Aplikasi Bahan TPU ing Robot Humanoid

TPU (Termoplastik Poliuretan)nduweni sipat sing luar biasa kayata fleksibilitas, elastisitas, lan tahan aus, saengga digunakake sacara wiyar ing komponen kunci robot humanoid kaya tutup njaba, tangan robot, lan sensor taktil. Ing ngisor iki materi basa Inggris rinci sing diurutake saka makalah akademik lan laporan teknis sing otoritatif: 1. **Desain lan Pengembangan Tangan Robot Antropomorfik NggunakakeBahan TPU** > **Abstrak**：Makalah sing diwenehake ing kene yaiku pendekatan kanggo ngrampungake kerumitan tangan robot antropomorfik. Robotika saiki dadi bidang sing paling maju lan tansah ana niat kanggo niru aktuasi lan prilaku kaya manungsa. Tangan antropomorfik minangka salah sawijining pendekatan kanggo niru operasi kaya manungsa. Ing makalah iki, ide ngembangake tangan antropomorfik kanthi 15 derajat kebebasan lan 5 aktuator wis dijlentrehake uga desain mekanik, sistem kontrol, komposisi, lan kekhasan tangan robot wis dirembug. Tangan nduweni tampilan antropomorfik lan uga bisa nindakake fungsi kaya manungsa, contone, perwakilan genggeman lan gerakan tangan. Asil kasebut nuduhake yen tangan dirancang minangka siji bagean lan ora mbutuhake perakitan apa wae lan nuduhake kapasitas ngangkat bobot sing apik banget, amarga digawe saka poliuretan termoplastik fleksibel.Bahan (TPU), lan elastisitase uga njamin yen tangan aman kanggo sesambungan karo manungsa uga. Tangan iki bisa digunakake ing robot humanoid uga tangan prostetik. Jumlah aktuator sing winates ndadekake kontrol luwih gampang lan tangan luwih entheng. 2. **Modifikasi Permukaan Poliuretan Termoplastik kanggo Nggawe Gripper Robot Lembut Nggunakake Metode Pencetakan Papat Dimensi** > Salah sawijining dalan kanggo pangembangan manufaktur aditif gradien fungsional yaiku nggawe struktur cetak papat dimensi (4D) kanggo cengkeraman robot alus, sing digayuh kanthi nggabungake pemodelan deposisi leburan 3D printing karo aktuator hidrogel alus. Karya iki ngusulake pendekatan konseptual kanggo nggawe gripper robot alus sing ora gumantung energi, sing kasusun saka substrat pemegang cetak 3D sing dimodifikasi sing digawe saka poliuretan termoplastik (TPU) lan aktuator adhedhasar hidrogel gelatin, sing ngidini deformasi higroskopis sing diprogram tanpa nggunakake konstruksi mekanik sing kompleks. > > Panggunaan hidrogel berbasis gelatin 20% menehi fungsi biomimetik robot alus menyang struktur lan tanggung jawab kanggo fungsi mekanik responsif stimulus cerdas saka obyek sing dicithak kanthi nanggapi proses pembengkakan ing lingkungan cair. Fungsionalisasi permukaan poliuretan termoplastik sing ditargetkan ing lingkungan argon-oksigen sajrone 90 detik, kanthi daya 100 w lan tekanan 26,7 pa, nggampangake owah-owahan ing mikrorelief, saengga ningkatake adhesi lan stabilitas gelatin sing bengkak ing permukaane. > > Konsep sing direalisasikake kanggo nggawe struktur sisir biokompatibel sing dicithak 4D kanggo genggeman robot alus ing jero banyu makroskopik bisa nyedhiyakake genggeman lokal non-invasif, ngangkut obyek cilik, lan ngeculake zat bioaktif nalika bengkak ing banyu. Produk sing diasilake mula bisa digunakake minangka aktuator biomimetik sing didayani dhewe, sistem enkapsulasi, utawa robot alus. 3. **Karakterisasi Bagian Eksterior kanggo Lengan Robot Humanoid sing Dicetak 3D kanthi Macem-macem Pola lan Kekandelan** > Kanthi perkembangan robot humanoid, eksterior sing luwih alus dibutuhake kanggo interaksi manungsa-robot sing luwih apik. Struktur auxetic ing meta-material minangka cara sing janjeni kanggo nggawe eksterior sing alus. Struktur kasebut nduweni sifat mekanik sing unik. Pencetakan 3D, utamane fabrikasi filamen leburan (FFF), digunakake sacara wiyar kanggo nggawe struktur kasebut. Poliuretan termoplastik (TPU) umum digunakake ing FFF amarga elastisitas sing apik. Panliten iki tujuane kanggo ngembangake tutup eksterior sing alus kanggo robot humanoid Alice III nggunakake pencetakan 3D FFF nganggo filamen TPU Shore 95A. > > Panliten iki nggunakake filamen TPU putih nganggo printer 3D kanggo nggawe lengen robot humanoid 3DP. Lengen robot dipérang dadi bagean lengen ngisor lan lengen ndhuwur. Pola sing beda-beda (padhet lan re-entrant) lan kekandelan (1, 2, lan 4 mm) ditrapake ing sampel. Sawise nyetak, tes lentur, tarik, lan kompresi ditindakake kanggo nganalisis sifat mekanik. Asil kasebut ngonfirmasi manawa struktur re-entrant gampang ditekuk menyang kurva lentur lan mbutuhake stres sing luwih sithik. Ing tes kompresi, struktur re-entrant bisa tahan beban dibandhingake karo struktur padat. > > Sawise nganalisa kabeh telung kekandelan, dikonfirmasi manawa struktur re-entrant kanthi kekandelan 2 mm nduweni karakteristik sing apik banget babagan sifat lentur, tarik, lan kompresi. Mulane, pola re-entrant kanthi kekandelan 2 mm luwih cocog kanggo nggawe lengen robot humanoid sing dicithak 3D. 4. **Bantalan "Kulit Lunak" TPU sing Dicithak 3D Iki Menehi Robot Rasa Sentuh sing Murah lan Sensitif** > Para peneliti saka Universitas Illinois Urbana - Champaign wis nemokake cara sing murah kanggo menehi robot rasa sentuhan kaya manungsa: bantalan kulit alus sing dicithak 3D sing uga dadi sensor tekanan mekanik. > > Sensor robot taktil biasane ngemot susunan elektronik sing rumit banget lan cukup larang, nanging kita wis nuduhake manawa alternatif sing fungsional lan awet bisa digawe kanthi murah banget. Kajaba iku, amarga mung masalah pemrograman ulang printer 3D, teknik sing padha bisa disesuaikan kanthi gampang kanggo sistem robot sing beda. Piranti keras robot bisa nglibatake gaya lan torsi sing gedhe, mula kudu digawe cukup aman yen arep sesambungan langsung karo manungsa utawa digunakake ing lingkungan manungsa. Kulit alus diarepake bakal nduweni peran penting ing babagan iki amarga bisa digunakake kanggo kepatuhan keamanan mekanik lan penginderaan taktil. > > Sensor tim digawe nggunakake bantalan sing dicithak saka uretan termoplastik (TPU) ing printer Raise3D E2 3D sing wis ora digunakake. Lapisan njaba sing alus nutupi bagean isi sing kosong, lan nalika lapisan njaba dikompres, tekanan udara ing njero owah - ngidini sensor tekanan Honeywell ABP DANT 005 sing disambungake menyang mikrokontroler Teensy 4.0 kanggo ndeteksi getaran, sentuhan, lan tekanan sing saya tambah. Bayangna sampeyan pengin nggunakake robot kulit alus kanggo mbantu ing setelan rumah sakit. Dheweke kudu diresiki kanthi rutin, utawa kulit kudu diganti kanthi rutin. Kepiye wae, ana biaya sing gedhe banget. Nanging, pencetakan 3D minangka proses sing bisa diskalakake banget, mula bagean sing bisa diganti bisa digawe kanthi murah lan gampang dipasang lan dicopot saka awak robot. 5. **Manufaktur Aditif TPU Pneu – Jaring minangka Aktuator Robot Lunak** > Ing makalah iki, manufaktur aditif (AM) poliuretan termoplastik (TPU) diselidiki ing konteks aplikasine minangka komponen robot alus. Dibandhingake karo bahan AM elastis liyane, TPU nuduhake sifat mekanik sing unggul babagan kekuatan lan regangan. Kanthi sintering laser selektif, aktuator lentur pneumatik (pneu – jaring) dicithak 3D minangka studi kasus robot alus lan dievaluasi kanthi eksperimen babagan defleksi liwat tekanan internal. Kebocoran amarga kedap udara diamati minangka fungsi saka kekandelan tembok minimal aktuator. > > Kanggo njlentrehake prilaku robot alus, deskripsi bahan hiperelastis kudu digabungake ing model deformasi geometris sing bisa uga - contone - analitis utawa numerik. Makalah iki nyinaoni model sing beda kanggo njlentrehake prilaku lentur aktuator robot alus. Tes bahan mekanik ditrapake kanggo parameterisasi model bahan hiperelastis kanggo njlentrehake poliuretan termoplastik sing diprodhuksi kanthi aditif. > > Simulasi numerik adhedhasar metode elemen hingga diparameterisasi kanggo njlèntrèhaké deformasi aktuator lan dibandhingake karo model analitis sing mentas diterbitake kanggo aktuator kasebut. Kaloro prediksi model kasebut dibandhingake karo asil eksperimen saka aktuator robot alus. Nalika deviasi sing luwih gedhe digayuh dening model analitis, simulasi numerik prédhiksi sudut lentur kanthi deviasi rata-rata 9°, sanajan simulasi numerik mbutuhake wektu sing luwih suwe kanggo pitungan. Ing lingkungan produksi otomatis, robot alus bisa nglengkapi transformasi sistem produksi kaku menyang manufaktur sing lincah lan cerdas.