TPU (termoplastisk polyurethan)har enestående egenskaber såsom fleksibilitet, elasticitet og slidstyrke, hvilket gør den meget anvendt i nøglekomponenter i humanoide robotter som ydre afdækninger, robothænder og taktile sensorer. Nedenfor er detaljerede engelske materialer sorteret fra autoritative akademiske artikler og tekniske rapporter: 1. **Design og udvikling af en antropomorf robothånd ved hjælp afTPU-materiale** > **Abstrakt**: Artiklen præsenteres her for at løse kompleksiteten af en antropomorf robothånd. Robotteknologi er nu det mest avancerede felt, og der har altid været en intention om at efterligne menneskelignende aktuering og adfærd. En antropomorf hånd er en af tilgangene til at efterligne menneskelignende operationer. I denne artikel er ideen om at udvikle en antropomorf hånd med 15 frihedsgrader og 5 aktuatorer blevet uddybet, ligesom det mekaniske design, styresystemet, sammensætningen og de særlige egenskaber ved robothånden er blevet diskuteret. Hånden har et antropomorf udseende og kan også udføre menneskelignende funktioner, for eksempel repræsentation af gribegreber og håndbevægelser. Resultaterne viser, at hånden er designet som én del og ikke kræver nogen form for samling, og at den udviser en fremragende vægtløftningskapacitet, da den er lavet af fleksibel termoplastisk polyurethan.(TPU) materiale, og dens elasticitet sikrer også, at hånden er sikker til interaktion med mennesker. Denne hånd kan bruges i både en humanoid robot og en protesehånd. Det begrænsede antal aktuatorer gør styringen enklere og hånden lettere. 2. **Modifikation af en termoplastisk polyurethanoverflade til skabelse af en blød robotgriber ved hjælp af en firedimensionel printmetode** > En af vejene til udvikling af funktionel gradientadditiv fremstilling er skabelsen af firedimensionelle (4D) printede strukturer til blød robotgribning, opnået ved at kombinere 3D-printning med smeltet depositionsmodellering med bløde hydrogelaktuatorer. Dette arbejde foreslår en konceptuel tilgang til at skabe en energiuafhængig blød robotgriber, bestående af et modificeret 3D-printet holdersubstrat lavet af termoplastisk polyurethan (TPU) og en aktuator baseret på en gelatinehydrogel, hvilket muliggør programmeret hygroskopisk deformation uden brug af komplekse mekaniske konstruktioner. > > Brugen af en 20% gelatinebaseret hydrogel giver strukturen blød, robotisk biomimetisk funktionalitet og er ansvarlig for den intelligente, stimulus-responsive mekaniske funktionalitet af det trykte objekt ved at reagere på hævelsesprocesser i flydende miljøer. Den målrettede overfladefunktionalisering af termoplastisk polyurethan i et argon-oxygen-miljø i 90 sekunder, ved en effekt på 100 w og et tryk på 26,7 pa, letter ændringer i dens mikrorelief og forbedrer dermed vedhæftningen og stabiliteten af den hævede gelatine på dens overflade. > > Det realiserede koncept med at skabe 4D-printede biokompatible kamstrukturer til makroskopisk blød robotgribning under vand kan give ikke-invasiv lokal gribning, transportere små genstande og frigive bioaktive stoffer ved hævelse i vand. Det resulterende produkt kan derfor bruges som en selvdrevet biomimetisk aktuator, et indkapslingssystem eller blød robotteknologi. 3. **Karakterisering af udvendige dele til 3D-printet humanoid robotarm med forskellige mønstre og tykkelser** > Med udviklingen af humanoid robotteknologi er der behov for blødere ydre dele for bedre interaktion mellem menneske og robot. Auxetiske strukturer i metamaterialer er en lovende måde at skabe bløde ydre strukturer på. Disse strukturer har unikke mekaniske egenskaber. 3D-printning, især fused filament fabrication (FFF), er meget anvendt til at skabe sådanne strukturer. Termoplastisk polyurethan (TPU) anvendes almindeligvis i FFF på grund af dets gode elasticitet. Denne undersøgelse har til formål at udvikle et blødt ydre lag til den humanoide robot Alice III ved hjælp af FFF 3D-printning med et Shore 95A TPU-filament. > > Undersøgelsen brugte et hvidt TPU-filament med en 3D-printer til at fremstille 3DP humanoide robotarme. Robotarmen blev opdelt i underarms- og overarmsdele. Forskellige mønstre (massiv og tilbagegående struktur) og tykkelser (1, 2 og 4 mm) blev påført prøverne. Efter printning blev der udført bøjnings-, træk- og tryktest for at analysere de mekaniske egenskaber. Resultaterne bekræftede, at tilbagegående struktur let kunne bøjes mod bøjningskurven og krævede mindre belastning. I tryktest var tilbagegående struktur i stand til at modstå belastningen sammenlignet med den solide struktur. > > Efter at have analyseret alle tre tykkelser blev det bekræftet, at den reentrant-struktur med en tykkelse på 2 mm havde fremragende egenskaber med hensyn til bøjnings-, træk- og trykegenskaber. Derfor er det reentrant-mønster med en tykkelse på 2 mm mere egnet til fremstilling af en 3D-printet humanoid robotarm. 4. **Disse 3D-printede TPU "Soft Skin"-puder giver robotter en billig og meget følsom berøringssans** > Forskere fra University of Illinois Urbana – Champaign har fundet en billig måde at give robotter en menneskelignende berøringssans på: 3D-printede bløde hudpuder, der også fungerer som mekaniske tryksensorer. > > Taktile robotsensorer indeholder normalt meget komplicerede elektronikarrays og er ret dyre, men vi har vist, at funktionelle, holdbare alternativer kan laves meget billigt. Da det blot er et spørgsmål om at omprogrammere en 3D-printer, kan den samme teknik desuden nemt tilpasses forskellige robotsystemer. Robothardware kan involvere store kræfter og drejningsmomenter, så det skal gøres ret sikkert, hvis det enten skal interagere direkte med mennesker eller bruges i menneskelige miljøer. Det forventes, at blød hud vil spille en vigtig rolle i denne henseende, da den kan bruges til både mekanisk sikkerhedsoverholdelse og taktil sansning. > > Holdets sensor er lavet ved hjælp af puder printet af termoplastisk urethan (TPU) på en standard Raise3D E2 3D-printer. Det bløde ydre lag dækker en hul udfyldningssektion, og når det ydre lag komprimeres, ændres lufttrykket indeni tilsvarende - hvilket gør det muligt for en Honeywell ABP DANT 005 tryksensor forbundet til en Teensy 4.0 mikrocontroller at registrere vibrationer, berøring og stigende tryk. Forestil dig, at du vil bruge blødhudede robotter til at assistere på et hospital. De skal desinficeres regelmæssigt, eller huden skal udskiftes regelmæssigt. Uanset hvad er der en enorm pris. 3D-printning er dog en meget skalerbar proces, så udskiftelige dele kan fremstilles billigt og nemt klikkes på og af robotkroppen. 5. **Additiv fremstilling af TPU Pneu – Net som bløde robotaktuatorer** > I denne artikel undersøges additiv fremstilling (AM) af termoplastisk polyurethan (TPU) i forbindelse med dens anvendelse som bløde robotkomponenter. Sammenlignet med andre elastiske AM-materialer udviser TPU overlegne mekaniske egenskaber med hensyn til styrke og tøjning. Ved selektiv lasersintring 3D-printes pneumatiske bøjningsaktuatorer (pneu – net) som et blødt robotcasestudie og evalueres eksperimentelt med hensyn til afbøjning over indre tryk. Lækage på grund af lufttæthed observeres som en funktion af aktuatorernes minimale vægtykkelse. > > For at beskrive blød robotteknologis adfærd skal hyperelastiske materialebeskrivelser indarbejdes i geometriske deformationsmodeller, som f.eks. kan være analytiske eller numeriske. Denne artikel undersøger forskellige modeller for at beskrive bøjningsadfærden af en blød robotaktuator. Mekaniske materialetests anvendes til at parametrisere en hyperelastisk materialemodel for at beskrive additivt fremstillet termoplastisk polyurethan. > > En numerisk simulering baseret på finite element-metoden parametriseres for at beskrive aktuatorens deformation og sammenlignes med en nyligt offentliggjort analytisk model for en sådan aktuator. Begge modelforudsigelser sammenlignes med de eksperimentelle resultater fra den bløde robotaktuator. Mens større afvigelser opnås med den analytiske model, forudsiger den numeriske simulering bøjningsvinklen med gennemsnitlige afvigelser på 9°, selvom de numeriske simuleringer tager betydeligt længere tid at beregne. I et automatiseret produktionsmiljø kan blød robotteknologi supplere transformationen af stive produktionssystemer mod agil og intelligent fremstilling.
Opslagstidspunkt: 25. november 2025