TPU (termoplastični poliuretan)ima izjemne lastnosti, kot so fleksibilnost, elastičnost in odpornost proti obrabi, zaradi česar se pogosto uporablja v ključnih komponentah humanoidnih robotov, kot so zunanji pokrovi, robotske roke in taktilni senzorji. Spodaj so podrobni materiali v angleščini, izbrani iz avtoritativnih akademskih člankov in tehničnih poročil: 1. **Zasnova in razvoj antropomorfne robotske roke z uporaboTPU material** > **Povzetek**：V članku so predstavljeni pristopi k reševanju kompleksnosti antropomorfne robotske roke. Robotika je trenutno najbolj napredno področje in vedno je obstajal namen posnemanja človeških dejanj in vedenja. Antropomorfna roka je eden od pristopov k posnemanju človeških dejanj. V tem članku je bila podrobneje opisana ideja o razvoju antropomorfne roke s 15 stopnjami svobode in 5 aktuatorji, obravnavana pa je bila tudi mehanska zasnova, krmilni sistem, sestava in posebnosti robotske roke. Roka ima antropomorfen videz in lahko opravlja tudi funkcije, podobne človeškim, na primer prijem in predstavitev gibov rok. Rezultati kažejo, da je roka zasnovana kot en del in ne potrebuje nobene sestave ter ima odlično nosilnost, saj je izdelana iz fleksibilnega termoplastičnega poliuretana.(TPU) material, njegova elastičnost pa zagotavlja tudi varno interakcijo roke z ljudmi. Ta roka se lahko uporablja tako v humanoidnem robotu kot tudi v protetični roki. Omejeno število aktuatorjev poenostavi upravljanje in olajša roko. 2. **Modifikacija termoplastične poliuretanske površine za ustvarjanje mehkega robotskega prijemala z uporabo štiridimenzionalne metode tiskanja** > Ena od poti za razvoj funkcionalne gradientne aditivne proizvodnje je ustvarjanje štiridimenzionalnih (4D) tiskanih struktur za mehko robotsko prijemanje, kar se doseže s kombinacijo 3D-tiskanja z modeliranjem zlitega nanašanja z mehkimi hidrogelnimi aktuatorji. To delo predlaga konceptualni pristop k ustvarjanju energetsko neodvisnega mehkega robotskega prijemala, ki ga sestavljata modificiran 3D-natisnjen substrat držala iz termoplastičnega poliuretana (TPU) in aktuator na osnovi želatinskega hidrogela, kar omogoča programirano higroskopsko deformacijo brez uporabe kompleksnih mehanskih konstrukcij. > > Uporaba 20-odstotnega hidrogela na osnovi želatine daje strukturi mehko robotsko biomimetično funkcionalnost in je odgovorna za inteligentno mehansko funkcionalnost natisnjenega predmeta, ki se odziva na dražljaje, z odzivanjem na procese nabrekanja v tekočih okoljih. Ciljana površinska funkcionalizacija termoplastičnega poliuretana v okolju argona in kisika 90 sekund pri moči 100 W in tlaku 26,7 Pa olajša spremembe v njegovem mikroreliefu, s čimer se izboljša oprijem in stabilnost nabrekle želatine na njeni površini. > > Uresničen koncept ustvarjanja 4D-natisnjenih biokompatibilnih glavničastih struktur za makroskopski podvodni mehki robotski prijem lahko zagotovi neinvaziven lokalni prijem, transport majhnih predmetov in sprošča bioaktivne snovi ob nabrekanju v vodi. Nastali izdelek se zato lahko uporablja kot samonapajani biomimetični aktuator, sistem za enkapsulacijo ali mehka robotika. 3. **Karakterizacija zunanjih delov za 3D-natisnjeno humanoidno robotsko roko z različnimi vzorci in debelinami** > Z razvojem humanoidne robotike so za boljšo interakcijo med človekom in robotom potrebne mehkejše zunanjosti. Avksetične strukture v metamaterialih so obetaven način za ustvarjanje mehkih zunanjosti. Te strukture imajo edinstvene mehanske lastnosti. 3D-tiskanje, zlasti izdelava z zlitimi filamenti (FFF), se pogosto uporablja za ustvarjanje takšnih struktur. Termoplastični poliuretan (TPU) se zaradi svoje dobre elastičnosti pogosto uporablja v FFF. Namen te študije je razviti mehko zunanjo prevleko za humanoidnega robota Alice III z uporabo 3D-tiskanja FFF s filamentom Shore 95A TPU. > > V študiji je bil uporabljen bel TPU filament s 3D-tiskalnikom za izdelavo 3DP humanoidnih robotskih rok. Robotska roka je bila razdeljena na dele za podlaket in nadlaket. Na vzorce so bili naneseni različni vzorci (polne in ponovno vstopajoče) in debeline (1, 2 in 4 mm). Po tiskanju so bili izvedeni upogibni, natezni in tlačni testi za analizo mehanskih lastnosti. Rezultati so potrdili, da se je ponovno vstopajoča struktura zlahka upogibala proti upogibni krivulji in je zahtevala manj napetosti. V tlačnih testih je ponovno vstopajoča struktura lahko prenesla obremenitev v primerjavi s trdno strukturo. > > Po analizi vseh treh debelin je bilo potrjeno, da ima ponovno vstopajoča struktura debeline 2 mm odlične lastnosti glede upogibnih, nateznih in tlačnih lastnosti. Zato je vzorec ponovnega vstopa z debelino 2 mm primernejši za izdelavo 3D-natisnjene humanoidne robotske roke. 4. **Te 3D-natisnjene TPU blazinice z "mehko kožo" dajejo robotom poceni in zelo občutljiv občutek dotika** > Raziskovalci z Univerze v Illinoisu Urbana – Champaign so prišli do cenovno ugodnega načina, kako robotom dati človeški občutek dotika: 3D-natisnjene blazinice z mehko kožo, ki služijo tudi kot mehanski senzorji pritiska. > > Taktilni robotski senzorji običajno vsebujejo zelo zapletene nize elektronike in so precej dragi, vendar smo pokazali, da je mogoče funkcionalne in trpežne alternative izdelati zelo poceni. Poleg tega, ker gre le za reprogramiranje 3D-tiskalnika, je mogoče isto tehniko enostavno prilagoditi različnim robotskim sistemom. Robotska strojna oprema lahko vključuje velike sile in navore, zato mora biti precej varna, če bo neposredno komunicirala z ljudmi ali se bo uporabljala v človeškem okolju. Pričakuje se, da bo mehka koža v tem pogledu igrala pomembno vlogo, saj se lahko uporablja tako za skladnost z mehansko varnostjo kot za taktilno zaznavanje. > > Senzor ekipe je izdelan z uporabo blazinic, natisnjenih iz termoplastičnega uretana (TPU) na standardnem 3D-tiskalniku Raise3D E2. Mehka zunanja plast pokriva votli del polnila, in ko se zunanja plast stisne, se ustrezno spreminja zračni tlak v notranjosti – kar omogoča tlačnemu senzorju Honeywell ABP DANT 005, ki je povezan z mikrokrmilnikom Teensy 4.0, da zazna vibracije, dotik in naraščajoči pritisk. Predstavljajte si, da želite uporabljati robote z mehko kožo za pomoč v bolnišničnem okolju. Redno bi jih bilo treba razkuževati ali pa bi bilo treba kožo redno menjati. V vsakem primeru so to ogromni stroški. Vendar pa je 3D-tiskanje zelo prilagodljiv postopek, zato je mogoče zamenljive dele poceni izdelati in jih enostavno namestiti in odstraniti z telesa robota. 5. **Aditivna proizvodnja TPU pnevmatskih mrež kot mehkih robotskih aktuatorjev** > V tem članku je raziskana aditivna proizvodnja (AM) termoplastičnega poliuretana (TPU) v kontekstu njegove uporabe kot mehke robotske komponente. V primerjavi z drugimi elastičnimi AM materiali ima TPU boljše mehanske lastnosti glede trdnosti in deformacije. S selektivnim laserskim sintranjem so pnevmatski upogibni aktuatorji (pnevmatske mreže) natisnjeni s 3D-tiskalnikom kot študija primera mehke robotike in eksperimentalno ovrednoteni glede na odklon glede na notranji tlak. Puščanje zaradi zrakotesnosti je opazovano kot funkcija minimalne debeline stene aktuatorjev. > > Za opis obnašanja mehke robotike je treba v geometrijske deformacijske modele, ki so lahko na primer analitični ali numerični, vključiti opise hiperelastičnih materialov. Ta članek preučuje različne modele za opis upogibnega obnašanja mehkega robotskega aktuatorja. Mehanski preskusi materialov se uporabljajo za parametrizacijo modela hiperelastičnega materiala za opis aditivno izdelanega termoplastičnega poliuretana. > > Numerična simulacija, ki temelji na metodi končnih elementov, je parametrizirana za opis deformacije aktuatorja in primerjana z nedavno objavljenim analitičnim modelom za tak aktuator. Obe napovedi modela sta primerjani z eksperimentalnimi rezultati mehkega robotskega aktuatorja. Medtem ko analitični model doseže večja odstopanja, numerična simulacija napoveduje kot upogiba s povprečnimi odstopanji 9°, čeprav numerične simulacije za izračun potrebujejo bistveno več časa. V avtomatiziranem proizvodnem okolju lahko mehka robotika dopolnjuje preoblikovanje togih proizvodnih sistemov v agilno in pametno proizvodnjo.
Čas objave: 25. november 2025