Ultra-Čvrsta kičma humanoidnih robota: legure titanijuma

Lansiranjem proizvoda kao što su Tesla Optimus Gen3, Huawei Kuafu i UBtech Walker X, industrija je zakoračila u novu fazu. Humanoidni roboti imaju izuzetno visoke zahtjeve za kretanje, izdržljivost i stabilnost, a tradicionalni metali teško mogu zadovoljiti takve zahtjeve.Legure titanijumaproširili su svoju primjenu iz zrakoplovne industrije na humanoidne robote, postajući ključni "skeletni" materijal koji određuje tačnost kretanja robota, nosivost i vijek trajanja.

 

 

Srž dizajna humanoidnih robota je uspostavljanje ravnoteže između-izvođenja poput ljudi i visokih performansi: fleksibilno kretanje, čvrstina i pouzdanost, kao i lagani dizajn za smanjenje motornog opterećenja i poboljšanje izdržljivosti.

 

Visoka specifična čvrstoća

Njegova snaga je bliska čvrstoći čelika, dok je njegova gustina samo 60% čelika. Na primjer, UBtech Walker X usvaja okvir od legure titanijuma ukupne težine od samo 55 kg; ako bi se umjesto toga koristio čelik, težina bi premašila 80 kg, što bi dovelo do značajnog pada fleksibilnosti.

 

Otpornost na zamor i koroziju

Legure titanijuma mogu izdržati desetine hiljada visoko-rotacija spojeva, sa vijekom trajanja zamora tri puta većim od nehrđajućeg čelika, osiguravajući stabilan dugotrajni-rad. Takođe imaju odličnu otpornost na koroziju, što ih čini pogodnim za složena okruženja.

 

Dobra biokompatibilnost

Oni nisu-odbojni na ljudska tkiva, što ih čini pogodnim za scenarije interakcije ljudi{1}}mašine kao što su roboti za medicinsku rehabilitaciju i egzoskeleti, i služe kao ključni materijal za realizaciju ljudsko-mašinske simbioze.

 

Snažna kompatibilnost procesa

Legure titana mogu se napraviti u složene strukturne dijelove putem 3D štampe, brizganja metala i drugih procesa. Štaviše, oni nisu-magnetni i neće ometati preciznost senzora i kontrolnih sistema.

 

Dijelovi od legure titana u huamoid robotima

 

 

Opterećenje{0}}Nosivi okvir i spojevi jezgra

Nosivi{0}}okviri i spojevi jezgra su najvažniji scenariji primjene titanijumskih legura, koji direktno određuju nosivost i fleksibilnost kretanja humanoidnih robota. Dijelovi kao što su kičma, kukovi i koljena robota moraju istovremeno zadovoljiti zahtjeve visoke čvrstoće, visoke žilavosti i lagane težine, što čini legure titana optimalnim izborom materijala.

 

Tesla Optimus Gen3 usvaja kičmu od legure titanijuma koja je integralno formirana 3D štampanjem, čija je snaga povećana za 20% u poređenju sa tradicionalnim strukturama; njegovi zglobovi kuka i koljena koriste zupčanike i šuplje strukture od legure Ti-6Al-4V, postižući 40% smanjenje težine za jedan zglob i vijek trajanja zamora tri puta veći od tradicionalnog nehrđajućeg čelika.

 

Precizne komponente prijenosa i pokretanja

U preciznim komponentama za prijenos i aktiviranje robota, legure titana mogu značajno poboljšati preciznost i izdržljivost pokreta

Što se tiče krajnjih efektora, Festo bionička ruka iz Njemačke koristi 0,1 mm titanijsku foliju za pakovanje taktilnih senzora, koja nudi odličan efekat elektromagnetne zaštite i 30% je tanja od folija od aluminijske legure; niz fleksibilnih senzora pritiska zasnovan na titanijumu- koji je razvio Shenyang institut za automatizaciju Kineske akademije nauka ima rezoluciju od 5 μm i primijenjen je na taktilni modul vrha prsta Xiaomi CyberOne, omogućavajući precizno hvatanje.

 

Oslanjajući se na MIM proces, legure titana mogu se koristiti za proizvodnju mikro zupčanika prečnika manjeg od 20 mm, prilagođavajući se složenoj strukturi spretnih ruku, ostvarujući više-stepen--slobode kretanja u uskim prostorima i balansirajući lagani dizajn i visoku fleksibilnost.

 

Adaptacija specijalnog scenarija

Za komponente u-dugotrajnom kontaktu sa ljudskim tijelom, kao što su operativne ruke robota za medicinsku rehabilitaciju i implantabilni stentovi za zglobove, koriste se specijalne legure titana kao što je Ti6Al7Nb.

 

Gr7 legura titana-paladija je otporna na koroziju smanjenjem kiselih medija, što je čini pogodnom za hemijske specijalne robote;

Ti5Al2.5Sn ima izvanredne performanse na niskim{2}}ima, održavajući žilavost čak i na -253 stepena. TX3 polarni četvoronožni robot Titanobotics iz Norveške usvaja ovaj okvir od legure titanijuma i može da obavlja kontinuirano praćenje glečera tokom 72 sata na -58 stepeni na Grenlandu.

 

 

Opće{0}}Ti6Al4V (Gr5): Postiže optimalnu ravnotežu između čvrstoće i cijene, uz zrelo 3D štampanje, procese obrade i kovanja, i koristi se u većini osnovnih komponenti koje nose opterećenje.

 

Ti6Al4V ELI (Extra Low Interstitial Gr5): Sa nižim sadržajem nečistoća, njegova udarna žilavost je povećana za 30% na -40 stepeni, što ga čini pogodnim za duboke-morske niske-temperature, visoke-zamore i scenarije visokog udara kao što su harmonijski flexsplines i hvataljke medicinskih robota.

 

Ti10V2Fe3Al visoke{0}}vrste: Dizajniran za scenarije velikog-opterećenja i velikog-momenta, koristi se u preciznim prijenosnim zupčanicima robota i nosivim-zglobovima nogu teških-robota.

 

Legura titana visoke{0}}elastičnosti i niskog modula (npr. TiNbTa, Ti24Nb4Zr8Sn): Njihov modul elastičnosti je bliži modulu elastičnosti ljudskih kostiju, sa izvanrednom fleksibilnošću i biokompatibilnošću. Uglavnom se koriste u bioničkim zglobovima, fleksibilnim aktuatorima i strukturnim komponentama nosivih robota, koji mogu smanjiti udar i poboljšati usklađenost s kretanjem.

 

 

Ruihang Group uglavnom proizvodi sirovine za vašu preciznu proizvodnju. Za više detalja, kontaktirajte nas na e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com