A 0,2 mm-es precíziós résbe lakkozott fólia a legjobb megoldás a humanoid ujjal működő működtetőelemek bekötésére?

Miközben a nemzetközi robotikai ipar versenyez az ügyes, emberi szintű manipuláció kereskedelmi forgalomba hozatalán, a robotkéz a mérnöki integráció végső próbája lett. Ahhoz, hogy a kétlábú humanoid robotok kényes gyári összeszerelést, veszélyes hadianyag-kezelést, összetett sebészeti támogatást vagy finom háztartási feladatokat hajthassanak végre, minden többcsuklós ujjnak tartalmaznia kell mikromag nélküli motorokat, nyúlásmérőket, tapintható tapintási tömb érzékelőket és helyzetkódolókat az emberi anatómiával megegyező méretekben.

Ebben a rendkívül kompakt térben az elektromos áram és a nagy sebességű jelutak folyamatosan hajlító csuklócsuklókon keresztül történő irányítása komoly hardver szűk keresztmetszetet hoz létre: dinamikus kifáradást okozó vezetéktörés és ujjbegyű tehetetlenségi túlterhelés.

A hagyományos huzalozási módszerek ötujjas kézben érik el fizikai és kereskedelmi korlátaikat:

A hagyományos kerek rézhuzalok vastag köteg-keresztmetszetet igényelnek. A 3 tengelyes ujjcsuklókba csomagolva a kerek kötegek nagy hajlítási merevséget hoznak létre, amely ellenáll a csukló hajlításának, és arra kényszeríti az ujjmotorokat, hogy névleges nyomatékuk akár 30%-át is leküzdjék a huzalköteg ellenállásával.

A szabványos réz-poliimid flexibilis nyomtatott áramkörök (FPC) a réz keményedése miatt szenvednek. Több millió nagyfrekvenciás hajlítási ciklus alatt szűk hajlítási sugaraknál (1,5 mm alatt) a laminált rézfólia mikrorepedések és elpattanások következtében katasztrofális szenzorjelvesztést és motorleállást okoz. Ezenkívül a többrétegű réz FPC-k túlzott holtteher-t adnak az ujjbegyhez, erősítik a kéz tehetetlenségét és lelassítják a nagy sebességű megfogási reflexeket.

A kézzel forrasztott egyedi mikrokábelek aprólékos kézi tisztatér-elvezetést igényelnek, ami inkonzisztens összeszerelési időket, magas utómunkálati selejt arányt és súlyos gyártási szűk keresztmetszetek kialakulását eredményezi a mennyiségi gyártás során.

A 0,2 mm-es precíziós hasított, lakkozott alumíniumfólia bevált, méretezhető anyagplatformot biztosít a következő generációs humanoid kezek számára. Az ultratiszta lágyított alumíniumfólia (1000-es és 8000-es sorozat) kombinálásával egy gyárilag kikeményített, szubmikron nagy dielektromos polimer lakkal és sorjamentes mikrohasítással ez a tervezett lapos vezető kiküszöböli a hajlítási kifáradás okozta hibákat, több mint 50%-kal csökkenti az ujjak huzalozásának vastagságát, valamint a mozgó réz tömeghez képest 60%-os vágást . kézi gyártás a lassú kézi huzalozástól az automatizált nagy áteresztőképességű összeszerelésig.

A nagy tisztaságú alumínium mikrofólia szerkezeti tulajdonságai

A nagyáramú motorhajtások és a többcsatornás szenzorbuszok egy 15 mm széles humanoid ujjba csomagolásához szűk helyekre tervezett vezetőgeometriák szükségesek:

Nagy tisztaságú 1085/8011 izzított szubsztrátumok: A 99,85%-ot meghaladó tisztaságú alumínium használata teljesen puha O-hőmérsékletben egyenletes, 15-20% feletti megnyúlást biztosít. Ez a szemcsés szerkezet megakadályozza a lokális elnyelődést, és lehetővé teszi, hogy a 0,2 mm-es lapos fólia alkalmazkodjon a dinamikus csuklókontúrokhoz, szerkezeti visszarugaszkodás nélkül.

A lapos és a kerek geometria fizikája: A 0,2 mm-es lapos fóliavezető ugyanolyan áramvezető keresztmetszeti területet biztosít, mint egy terjedelmes, 0,5 mm-es kerek vezetékköteg, miközben több mint 60%-kal csökkenti a teljes függőleges magasságot. Ez az ultravékony profil zökkenőmentesen halad át a csuklópánt csatornákon, amelyek becsíphetik és elvágják a hagyományos kerek kábeleket.

A disztális ujjtehetetlenség levágása: A nagysebességű bionikus megfogásnál az ujjbegyeknél lévő tehetetlenségi tömeg ingaként működik, felnagyítva a miniatűr inak és mikro-hajtóművek mechanikai igénybevételét. Az alumínium sűrűsége közel egyharmada a réz sűrűségének (2,70 g/cm³ vs. 8,96 g/cm³). A réz alumínium csíkokra cserélése döntő fontosságú grammokat távolít el a distalis phalangusokról, felgyorsítja az ujjak reakcióidejét és csökkenti a motor meghajtásának hőjét.

Nagy dielektrikumú, gyárilag felvitt zárólakk

A hagyományos huzalszigetelés vastag extrudált műanyag hüvelyeken alapul, amelyek merevítik az ízületeket. A továbbfejlesztett lakkozott fólia szubmikronos dielektromos bevonatokat integrál közvetlenül a fémszalagra:

Lyukmentes módosított poliamid-imid/poliuretán mátrix: 2,0 µm és 4,0 µm közötti folyamatos száraz rétegvastagságnál alkalmazva a térhálósított lakk magas szintű elektromos meghibásodás elleni védelmet biztosít anélkül, hogy mechanikai merevséget adna.

Hőelvezetés keskeny csatornák mentén: A mikro-működtető meghajtók helyi hőt termelnek az ujjház belsejében. Az alumínium magas hővezető képessége (meghaladja a 210 W/m·K-t) elvezeti az üzemi hőt az ujjmotoroktól, és a szerkezeti tenyérváz felé irányítja, megakadályozva a motor hőlezárását erős megfogáskor.

Műszaki érvényesítés és gyakorlati teljesítmény

Sovereign Robotics Vision és B2B kereskedelmi nyereség

GYIK

1. kérdés: Miért jobb az alumíniumfólia, mint a vékony rézcsíkok humanoid ujjhuzalozáshoz?

V: A réz gyorsan megkeményedik erős ciklikus hajlítás hatására, így hajlamos a kifáradás miatti repedésre és a szoros csuklós ízületeken átpattanásra. Az izzított, nagy tisztaságú alumíniumfólia elnyeli az ismétlődő hajlításokat a képlékeny rács csúszásán keresztül anélkül, hogy törékennyé válna. Ezenkívül az alumínium kétharmadával könnyebb, mint a réz, ami jelentősen csökkenti a mozgó ujjbegyek tömegét és javítja a megfogási reakcióidőt.

2. kérdés: Egy 0,2 mm-es alumínium vezető képes elegendő áramot szállítani az ujjal működő működtetőkhöz?

V: Igen. A modern humanoid ujjak nagy hatásfokú, alacsony áramerősségű mikromag nélküli motorokat és kefe nélküli egyenáramú működtetőket használnak, amelyek 24 V-tól 48 V-ig működnek. A 0,2 mm vastag és 3,0 mm széles alumíniumszalag nagy, 0,6 mm² keresztmetszetet biztosít, könnyen kezeli a 2A és 4A közötti folyamatos üzemi áramokat minimális feszültségeséssel vagy ellenállásos fűtéssel.

3. kérdés: A szigetelőlakk megreped vagy lepattogzik, amikor a szoros ujjcsuklók köré hajlik?

V: Nem, feltéve, hogy gyárilag felhordott módosított poliuretán vagy poliamid-imid lakkrendszerek vannak megadva. Ezek a bevonatok rugalmasan nyúlnak az alatta lévő alumínium hordozóval együtt, ellenállnak a 0T szűk hajlításoknak és milliónyi dinamikus hajlítási ciklusnak anélkül, hogy mikrorepedések, hámlások vagy a dielektromos tapadás elvesztése csökkenne.

4. kérdés: Hogyan történik az elektromos csatlakozások a lakkozott alumíniumfóliához?

V: A csatlakozások általában automatizált ultrahangos fémhegesztéssel, mikrolézeres hegesztéssel vagy szigetelés-elmozdulásos mikropréseléssel készülnek. Az ultrahangos hegesztés ezredmásodpercek alatt tisztán áthatol a vékony lakkrétegen, szilárdtest-kohászati ​​kötést hozva létre az alumíniumfólia és a kapocspárnák között anélkül, hogy kézi csupaszításra vagy vegyszer-folyasztószerre lenne szükség.

5. kérdés: A lapos alumíniumfóliára váltás hogyan csökkenti a humanoid kézi előállítás költségeit?

V: A laza kerek vezetékek kézi vezetése órákig tartó fárasztó kézi tisztatéri munkát igényel, és a becsípődött szigetelés miatt nagy a selejt aránya. Az előre felvágott lakkozott fóliaszalagok felhelyezhetők és hegeszthetők automatizált robot-összeszerelő sorokkal, így több mint 70%-kal csökkenthető a kézi összeszerelés munkaerőköltsége, miközben kiküszöböli a drága egyedi poliimid FPC szerszámköltségeket.

Következtetés

A 0,2 mm-es precíziós, résbe vágott lakkozott alumíniumfólia sikeres integrálása a humanoid ujjakba:

Adja meg az 1085-O vagy a 8011-O teljesen izzított alapanyagot: Kerülje a munka által megkeményedett indulatokat; hitelesített malomvizsgálati jelentéseket ír elő, amelyek megerősítik a 75 MPa és 105 MPa közötti szakítószilárdságot és ≥ 18%-os nyúlást, hogy biztosítsák a nagy hajlítási kifáradási élettartamot szűk csuklós hajlítási sugarak mellett.

Zárja be a forgó keményfém sorjamentes élek specifikációit: Gondoskodjon arról, hogy a vásárlási megállapodások precíziós forgó nyíróvágást írjanak elő, és a peremsorja magassága szigorúan a fólia átmérőjének 3%-a alatt marad (< 6 µm), hogy kiküszöbölje a mikroszkopikus szakadási bevágásokat, amelyek hajlítási repedést okozhatnak.

100%-os soron belüli szikratesztelési tanúsítvány: Követelje meg a beszállítókat, hogy folyamatosan ellenőrizzék a roncsolásmentes szikratesztet 1000 V egyenfeszültségen a hasított tekercskészlet minden lineáris méterén, ami garantálja a dielektromos szigetelés teljes integritását az automatikus tekercselés vagy egymásra rakás előtt.