyberOne'i sõrmeotstele rakendatavate painduvate rõhuandurite valmistamiseks, mis võimaldavad täpset jõu juhtimist ja delikaatseid interaktiivseid liigutusi.
IV. Kaubanduslikult puhas titaan

Kaubanduslikult puhas titaan ei sisalda täiendavaid legeerelemente, suurepärase plastilisuse ja korrosioonikindlusega ning mõõduka tugevusega. See sobib abikomponentidele, millel on madalad tugevusnõuded, kuid kõrge korrosioonikindlusvajadus, pakkudes põhilist tuge robotite põhistruktuurile.

2. klassil on tasakaalustatud kõikehõlmav jõudlus kontrollitava töötlemise ja kuludega. Seda kasutatakse enamasti komponentide (nt vuugi tihendusrõngad ja ühenduspoldid) ühendamiseks ja tihendamiseks ning seda saab kasutada ka kontrolleri korpustel, et saavutada kerge konstruktsioon ja korrosioonivastane -kaitse.

Klass 1 on hea plastilisusega, kuid madala tugevusega ning sobib õhukeseseinaliste{1}}kaitseosade jaoks, nagu painduvad andurikestad ja traadi kaitsemuhvid. See on korrosioonikindel-, seda ei ole kerge kahjustada ja selle kasutusiga on pikem.

Ruihang Group toodab peamiselt teie täppistootmise toorainet. Lisateabe saamiseks võtke meiega ühendust meiliaadressil:Sam.Rui@bjrh-titanium.com