Материали за мека роботика: еластомери, полимери и обработка на композити
Меките роботи, които работят добре, трябва да бъдат направени от правилните материали и правилно оформени. Това е нещо, което трябва да направите, ако искате да държите неща, които се огъват и движат. Мекият робот се нуждае от части, които могат да се огъват, да издържат дълго време и да знаят какво се случва около тях. От какво се състоят меките роботи? Колко трудно е да се създаде такъв?
Еластомери: Основата на гъвкавостта
Това, което прави меките роботи толкова полезни, е гумата, която кара гъвкавите хващачи да се огъват и движат. Можете да разтегнете тези неща, които се усещат като гума, и след това да ги сглобите отново. Поради тази причина те са чудесни за изграждане на неща, които могат да се огъват или усукват.
Често срещани еластомери, използвани в меката роботика, включват:
Гума, изработена от силиций
Трудни са за изработка, защото са меки и еластични. Полиуретановите еластомери и термопластичните еластомери (TPE) са двата основни вида. Много често се използва рязане с водна струя, лазерно рязане и някои видове CNC обработка с готини инструменти за изработка на гумени части с точна форма.
Полимери: Универсалност в дизайна
Различни видове пластмаси се използват в меките роботи, защото имат различни качества, като например да са твърди за поддръжка или огъваеми и способни да запомнят формата си. Много хора използват тези видове пластмаси:
- Това са предимно полиестер (PE) и акрилонитрил бутадиен стирен (ABS), които могат да променят формата си.
- При CNC обработката на пластмаси е необходимо да се обмислят много скоростите на рязане, подаването и изборът на инструменти, така че материалът да не се разтопи или да промени формата си.
- Много пъти хората използват методи за охлаждане и специални инструменти за рязане, за да получат точни форми и добри резултати.
Композитни материали: Подобряване на производителността
Инженерите могат да променят свойствата на композитните материали, за да отговорят на специфични нужди. Те са много полезни в меките роботи, защото са съставени от два или повече различни материала. Някои примери са адаптивни захващащи устройства.
- Еластомери с добавени влакна
- 3D-изработени комбинации от повече от един материал
- Композити от плат и каучук
Тъй като материалите не са еднакви, обработката на композити не е лесна. За да се спре разслояването и да се направят чисти разрези, се използват специални режещи инструменти. Тези инструменти често са покрити с диаманти или имат специални форми. За да се изработят сложни композитни структури за меки роботизирани приложения, понякога се използват методи като послойно производство и смесени подходи за обработка.
Интелигентни материали: Адаптивни компоненти
Интелигентни материали, които могат да променят характеристиките си в реакция на външни събития, се използват все повече и повече в меките роботи. Сред тях са
- Сплави, които могат да променят формата си
- Електроактивни полимери (EAP), открити в магнитни флуиди
Интелигентните материали често са трудни за работа, защото са толкова различни от другите материали. Някои SMA може да се нуждаят от нагряване, за да бъдат режени, а някои EAP може да се нуждаят от внимателно третиране, за да се запазят електроактивните им свойства.
Изработване на адаптивни геометрии на захващащи елементи: кухи части, тънки стени и огъвания
За да се направят персонализируеми хващачи за меки роботи, трябва да се работи със сложни форми, които им позволяват да бъдат гъвкави, огъваеми и адаптивни. Често тези форми имат кухи части, тънки стени и огъвания, всички от които са трудни за машинна обработка и изискват специални методи.
Кухи части: Леки и гъвкави
В меките роботи кухите части са важни по редица причини:
- Загуба на тегло: Ръката е много по-лека сега, когато някои от частите ѝ са кухи. Това спестява енергия и я прави по-чувствителна.
- Действия, базирани на вода или въздух: Системи за управление, базирани на флуиди, могат да се използват вътре в частите, за да ги накарат да се движат и да променят формата си по сложни начини.
- Способност за огъване: Граплерите с кухи тела могат да се огъват по-лесно, което им помага да пасват по-добре на неща с различни размери.
Изработването на кухи части изисква усъвършенствани стратегии за обработка:
- Многоосна CNC обработка: Многоосните CNC инструменти често се използват за изработване на сложни вътрешни форми, защото ви позволяват да достигнете до вътрешни области от различни ъгли.
- Електроерозионната обработка, или EDM, е метод, който може да бъде полезен за създаване на сложни вътрешни елементи в материали, които пренасят електричество.
- Адитивно производство: 3D печатът може да се използва със стандартни методи за рязане за много сложни вътрешни структури.
Как да направим тънките стени здрави и гъвкави:
Тънкостенните структури са много важни в меките роботизирани захващащи устройства, защото осигуряват правилната комбинация между здравина и гъвкавост. Тези части позволяват формата им да се променя постепенно, като същевременно запазват общата си функция и форма.
Предизвикателствата при обработката на тънки стени включват:
- Когато се правят тънки стени, те често се разклащат, което може да доведе до грубо покритие или грешни размери.
- Внимавайте с топлината. Малките парчета могат да се нагреят много бързо, когато се режат, което може да ги огъне или да промени начина, по който материалът работи.
- Как да изберете правилния инструмент: Някои режещи инструменти са много твърди и имат остри ръбове, които са ви необходими, за да правите чисти разрези на тънки парчета.
Техники за успешна обработка на тънки стени:
- Ниските сили на рязане и отделянето на топлина са възможни благодарение на високоскоростната обработка (HSM). Това позволява по-малките стени да се изработват по-точно.
- Адаптивните траектории на инструментите се създават от софтуер и променят настройките за рязане въз основа на това колко дебела е стената.
- Криогенно охлаждане: Понякога се използват свръхохладени режещи течности, за да се поддържат стабилни качествата на материалите по време на шлифоване.
Гъвкави конструкции: Инженерно съответствие
Адаптивни хващачи са важни части на адаптивните захващащи устройства, защото позволяват контролирано движение и гъвкавост без необходимост от съединения или лагери. Тези структури са внимателно проектирани така, че да могат да променят формата си и да се връщат към първоначалната си форма по плавен и очакван начин.
Ключови съображения при проектирането и производството на огъващи се елементи:
- Избор на материал: Гъвкавостта, износоустойчивостта и границата на провлачване на избрания от вас материал ще окажат голямо влияние върху това колко добре работи огъването.
- Оптимизация на геометрията: Формата и размерът на огъвките са внимателно подбрани, за да им осигурят желания обхват на движение и мощност.
- Повърхностна обработка: Доброто повърхностно покритие е много важно, за да могат огъващите се елементи да издържат дълго време и да работят добре всеки път.
- Усъвършенствани техники за обработка на огъвания:
- С тел EDM можете да правите много тънки, прецизни разрези в метални огъвания.
- Прецизно микрофрезоване: изработване на сложни огъващи се конструкции с много малки крайни фрези.
- Лазерното рязане се използва за бързо изработване на прототипи на огъващи се форми от листови материали.
Поставянето на тези сложни форми – кухи секции, тънки стени и извивки – в ръчен дизайн, който държи заедно, изисква задълбочени познания както за характеристиките на материала, така и за усъвършенстваните методи на обработка. С развитието на меките роботи, способността за изработване на тези сложни части с голяма точност и надеждност ще става все по-важна за разширяване на границите на възможното в адаптивните системи за захващане.
Заключение
Областта на адаптивните хващачи отбелязва невероятен напредък благодарение на комбинацията от прецизна обработка и меки роботи. Инженерите създават роботизирани механични части, които са по-гъвкави, адаптивни и полезни от всякога, използвайки авангардни CNC технологии и нови начини за работа с материали. С високопрецизната способност за изработване на сложни форми като кухи части, тънки стени и огъвания, се създават хващачи, които могат да боравят с широка гама от елементи с мощност и грижа.
Като гледаме към бъдещето, можем да видим, че меките роботи ще могат да правят още повече, тъй като методите за обработка и материалознанието продължават да се усъвършенстват. Има много място за подобрение в адаптивните системи за захващане, от това да се направят интелигентните материали по-чувствителни до това да се направят формите по-сложни и ефективни. Този непрекъснат растеж не само ще направи компютърните системи по-интелигентни, но и ще позволи използването им в повече области, от бизнеса и здравеопазването до космическите пътувания и други.
Разработването на меки роботи и хващачи, които могат да се променят, едва сега започва. Прецизната машинна обработка ще бъде много важна за осъществяването на това бъдеще. Технологичният напредък и меките роботи ще работят заедно, за да постигнат напредък, който дори не можем да си представим сега, ако продължаваме да разширяваме границите на възможното.
Какво е новото при меките роботи? В Wuxi Kaihan Technology Co., Ltd. сме много добри в производството на прецизни части за съвременни роботи. Можем да произвеждаме например захващащи устройства, които могат да се сменят, за да отговарят на различни нужди. Можем да свършим всяка работа с меки роботи, независимо колко е голяма или малка. Нашият квалифициран персонал и най-съвременни CNC инструменти могат да го направят.
Няма значение дали вашият бизнес е компания за роботика, учебен център или нещо съвсем ново с големи планове. Ние можем да помогнем. Стандартът ISO9001:2005 гласи, че този метод е най-добрият начин да се уверим, че всяка част, която произвеждаме, е точна и надеждна.
Имаме дългогодишен опит в областта, ниски цени и сме готови да ви помогнем. Можем да ви помогнем с вашия проект за меки роботи и да реализираме вашите арт идеи. Свържете се с нас веднага. Нека работим заедно, за да усъвършенстваме гъвкавата технология за захващане с течение на времето!
Често задавани въпроси
1. Какви материали се използват най-често в меката роботика за адаптивни захващащи устройства?
Меката роботика често използва еластомери като силиконов каучук, термопластични еластомери и полиуретанови еластомери. Освен това, различни полимери, композитни материали и интелигентни материали като сплави с памет на формата и електроактивни полимери се използват за постигане на специфични свойства и функционалности в адаптивните захващащи елементи.
2. Как CNC обработката допринася за разработването на меки роботизирани компоненти?
CNC обработката играе ключова роля в меката роботика, като осигурява висока прецизност, повторяемост и възможност за създаване на сложни геометрии. Тя позволява производството на сложни части с тесни допуски, което е от съществено значение за създаването на ефективни и надеждни адаптивни захващащи устройства.
3. Какви са предизвикателствата при обработката на тънки стени за меки роботизирани захващащи устройства?
Обработката на тънки стени представлява предизвикателства като контрол на вибрациите, управление на натрупването на топлина и избор на подходящи режещи инструменти. Преодоляването на тези предизвикателства изисква усъвършенствани техники като високоскоростна обработка, адаптивни траектории на инструментите и понякога криогенно охлаждане, за да се поддържа прецизност и целостност на материала.
4. Как се включват огъванията в дизайна на адаптивните захващащи елементи?
Флексурите са прецизно проектирани структури, които осигуряват контролирана гъвкавост без традиционни съединения. Те се вграждат в адаптивните конструкции на захващащите устройства чрез внимателен подбор на материали, оптимизация на геометрията и усъвършенствани техники за обработка, като например нишкова ерозионна обработка, прецизно микрофрезоване или лазерно рязане, за да се постигне желаният диапазон на движение и характеристики на силата.
Изпитайте прецизна машинна обработка за вашите проекти с мека роботика | KHRV
Готови ли сте да подобрите идеите си за мека роботика, като добавите прецизно обработени... механични части на роботиМожете да работите с Wuxi Kaihan Technology Co., Ltd., за да реализирате новите си идеи за регулируеми хващачи. Тъй като знаем как да работим с много различни материали и можем да извършваме усъвършенствана CNC обработка, ние сме най-добрият избор за вашите нужди от производство на меки роботи.
Не позволявайте на производствените ограничения да спъват вашите новаторски идеи. Пишете ни Днес в service@kaihancnc.com да обсъдим изискванията на вашия проект и да открием как нашите услуги за прецизна обработка могат да ви помогнат да постигнете нови нива на производителност във вашите адаптивни захващащи устройства и меки роботизирани системи. Нека заедно внедряваме иновации и да оформим бъдещето на роботиката!
Източници
1. Динан, Л. (2009). Фитоекдистероиди: Биологични аспекти и потенциални приложения. Journal of Insect Science, 9(1), 1–30.
2. Gorelick-Feldman, J., Cohick, W., & Raskin, I. (2010). Екдистероиди като нови хранителни добавки за мускулен растеж. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 58(10), 5189–5194.
3. Parr, MK, Zhao, P., Haupt, O., Ngueu, ST, Hengevoss, J., Fritzsche, D., & Pfeiffer, A. (2014). Екдистероиди: Нов клас анаболни агенти? Биология на спорта, 31 (2), 119–125.
4. Сиров, В. Н. (2000). Механизъм на анаболното действие на фитоекдистероидите при бозайници. Eksperimental'naya и Klinicheskaya Farmakologiya, 63 (6), 57–59.
5. Bathori, M., & Bookwala, M. (2019). Екдистероиди - минало, настояще и бъдеще: преглед. Fitoterapia, 140, 104400.
6. Lafont, R., & Dinan, L. (2003). Практическо приложение на екдистероиди при бозайници, включително хора. Journal of Insect Science, 3(7), 1–30.
