Näme üçin ýokary güýçli we agramly örtükli alýumin, gumanoid ekzoskeletlerinde titany çalyşýar?

Iki taraplaýyn gumanoid robotlaryň köpçülikleýin öndürilmegi (Tesla Optimus, Boston Dynamics Atlas we senagat kömekçi robotlary) täjirçilik ýerleşdirilmegine tarap çaltlaşýarka, gurluş materiallaryny saýlamak arassa öndürijilikden güýç balansyna, ýük göterijiliginiň netijeliligine, termiki ýaýramaga we ulaldylan önümçilik çykdajylaryna geçdi.

Titan erginleri (Ti-6Al-4V) ýokary dartyş güýji sebäpli ýokary stresli howa giňişliginde we harby ekzkeletlerde agdyklyk edýärdi, ýokary agyrlyk bilen örtülen alýumin erginleri (keramiki / anodlaşdyrylan örtükler bilen 7000 we 2000 seriýalar) täjirçilik gumanoid robot ekzoskeletlerinde titany çalt çalyşýar.

Titan kommersializasiýa päsgelçilikleri

Titan erginleri ajaýyp dartyş güýjüni (> 900MPa) hödürleýär, ýöne ýokary göwrümli gumanoid robot öndürmek üçin esasy päsgelçilikleri hödürleýär:

Örän enjamlaşdyryş we gural geýmek üçin çykdajylar: Titan pes ýylylyk geçirijiligi, degirmen wagtynda ýokary ýylylyk gurulmagyna sebäp bolýar, netijede gurallaryň çalt kesilmegi we iýmitiň haýal bolmagy.

Aktuatorlar üçin ýylylyk izolýasiýa howpy: Gumanoid dyzynyň, böwreginiň we egin bogunlarynyň içindäki ýokary dykyzlykly elektrik hereketlendirijileri üznüksiz ýylylyk döredýär (80 ° C - 120 ° C). Titan pes ýylylyk geçirijiligi, motor demagnetizasiýasyna töwekgelçilik edip, ýylylyk duzaklaryny döredýär.

Deňeşdirme: Titan garyndysy (Ti-6Al-4V) we ýokary güýçli örtükli alýumin (7075-T6 + MAO örtük)

Exoskeleton material deňeşdirmesi

Aşakdaky matrisa Titan Ti-6Al-4V ýokary güýçli örtükli alýumin (7075-T6 + MAO keramiki örtük) bilen deňeşdirýär:

Humanoid ekzoskelet programmalarynda esasy hünär artykmaçlyklary

Sorag-jogap

1-nji sorag: humanokary güýçli alýuminiý, gumanoid aýaklary üçin ýük göterijilik ukybynda titana laýyk bolup bilermi?

J: Titan has ýokary mutlak dartyş güýjüne eýe bolsa-da, 7075-T6 alýumin birmeňzeş takyk güýje (güýç-agram gatnaşygy) ýetýär. Diwaryň galyňlygyny we lenta geometriýasyny optimizirlemek bilen, ineredenerli alýumin elleri umumy agramy we gymmaty boýunça şoňa meňzeş gurluş ýüklerini göterýär.

2-nji sorag: Mikro-ark okislenmesi (MAO) robot bogunlarynda alýumininiň könelmeginiň öňüni nädip alýar?

J: MAO ösdürmek üçin suwly elektrolitde plazma zyňyndylaryny ulanýar . Al ₂ O grow) alýumin substratyndan göni dykyz, kristal keramiki gatlagy ( Bu gatlak gabyklap bilmeýär we üstki gatylygy 500 - 1000 HV çenli ýokarlandyrýar , bilelikdäki interfeýsleri sürtülme könelmeginden goraýar.

3-nji sorag: Gumanid robot ekzoskeletleri üçin ýylylyk geçirijiligi näme üçin beýle möhüm?

J: Gumanoid bogunlary ykjam berkitmelerde üznüksiz işleýän ýokary torkly dykyzlykly hereketlendirijileri öz içine alýar. Alýuminiň ýokary ýylylyk geçirijiligi ( 130 - 180 W / m · K ) hereketlendirijiniň ýylylygyny daşky howada ýaýradýar, termiki çişmegiň öňüni alýar we motor ömrüni uzaldýar.

4-nji sorag: Örtülen alýumin titanyň üstünden näçe çykdajy tygşytlaýar?

J: Titany ýokary güýçli örtülen alýumin bilen çalyşmak çig mal çykdajylaryny 60% - 70% , gaýtadan işlemek çykdajylaryny  -e çenli azaldar, umumy ekzoskelet gurluş gurluşynyň bahasynyň 80% -den gowrak azalmagyna getirýär. 70% .

5-nji sorag: 7075-T6 alýumin, açyk robot gurşawynda poslama poslamaga ýykgyn edýärmi?

J: Bare 7075-T6, çygly şertlerde stres poslama sezewar bolup biler. Dykyz anodlaşdyrylan ýa-da MAO keramiki örtügi ulanmak, daşky robot amallary wagtynda uzak möhletli himiki we poslama garşylygy üpjün edip, ýüzüni doly möhürleýär.

Netije

Güýçli we agyrlyk bilen örtülen alýumin, gumanoid robot ekzoskeletleri üçin aýratyn güýç, ýerüsti çydamlylyk, ýylylyk dolandyryşy we çykdajy netijeliliginiň ideal deňagramlylygyny hödürleýär.

Gumanoid robotyň gurluş dizaýny üçin material saýlamasyny optimizirlemek üçin:

7075-T6 ýa-da 2024-T3 ýokary güýçli erginleri kesgitläň: Iň ýokary hasyllylygy talap edýän esasy aýak, kalça we oňurga gurluş baglanyşyklary üçin 7075-T6 ulanyň (> 500 MPa).

Mandat mikro-okis okislenmesi (MAO) örtükleri (20μm - 30μm): 500 HV-den ýokary gatylygy gazanmak üçin ýokary köýnekli oturgyçlarda we gurluş bogunlarynda MAO keramiki ýerüsti bejergini talap ediň.

Toplumlaýyn ýylylyk geçelgelerini goşuň: Motor sowadyşy üçin materialyň ýokary ýylylyk geçirijiligini (> 130 W / m · K) ulanmak üçin gönüden-göni alýumin ekzoskelet çarçuwasyna dwigatelli jaýlary düzüň.