اجزای هسته ربات انسان نما: انتخاب مواد با آلیاژهای تیتانیوم

درجات مختلف آلیاژهای تیتانیوم از نظر عملکرد، ماشین‌کاری و سناریوهای کاربردی متفاوت هستند و می‌توانند دقیقاً الزامات اجزای اصلی ربات‌های انسان‌نما را برآورده کنند و به عنوان کلیدی برای طراحی سبک وزن، قابلیت اطمینان بالا و تولید انبوه- در مقیاس بزرگ عمل می‌کنند. اجزای اصلی ربات‌های انسان‌نما نیازمند مواد به‌طور قابل‌توجهی متفاوت هستند و تیتانیوم خالص و همچنین آلیاژهای تیتانیوم -نوع، -نوع و + - سازگاری واضحی با اجزای مختلف نشان می‌دهند.

I{0}} آلیاژهای تیتانیوم

+ آلیاژهای تیتانیوم استحکام، پلاستیسیته و عملکرد دمای بالا را ترکیب می‌کنند و خواص آنها را می‌توان با عملیات حرارتی تنظیم کرد. آنها پرکاربردترین نوع در اجزای اصلی ربات های انسان نما هستند که با Gr5 و گریدهای مشتق از آن نشان داده می شوند.

Gr5 (Ti6Al4V)دارای استحکام کششی 900-1100 مگاپاسکال با عملکرد و هزینه متعادل است و معمولاً در اجزای اتصالات سنگین و اسکلت‌های تحمل بار-استفاده می‌شود. اطلس V11 شرکت Boston Dynamics از این آلیاژ برای تولید قاب های پشتیبان ستون فقرات استفاده می کند که پایداری بدنه ربات را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

Gr5 ELI دارای انعطاف پذیری و زیست سازگاری بهتری است که آن را برای اجزای تعامل انسان{1}}روبات مناسب می کند. مفاصل دست ماهر Walker X UBTECH از این درجه استفاده می کنند و 2 میلیون تست چرخه را پشت سر گذاشته اند.

Ti6Al2Sn4Zr2Mo عملکرد فوق‌العاده‌ای در دمای{4}}بالا از خود نشان می‌دهد و برای اجزای تولیدکننده گرما{5}، مانند محفظه‌های ماژول مشترک، کاربرد دارد و برای قطعات کنترل الکترونیکی محافظت می‌کند.

II. آلیاژهای تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً از -عناصر تثبیت‌کننده مانند Mo، Nb، Ta و V با مقدار اضافی بیشتر یا مساوی 10٪ تشکیل شده‌اند. پس از عملیات حرارتی، استحکام کششی آنها به بیشتر یا مساوی 1100 مگاپاسکال می رسد. آنها قابلیت کار و زیست سازگاری بسیار خوبی در سرما دارند و غیر سمی هستند و برای اجزای هسته ای با دقت بالا{{6} و با دقت بالا در روبات های انسان نمای مناسب هستند.

Ti13Nb13Zr فاقد وانادیوم و آلومینیوم است و زیست سازگاری خوبی دارد. این برای اجزای تماس انسان{3}}روبات‌های پرستاری و توانبخشی مناسب است، که می‌تواند محافظ استرس را کاهش دهد و ایمنی و راحتی استفاده را بهبود بخشد.

Ti29Nb13Ta4.6Zr (TNZT) دارای مدول الاستیک نزدیک به استخوان های انسان، با استحکام عالی و مقاومت در برابر خوردگی است. این بیشتر در مفاصل بیونیک استفاده می شود و می تواند تمرکز استرس را کاهش دهد و برای روبات های کمکی پزشکی مناسب است.

Ti15Mo دارای مقاومت در برابر خوردگی قوی است و برای یاتاقان‌های مشترک و محرک‌های روبات‌هایی که در محیط‌های پیچیده مانند صنایع شیمیایی و فضای باز کار می‌کنند، قابل استفاده است که می‌تواند از خوردگی جلوگیری کرده و عملکرد پایدار را تضمین کند.

III. آلیاژهای تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم عمدتاً از -عناصر پایدارکننده مانند Al، Sn و Zr با ساختار تک فازی در دمای اتاق تشکیل شده‌اند. آنها جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارند و استحکام آنها بالاتر از تیتانیوم خالص است و حداکثر دمای سرویس در دمای بالا 500 درجه است. آنها برای قطعات کم-بار و-دقت زیاد ربات های انسان نما، به ویژه برای مجموعه های سنجش دقیق، مناسب هستند.

درجه 9 (Ti{3}}3Al-2.5V) دارای استحکام و انعطاف پذیری متعادل و همچنین ماشین کاری عالی است و می توان آن را به قطعات جدار نازک با ضخامت کمتر از 0.1 میلی متر با عملکرد محافظ الکترومغناطیسی خوب تبدیل کرد. معمولاً در محفظه های سنسور و آستین های محافظ سیم استفاده می شود. فستو آلمان از این ماده برای بسته بندی حسگرهای لمسی استفاده می کند، ضخامت را تا 30٪ کاهش می دهد و به وضوح 5 میکرومتر می رسد، که دقت سنجش دست های بیونیک را به میزان زیادی بهبود می بخشد.

درجه 23 (Ti-6Al-4V ELI) با کاهش عناصر بینابینی، انعطاف پذیری و زیست سازگاری بهتری دارد و آن را برای اجزای حسگر انعطاف پذیر مناسب می کند. مؤسسه اتوماسیون شن یانگ، آکادمی علوم چین، از آن به عنوان بستری برای ایجاد حسگرهای فشار انعطاف‌پذیر استفاده می‌کند که روی نوک انگشتان CyberOne شیائومی اعمال می‌شود و امکان کنترل دقیق نیرو و حرکات تعاملی ظریف را فراهم می‌کند.
IV. تیتانیوم خالص تجاری

تیتانیوم خالص تجاری حاوی هیچ عنصر آلیاژی اضافی نیست، با انعطاف پذیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی و استحکام متوسط. این برای اجزای کمکی با نیاز به استحکام کم اما نیاز به مقاومت در برابر خوردگی بالا مناسب است و پشتیبانی اساسی برای ساختار هسته ربات ها فراهم می کند.

درجه 2 دارای عملکرد جامع متعادل با پردازش و هزینه قابل کنترل است. بیشتر برای اتصال و آب بندی اجزایی مانند حلقه های آب بندی مشترک و پیچ های اتصال استفاده می شود و همچنین می تواند برای محفظه های کنترلر برای دستیابی به طراحی سبک وزن و محافظت در برابر خوردگی استفاده شود.

درجه 1 انعطاف پذیری خوبی دارد اما استحکام کمی دارد و برای قطعات محافظ دیواره نازک{1} مانند غلاف حسگر انعطاف پذیر و آستین های محافظ سیم مناسب است. مقاوم در برابر خوردگی-، آسیب دیدن آسان نیست و عمر مفید بیشتری دارد.

گروه Ruihang عمدتا مواد خام را برای ساخت دقیق شما تولید می کند. برای جزئیات بیشتر، لطفا با ما به ایمیل:Sam.Rui@bjrh-titanium.com