Kaip lanksti poliuretano danga apsaugo nuo dinaminių humanoidinių kelio sąnarių skilinėjimo?

Pasauliniams robotikos gamintojams perkeliant dvikojų humanoidų platformas iš tyrimų laboratorijų į komercines gamyklų diegimą, autonominę logistiką ir vyresnio amžiaus žmonių priežiūrą, mechaniniai reikalavimai apatinių galūnių artikuliacijai smarkiai didėja. Nepertraukiamo 8–12 valandų darbo pamainų metu humanoidinio roboto kelio sąnarys atlieka milijonus aukšto dažnio lenkimo ciklų – pasilenkia nuo 0° iki 135°, esant dinaminiam inerciniam pagreičiui ir staigiam smūgiui į žemę.

Aplink šias didelio sukimo momento kelio pavaras, apsauginiai gaubtai ir teleskopinės sandarinimo juostelės turi apsaugoti harmonines pavaras, cikloidines pavarų dėžes ir kelių ašių sukimo momento jutiklius nuo išorinių šiukšlių. Tačiau ši dinamiška artikuliacija sukuria intensyvų paviršiaus sąlyčio iššūkį: stiprus trinties įskilimas, kraštų pleiskanojimas ir abrazyvinis dažų susidėvėjimas.

Standartinė pramoninė apdaila greitai sugenda dėl nuolatinio roboto kelio sąnario:

Įprastoms standžioms miltelinėms dangoms ir standartiniams architektūriniams dažams trūksta elastingo pailgėjimo. Esant aukšto dažnio mechaninei deformacijai, mikrosmūgiams ir teleskopiniam trinties ašmenims, standžios dangos įtrūksta ir nulūžta. Šios pasišalinusios dažų drožlės patenka tiesiai į tikslius planetinius ritininius sraigtus ir optinius jungčių koduotuvus, todėl atsiranda mechaninio surišimo ir jungties padėties nustatymo klaidų.

Plikoms, frezuotoms aliuminio juostoms trūksta tepimo. Kai teleskopinės jungties plokštės slysta viena prieš kitą, apnuogintos aliuminio sruogos sukuria trinties triukšmą ir didelį abrazyvinį pasipriešinimą, kuris perkrauna kelių variklius ir išeikvoja akumuliatoriaus atsargas.

Sunkios plieno arba titano štampuotos gaubtos prideda didelę slenkančią masę prie blauzdos, padidindamos švytuoklės inercijos momentą ir pablogindamos greitųjų balanso valdymo algoritmus.

Lanksti poliuretanu (PU) dengta aliuminio juostelė pateikia patikrintą inžinerinį atsakymą. Suderinus įtemptus, labai nuovargius aliuminio juostinius lydinius (pvz., 5052-H34 arba 5754-H22) su gamykloje pritaikytomis elastomerinėmis skersinio ryšio poliuretano-poliesterio hibridinėmis dangomis , ši kompozitinė medžiaga dinamiškai lankstosi be mikroįtrūkimų, apsaugo nuo slydimo dažų ir sausų dalelių. sumažina dinamišką apatinių galūnių slankiojantį svorį daugiau nei 65%, palyginti su plienu.

5052-H34 ir 5754-H22 substratų struktūrinės savybės

Dinaminiams humanoidiniams kelių apdangalams reikia medžiagų, galinčių sugerti pasikartojančius ciklinius lenkimus ir staigius smūgius be nuolatinio iškraipymo:

Didelio nuovargio magnio stabilizuoti lydiniai: 5000 serijos lydiniai (kuriame yra 2,2–3,6 % magnio) užtikrina aukštą takumo ribą (nuo 180 MPa iki 215 MPa) ir išlaiko 12–16 % pailgėjimą. Šis subalansuotas mechaninis temperamentas leidžia kelio apsauginėms juostoms sugerti atsitiktinius šoninius smūgius ar susidūrimus, elastingai lankstytis nepaliekant nuolatinio lenkimo.

Slenkanti slenkančios švytuoklės inercija: dinamiško ėjimo ir bėgimo metu kiekvienas žemiau kelio pridėtas gramas sukuria didelį klubo pavaros inercinį sukimo momentą. Aliuminio mažas tankis (2,68 g/cm³), lyginant su plienu, pašalina du trečdalius dedvejos, todėl valdymo algoritmai gali valdyti aukšto dažnio pėdų siūbavimo ciklus su minimalia variklio kaitra.

Atsparumas vibracijos sukeltam mikroįtrūkimui: Skirtingai nuo trapių termiškai apdorotų lydinių, dėl kurių susidaro nuovargio įtrūkimai aplink tvirtinimo detalių skyles, kai juda didelės vibracijos, dalinai atkaitinti H22/H34 temperamentai sklandžiai išsklaido ciklines smūgines bangas per savo kristalinę struktūrą.

Lanksčių poliuretano ritinių dangų chemija

Tradicinės pramoninės dangos pagrįstos standžiomis, stipriai susietomis poliesterio arba akrilo jungtimis, kurios įtrūksta nuo deformacijos. Pažangiame lankstaus ritinio poliuretane naudojama pritaikyta polimero mechanika:

Elastomerinio blokinio kopolimero struktūra: poliuretano matrica apima kintamus lanksčius poliolio segmentus ir standžius izocianato blokus. Ši struktūra veikia kaip mikroskopinė spyruoklė: sulenkta, štampuojama ar trinama, ji elastingai išsitempia ir atkuria pradinį paviršiaus profilį be mikrolūžimo.

Sąsajų molekulinė kovalentė: padengtas ant ištisinių nanokeraminių titano-cirkonio konversijos sluoksnių, poliuretano gruntas sudaro kovalentinius cheminius ryšius su aliuminio netauriuoju metalu, užkertant kelią sąsajos lupimuisi net išilgai perforuotų kraštų ir sandariai užriestų vyrių kilpų.

Techninis patvirtinimas ir praktinis atlikimas

Suvereni robotikos vizija ir B2B komercinis pelnas

DUK

1 klausimas: kodėl standartinės miltelinės dangos nuplėšia roboto kelių apdangalus vaikščiojant?

A: Standartinės miltelinės dangos sukietėja į standų, labai susietą polimerų tinklą. Kai vaikščiojant kelių dangteliai patiria greitą mechaninį lenkimą ir slydimą nuo krašto iki krašto, standi danga negali išsitempti, kad atitiktų dinaminę paviršiaus įtempimą. Atsiranda mikro įtrūkimų, dėl kurių dažai nulupsta išilgai nupjautų kraštų ir slankiojančių sąsajų.

2 klausimas: kaip lanksti poliuretano danga neleidžia dažų dribsniams patekti į vidines pavaras?

A: Poliuretano sudėtis apima elastomerinį polimerinį pagrindą, kuris elastingai ištempia iki 30% nesutrūkinėdamas. Kai apvalkalai slysta, lankstosi ar patiria lengvą smūgį, danga elastingai pasiduoda ir atgauna formą. Jis nesmulkins ir neišleis dažų likučių, todėl vidiniai ritininiai varžtai ir koduotuvai bus švarūs.

3 klausimas: ar danga padidina storį, dėl kurio teleskopiniai dangčiai gali sulipti?

A: Ne. Gamyklinė ritės danga dengia vienodą sausos plėvelės storį tik nuo 25 µm iki 35 µm su nedideliais nuokrypiais (±1,5 µm). Kadangi dangoje yra integruotų slydimo priemonių, ji suteikia lygų, mažos trinties paviršių, leidžiantį teleskopiniams dangčiams slysti vienas ant kito, neprilipant ir nesirišant.

4 klausimas: kaip perėjimas nuo plieno prie dengto aliuminio pagerina roboto akumuliatoriaus veikimo laiką?

A: Aliuminio tankis yra trečdalis plieno (2,68 g/cm³ ir 7,85 g/cm³). Sumažinus judančių komponentų masę žemiau kelio, žymiai sumažėja grįžtamoji inercija, todėl kelių varikliai gali įsibėgėti ir atbulinėti naudojant mažesnę elektros galią, o tai pailgina vieno įkrovimo veikimo laiką.

5 klausimas: ar dengta aliuminio juostelė gali atlaikyti sąnarių tepalus ir pramonines valymo chemines medžiagas?

A: Taip. Sukietėjusios poliuretano dangos sudaro chemiškai atsparią skersinio ryšio matricą. Jie atsparūs nuolatiniam sintetinių polialfaolefino (PAO) pavarų tepalų, hidraulinių miglų, alkoholio dezinfekavimo priemonių ir švelnaus šarminio plovimo poveikiui, nesuminkštėdami, nesukeldami pūslių ar nenulupdami.

Išvada

Norėdami sėkmingai įdiegti lanksčią poliuretanu dengtą aliuminio juostelę humanoidiniuose roboto kelių mazguose:

Nurodykite sertifikuotą 5052-H34 arba 5754-H22 lydinio juostelę: Venkite nesertifikuotų bendrosios paskirties lydinių; reikalauti malūno bandymo sertifikatų, patvirtinančių tempimo stiprumą nuo 220 MPa iki 270 MPa, takumo ribą nuo 160 MPa iki 200 MPa ir ≥ 12 % pailgėjimą, kad būtų užtikrinta optimali standumo ir nuovargio trukmė.

Privaloma elastomerinės poliuretano dangos chemija: įsitikinkite, kad pirkimo specifikacijose reikalaujama lanksčių poliuretano ir poliesterio mišrių mišinių su sertifikuotu pailgėjimu (> 25%) ir įmontuotų sausos plėvelės slydimo priedų, griežtai vengiant trapių architektūrinių poliesterių.

Reikalauti 0T lenkimo ir dinaminio dilimo patikros: paprašykite tiekėjo bandymų ataskaitų, patvirtinančių 0T 180° kraštų-lenkimo sukibimą ir dinaminio slydimo nusidėvėjimo bandymo duomenis, patvirtinančius nulinį kietųjų dalelių pleiskanojimą per 1 000 000 artikuliacijos ciklų.