TPU (термопластичен полиуретан)има извонредни својства како што се флексибилност, еластичност и отпорност на абење, што го прави широко користен во клучните компоненти на хуманоидните роботи како надворешни облоги, роботски раце и тактилни сензори. Подолу се дадени детални англиски материјали сортирани од авторитетни академски трудови и технички извештаи: 1. **Дизајн и развој на антропоморфна роботска рака со употреба наTPU материјал** > **Апстракт**: Трудот презентиран овде се приближува кон решавање на комплексноста на антропоморфна роботска рака. Роботиката сега е најнапредната област и отсекогаш постоела намера за имитирање на човечко-слично активирање и однесување. Антропоморфната рака е еден од пристапите за имитирање на човечки-слични операции. Во овој труд, е разработена идејата за развој на антропоморфна рака со 15 степени на слобода и 5 актуатори, како и механичкиот дизајн, контролниот систем, составот и особеностите на роботската рака. Раката има антропоморфен изглед и може да извршува и човечки-слични функционалности, на пример, претставување на фаќање и гестови со рака. Резултатите покажуваат дека раката е дизајнирана како еден дел и не бара никаков вид склопување и покажува одличен капацитет за кревање тежина, бидејќи е изработена од флексибилен термопластичен полиуретан.(TPU) материјал, а нејзината еластичност исто така гарантира дека раката е безбедна за интеракција со луѓе. Оваа рака може да се користи и кај хуманоиден робот, како и кај протетска рака. Ограничениот број на актуатори ја прави контролата поедноставна, а раката полесна. 2. **Модификација на термопластична полиуретанска површина за создавање мек роботски држач со употреба на метод на четиридимензионално печатење** > Еден од патиштата за развој на функционално градиентно адитивно производство е создавање на четиридимензионални (4D) печатени структури за меко роботско фаќање, постигнато со комбинирање на 3D печатење со моделирање на фузирано таложење со актуатори од мек хидрогел. Оваа работа предлага концептуален пристап кон создавање енергетски независен мек роботски држач, кој се состои од модифициран 3D печатен држач направен од термопластичен полиуретан (TPU) и актуатор базиран на желатин хидрогел, овозможувајќи програмирана хигроскопска деформација без употреба на сложени механички конструкции. > > Употребата на хидрогел на база на 20% желатин дава мека роботска биомиметичка функционалност на структурата и е одговорна за интелигентната механичка функционалност што реагира на стимули на печатениот објект преку реагирање на процесите на отекување во течни средини. Целната површинска функционализација на термопластичен полиуретан во средина од аргон и кислород за 90 секунди, со моќност од 100 W и притисок од 26,7 Pa, ги олеснува промените во неговиот микрорелјеф, со што се подобрува адхезијата и стабилноста на отечениот желатин на неговата површина. > > Реализираниот концепт за создавање 4D печатени биокомпатибилни структури на чешел за макроскопско подводно меко роботско зафаќање може да обезбеди неинвазивно локално зафаќање, транспорт на мали предмети и ослободување на биоактивни супстанции при отекување во вода. Резултирачкиот производ затоа може да се користи како самостоен биомиметички актуатор, систем за енкапсулација или мека роботика. 3. **Карактеризација на надворешни делови за 3D печатена хуманоидна роботска рака со различни модели и дебелини** > Со развојот на хуманоидна роботика, потребни се помеки надворешни делови за подобра интеракција човек-робот. Ауксетичните структури во мета-материјалите се ветувачки начин за создавање меки екстериери. Овие структури имаат уникатни механички својства. 3D печатењето, особено изработката со споени филаменти (FFF), е широко користено за создавање вакви структури. Термопластичниот полиуретан (TPU) најчесто се користи во FFF поради неговата добра еластичност. Целта на оваа студија е да се развие мека надворешна обвивка за хуманоидниот робот Алис III користејќи FFF 3D печатење со Shore 95A TPU филамент. > > Студијата користеше бел TPU филамент со 3D печатач за производство на 3DP хуманоидни роботски раце. Роботската рака беше поделена на делови од подлактица и надлактица. Различни модели (цврсти и ре-влезни) и дебелини (1, 2 и 4 mm) беа применети на примероците. По печатењето, беа спроведени тестови за свиткување, истегнување и компресија за да се анализираат механичките својства. Резултатите потврдија дека ре-влезната структура беше лесно свитлива кон кривата на свиткување и бараше помалку стрес. Во тестовите за компресија, ре-влезната структура беше способна да го издржи оптоварувањето во споредба со цврстата структура. > > По анализата на сите три дебелини, беше потврдено дека ре-влезната структура со дебелина од 2 mm има одлични карактеристики во однос на својствата на свиткување, истегнување и компресија. Затоа, ре-влезната шема со дебелина од 2 mm е посоодветна за производство на 3D печатена хуманоидна роботска рака. 4. **Овие 3D печатени TPU „меки кожни“ влошки им даваат на роботите чувство за допир со ниска цена и висока чувствителност** > Истражувачите од Универзитетот во Илиноис Урбана - Шампејн смислија евтин начин да им дадат на роботите чувство за допир слично на човекот: 3D печатени меки кожни влошки кои служат и како механички сензори за притисок. > > Тактилните роботски сензори обично содржат многу комплицирани низи на електроника и се доста скапи, но ние покажавме дека функционални, издржливи алтернативи можат да се направат многу евтино. Покрај тоа, бидејќи станува збор само за репрограмирање на 3D печатач, истата техника може лесно да се прилагоди на различни роботски системи. Роботскиот хардвер може да вклучува големи сили и вртежни моменти, па затоа треба да биде доста безбеден ако ќе комуницира директно со луѓето или ќе се користи во човечка средина. Се очекува дека меката кожа ќе игра важна улога во овој поглед, бидејќи може да се користи и за усогласеност со механичката безбедност и за тактилно сензорирање. > > Сензорот на тимот е направен со употреба на влошки печатени од термопластичен уретан (TPU) на готов 3D печатач Raise3D E2. Мекиот надворешен слој покрива шуплив дел за полнење, и како што надворешниот слој е компресиран, притисокот на воздухот внатре се менува соодветно - дозволувајќи сензорот за притисок Honeywell ABP DANT 005 поврзан со микроконтролер Teensy 4.0 да детектира вибрации, допир и зголемен притисок. Замислете дека сакате да користите роботи со мека кожа за да помагаат во болничко опкружување. Тие би требало редовно да се дезинфицираат, или кожата би требало редовно да се заменува. Во секој случај, има огромен трошок. Сепак, 3D печатењето е многу скалабилен процес, така што заменливите делови можат ефтино да се направат и лесно да се прицврстат и симнат од телото на роботот. 5. **Адитивно производство на TPU пневматски мрежи како меки роботски актуатори** > Во овој труд, адитивното производство (AM) на термопластичен полиуретан (TPU) е испитано во контекст на неговата примена како меки роботски компоненти. Во споредба со другите еластични AM материјали, TPU покажува супериорни механички својства во однос на цврстината и напрегањето. Со селективно ласерско синтерување, пневматските актуатори за свиткување (pneu – мрежи) се печатат 3D како студија на случај на мека роботика и експериментално се оценуваат во однос на отклонувањето поради внатрешен притисок. Истекувањето поради непропустливост на воздухот се забележува како функција од минималната дебелина на ѕидот на актуаторите. > > За да се опише однесувањето на меката роботика, описите на хипереластичните материјали треба да се вклучат во геометриски модели на деформација кои можат да бидат - на пример - аналитички или нумерички. Овој труд проучува различни модели за да го опише однесувањето на свиткување на мек роботски актуатор. Механичките тестови на материјалите се применуваат за параметризирање на модел на хипереластичен материјал за да се опише адитивно произведениот термопластичен полиуретан. > > Нумеричка симулација базирана на методот на конечни елементи е параметризирана за да се опише деформацијата на актуаторот и споредена со неодамна објавен аналитички модел за таков актуатор. Двете предвидувања на моделот се споредуваат со експерименталните резултати од мекиот роботски актуатор. Додека поголеми отстапувања се постигнуваат со аналитичкиот модел, нумеричката симулација го предвидува аголот на свиткување со просечни отстапувања од 9°, иако нумеричките симулации одземаат значително подолго време за пресметка. Во автоматизирана производствена средина, меката роботика може да ја надополни трансформацијата на крутите производствени системи кон агилно и паметно производство.
Време на објавување: 25 ноември 2025 година