Humanoid robotite ülimalt{0}}tuge selgroog: titaanisulamid

Selliste toodete turuletoomisega nagu Tesla Optimus Gen3, Huawei Kuafu ja UBtech Walker X on tööstus astunud uude etappi. Humanoidrobotid esitavad ülikõrged nõuded liikumisele, vastupidavusele ja stabiilsusele ning traditsioonilised metallid ei suuda selliseid nõudeid täita.Titaanisulamidon laiendanud oma rakendusi lennundusest ja kosmosetööstusest humanoidrobotiteni, saades peamiseks "skeleti" materjaliks, mis määrab robotite liikumistäpsuse, kandevõime ja kasutusea.

 

 

Humanoidroboti disaini tuum on leida tasakaal inimliku-jõudluse ja suure jõudluse vahel: paindlik liikumine, vastupidavus ja töökindlus, samuti kerge konstruktsioon, mis vähendab mootorikoormust ja parandab vastupidavust.

 

Kõrge eritugevus

Selle tugevus on lähedane terase omale, samas kui selle tihedus on ainult 60% terasest. Näiteks UBtech Walker X kasutab titaanisulamist raami, mille kogukaal on vaid 55 kg; kui selle asemel kasutataks terast, ületaks kaal 80 kg, mis tooks kaasa paindlikkuse olulise vähenemise.

 

Väsimus- ja korrosioonikindlus

Titaanisulamid taluvad kümneid tuhandeid liitekohtade{0}}kõrgsageduslikke pöörlemisi ning nende väsimusiga on kolm korda pikem kui roostevabast terasest, tagades stabiilse pikaajalise-töötamise. Neil on ka suurepärane korrosioonikindlus, mis muudab need sobivaks keerukates keskkondades.

 

Hea biosobivus

Need ei ole-tõrjuvad inimkudedele, mistõttu need sobivad inimese-masinaga suhtlemise stsenaariumide jaoks, nagu meditsiinilise taastusravi robotid ja eksoskeletid, ning on võtmematerjaliks inimese-masinate sümbioosi realiseerimiseks.

 

Tugev protsesside ühilduvus

Titaanisulamitest saab 3D-printimise, metalli survevalu ja muude protsesside abil valmistada keerulisi konstruktsiooniosi. Lisaks on need mitte-magnetilised ega mõjuta andurite ega juhtimissüsteemide täpsust.

 

Titaanisulamist osad huamoidrobotites

 

 

Koormus-kanderaami ja südamiku liigendid

Kandvad raamid- ja südamiku liigendid on titaanisulamite kõige põhilisemad rakendusstsenaariumid, mis määravad otseselt humanoidrobotite kandevõime ja liikumispaindlikkuse. Sellised osad nagu roboti selgroog, puusad ja põlved peavad vastama samaaegselt kõrge tugevuse, suure sitkuse ja kergekaalu nõuetele, muutes titaanisulamid optimaalseks materjalivalikuks.

 

Tesla Optimus Gen3 kasutab titaanisulamist selgroogu, mis on lahutamatult moodustatud 3D-printimise teel ja mille tugevus on traditsiooniliste struktuuridega võrreldes 20% suurem; selle puusa- ja põlveliigendid kasutavad Ti-6Al-4V sulamist hammasrattaid ja õõneskonstruktsioone, saavutades ühe liigendi kaalu vähenemise 40% ja väsimise kolm korda pikema kui traditsioonilise roostevaba terase puhul.

 

Täppiskäigukasti ja ajamite komponendid

Robotite täpsetes ülekande- ja käitamiskomponentides võivad titaanisulamid märkimisväärselt parandada liikumise täpsust ja vastupidavust

Lõppefektorite osas kasutab Festo biooniline käsi Saksamaalt puutetundlike andurite pakendamiseks 0,1 mm titaanfooliumi, mis pakub suurepärast elektromagnetilist varjestusefekti ja on 30% õhem kui alumiiniumisulamist fooliumid; Hiina Teaduste Akadeemia Shenyangi automatiseerimisinstituudi välja töötatud titaan-põhise painduva rõhuanduri massiivi eraldusvõime on 5 μm ja seda on rakendatud Xiaomi CyberOne'i sõrmeotsa puutemoodulile, mis võimaldab täpset haaramist.

 

Tuginedes MIM-protsessile, saab titaanisulameid kasutada alla 20 mm läbimõõduga mikrohammasrataste tootmiseks, kohandudes osavate käte keeruka struktuuriga, realiseerides kitsastes kohtades mitme-kraadise-vabaduse ning tasakaalustades kerge disaini ja suure paindlikkuse.

 

Spetsiaalne stsenaariumi kohandamine

Inimkehaga pikaajaliselt{0}}kontaktis olevate komponentide (nt taastusravi robotite käsivarred ja siirdatavad liigesestentid) puhul kasutatakse spetsiaalseid titaanisulameid, nagu Ti6Al7Nb.

 

Gr7 titaan-pallaadiumisulam on korrosioonikindel, vähendades happelist keskkonda, mistõttu sobib see keemiliste erirobotite jaoks;

Ti5Al2.5Sn on silmapaistev madalal -temperatuuril, säilitades sitkuse isegi -253 kraadi juures. Norrast pärit Titanoboticsi polaarne neljajalgne robot TX3 võtab selle titaanisulamist raami kasutusele ja suudab Gröönimaal -58 kraadi juures pidevalt liustikke jälgida 72 tundi.

 

 

Üldotstarbeline-Ti6Al4V (Gr5): see saavutab optimaalse tasakaalu tugevuse ja kulude vahel küpsete 3D-printimis-, töötlus- ja sepistamisprotsessidega ning seda kasutatakse enamikes kandekomponentides.

 

Ti6Al4V ELI (eriti madal interstitiaal Gr5): Väiksema lisandisisalduse korral suureneb selle löögikindlus -40 kraadi juures 30%, mis muudab selle sobivaks süvamere-madala-temperatuuri, suure-väsimuse ja suure mõjuga stsenaariumide jaoks, nagu harmoonilised painduvad jooned ja meditsiinirobotite haaratsid.

 

Kõrge{0}}tugev Ti10V2Fe3Al: mõeldud suure-koormuse ja suure-pöördemomendi stsenaariumide jaoks, seda kasutatakse robotite täppiskäigukastides ja raskeveokite-robotite jalgade-kandvates liigendites.

 

Suure-elastsusega ja madala-mooduliga titaanisulamid (nt TiNbTa, Ti24Nb4Zr8Sn): Nende elastsusmoodul on inimese luude omale lähedasem, silmapaistva paindlikkuse ja biosobivusega. Neid kasutatakse enamasti bioonilistes liigendites, painduvates ajamites ja kantavate robotite konstruktsioonikomponentides, mis võivad vähendada lööke ja parandada liikumise vastavust.

 

 

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