TPU (полиуретани термопластикӣ)дорои хосиятҳои барҷаста ба монанди чандирӣ, чандирӣ ва муқовимат ба фарсудашавӣ мебошад, ки онро дар ҷузъҳои калидии роботҳои гуманоид, ба монанди рӯйпӯшҳои беруна, дастҳои роботӣ ва сенсорҳои ламсӣ васеъ истифода мебарад. Дар зер маводи муфассали англисӣ оварда шудаанд, ки аз мақолаҳои бонуфузи илмӣ ва гузоришҳои техникӣ ҷудо карда шудаанд: 1. **Тарроҳӣ ва таҳияи дасти роботии антропоморфӣ бо истифода азМаводи TPU** > **Хулоса**: Мақолаи дар ин ҷо пешниҳодшуда барои ҳалли мураккабии дасти роботии антропоморфӣ равишҳо дорад. Робототехника ҳоло соҳаи пешрафтатарин аст ва ҳамеша нияти тақлид кардани амал ва рафтори монанд ба инсон вуҷуд дошт. Дасти антропоморфӣ яке аз равишҳои тақлид кардани амалиётҳои монанд ба инсон аст. Дар ин мақола, идеяи таҳияи дасти антропоморфӣ бо 15 дараҷаи озодӣ ва 5 фаъолкунанда таҳия шудааст, инчунин тарҳи механикӣ, системаи идоракунӣ, таркиб ва хусусиятҳои дасти роботӣ баррасӣ шудаанд. Даст намуди антропоморфӣ дорад ва инчунин метавонад функсияҳои монанд ба инсонро, масалан, часпидан ва намояндагии имову ишораҳои дастро иҷро кунад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки даст ҳамчун як қисм тарҳрезӣ шудааст ва ба ягон намуди васлкунӣ ниёз надорад ва он қобилияти аълои бардоштани вазнро нишон медиҳад, зеро он аз полиуретани чандири термопластикӣ сохта шудааст.маводи (TPU), ва чандирии он инчунин кафолат медиҳад, ки даст барои муошират бо одамон бехатар аст. Ин дастро метавон дар роботи гуманоид ва инчунин дар дасти протезӣ истифода бурд. Шумораи маҳдуди фаъолкунандаҳо идоракуниро соддатар ва дастро сабуктар мекунад. 2. **Тағйир додани сатҳи полиуретании термопластикӣ барои эҷоди дастаки нарми роботӣ бо истифода аз усули чопи чорченака** > Яке аз роҳҳои рушди истеҳсоли иловагии градиенти функсионалӣ эҷоди сохторҳои чопшудаи чорченака (4D) барои дастаки нарми роботӣ мебошад, ки бо якҷоя кардани чопи сеченакаи моделсозии таҳшиншавии омехта бо фаъолкунандаҳои гидрогелии нарм ба даст оварда мешавад. Ин кор як равиши консептуалиро барои эҷоди дастаки нарми роботии мустақил аз энергия пешниҳод мекунад, ки аз субстрати дорандаи чопи сеченакаи тағйирёфта аз полиуретани термопластикӣ (TPU) ва фаъолкунанда дар асоси гидрогелии желатин иборат аст, ки имкон медиҳад деформатсияи гигроскопии барномарезишуда бидуни истифодаи сохторҳои мураккаби механикӣ анҷом дода шавад. > > Истифодаи гидрогел дар асоси желатин 20% ба сохтор функсияи биомиметии роботии нармро медиҳад ва барои функсияи механикии ангезандаи интеллектуалӣ - вокуниш ба равандҳои варамкунӣ дар муҳити моеъ масъул аст. Функсионализатсияи мақсадноки сатҳи полиуретани термопластикӣ дар муҳити оксигени аргон барои 90 сония, бо қувваи 100 ва фишори 26,7 па, тағйирот дар микрорелефи онро осон мекунад ва бо ин васила часпидан ва устувории желатини варамшударо дар сатҳи он беҳтар мекунад. > > Консепсияи амалӣшудаи эҷоди сохторҳои шонаҳои биомутобиқшудаи 4D барои чанголи роботии нарми зериобии макроскопӣ метавонад чанголи маҳаллии ғайриинвазивӣ, интиқоли ашёи хурд ва раҳо кардани моддаҳои биоактивӣ ҳангоми варам дар об таъмин кунад. Аз ин рӯ, маҳсулоти ҳосилшуда метавонад ҳамчун як фаъолкунандаи биомиметии худкор, системаи капсулакунӣ ё робототехникаи нарм истифода шавад. 3. **Тавсифи қисмҳои берунӣ барои бозуи роботии гуманоидии 3D бо нақшҳо ва ғафсӣҳои гуногун** > Бо рушди робототехникаи гуманоид, барои муоширати беҳтари инсон ва робот берунаҳои нармтар лозиманд. Сохторҳои ёрирасон дар маводҳои мета роҳи умедбахши эҷоди берунаи нарм мебошанд. Ин сохторҳо хосиятҳои беназири механикӣ доранд. Чопи сеандоза, бахусус истеҳсоли риштаи фишурдашуда (FFF), барои эҷоди чунин сохторҳо ба таври васеъ истифода мешавад. Полиуретани термопластикӣ (TPU) аз сабаби чандирии хубаш дар FFF маъмулан истифода мешавад. Ин таҳқиқот барои таҳияи рӯйпӯши берунаи нарм барои роботи гуманоид Alice III бо истифода аз чопи сеандозаи FFF бо риштаи Shore 95A TPU равона шудааст. > > Дар таҳқиқот риштаи сафеди TPU бо принтери сеандоза барои истеҳсоли дастҳои роботи гуманоиди 3DP истифода шудааст. Дасти робот ба қисмҳои бозу ва боло тақсим карда шуд. Ба намунаҳо нақшҳои гуногун (сахт ва дубора воридшаванда) ва ғафсӣ (1, 2 ва 4 мм) татбиқ карда шуданд. Пас аз чоп, санҷишҳои хамкунӣ, кашиш ва фишурдакунӣ барои таҳлили хосиятҳои механикӣ гузаронида шуданд. Натиҷаҳо тасдиқ карданд, ки сохтори дубора воридшаванда ба осонӣ ба самти каҷи хамшаванда хам мешавад ва фишори камтарро талаб мекунад. Дар санҷишҳои фишурдакунӣ, сохтори дубора воридшаванда тавонист ба бор дар муқоиса бо сохтори сахт тоб оварад. > > Пас аз таҳлили ҳар се ғафсӣ, тасдиқ карда шуд, ки сохтори воридшаванда бо ғафсии 2 мм аз ҷиҳати хосиятҳои хамшавӣ, кашиш ва фишурдашавӣ хусусиятҳои аъло дорад. Аз ин рӯ, намунаи воридшаванда бо ғафсии 2 мм барои истеҳсоли дасти роботи гуманоиди чопшудаи 3D мувофиқтар аст. 4. **Ин болиштҳои "пӯсти нарм"-и TPU-и чопшудаи 3D ба роботҳо ҳисси ламси арзон ва ҳассосияти баланд медиҳанд** > Муҳаққиқони Донишгоҳи Иллинойс Урбана - Шампейн роҳи арзонеро барои додани ҳисси ламси инсонӣ ба роботҳо пайдо карданд: болиштҳои пӯсти нарми чопшудаи 3D, ки ҳамчун сенсорҳои фишори механикӣ кор мекунанд. > > Сенсорҳои роботии ламсӣ одатан дорои массивҳои хеле мураккаби электроника мебошанд ва хеле гарон ҳастанд, аммо мо нишон додем, ки алтернативаҳои функсионалӣ ва пойдорро хеле арзон сохтан мумкин аст. Ғайр аз ин, азбаски сухан дар бораи аз нав барномарезӣ кардани чопгари 3D меравад, ҳамон техникаро метавон ба осонӣ барои системаҳои гуногуни роботӣ танзим кард. Сахтафзори роботӣ метавонад қувваҳо ва моменти калонро дар бар гирад, аз ин рӯ, агар он мустақиман бо одамон ҳамкорӣ кунад ё дар муҳити инсонӣ истифода шавад, онро бояд комилан бехатар кард. Интизор меравад, ки пӯсти нарм дар ин маврид нақши муҳим хоҳад дошт, зеро онро ҳам барои риояи бехатарии механикӣ ва ҳам барои ҳассосияти ламсӣ истифода бурдан мумкин аст. > > Сенсори даста бо истифода аз лавҳаҳое, ки аз уретан термопластикӣ (TPU) дар принтери 3D Raise3D E2 чоп шудаанд, сохта шудааст. Қабати нарми берунӣ қисмати пуркунии холӣро фаро мегирад ва ҳангоми фишурдани қабати берунӣ фишори ҳаво дар дохили он мутаносибан тағйир меёбад - ба сенсори фишори Honeywell ABP DANT 005, ки ба микроконтроллери Teensy 4.0 пайваст карда шудааст, имкон медиҳад, ки ларзиш, ламс ва фишори афзояндаро муайян кунад. Тасаввур кунед, ки шумо мехоҳед роботҳои пӯсти нармро барои кӯмак дар шароити беморхона истифода баред. Онҳо бояд мунтазам безарар карда шаванд, ё пӯст бояд мунтазам иваз карда шавад. Дар ҳар сурат, хароҷоти калон вуҷуд дорад. Аммо, чопи сеандоза як раванди хеле миқёспазир аст, аз ин рӯ қисмҳои ивазшавандаро бо нархи арзон сохтан мумкин аст ва ба осонӣ ба бадани робот часпонида ва аз он берун кардан мумкин аст. 5. **Истеҳсоли иловагии шабакаҳои пневматикии TPU ҳамчун фаъолкунандаҳои роботии нарм** > Дар ин мақола, истеҳсоли иловагии (AM) полиуретани термопластикӣ (TPU) дар заминаи татбиқи он ҳамчун ҷузъҳои роботии нарм таҳқиқ карда мешавад. Дар муқоиса бо дигар маводҳои эластикии AM, TPU хосиятҳои механикии бартариро аз ҷиҳати қувват ва шиддат нишон медиҳад. Бо истифода аз синтези интихобӣ бо лазер, фаъолкунандаҳои хамкунии пневматикӣ (pneu-nets) ҳамчун як таҳқиқоти парвандаи роботии нарм чоп карда мешаванд ва нисбат ба каҷшавӣ аз фишори дохилӣ ба таври таҷрибавӣ арзёбӣ карда мешаванд. Ихроҷ аз сабаби сахтии ҳаво ҳамчун функсияи ғафсии ҳадди ақали девори фаъолкунандаҳо мушоҳида мешавад. > > Барои тавсифи рафтори робототехникаи нарм, тавсифи маводҳои гиперэластикӣ бояд дар моделҳои деформатсияи геометрӣ, ки метавонанд - масалан - таҳлилӣ ё рақамӣ бошанд, дохил карда шаванд. Ин мақола моделҳои гуногунро барои тавсифи рафтори хамшавии фаъолкунандаи роботии нарм меомӯзад. Санҷишҳои маводи механикӣ барои параметркунонии модели маводи гиперэластикӣ барои тавсифи полиуретани термопластикии иловагии истеҳсолшуда истифода мешаванд. > > Симуляцияи рақамӣ, ки ба усули унсурҳои ниҳоӣ асос ёфтааст, барои тавсифи деформатсияи актуатор параметркунонида мешавад ва бо модели таҳлилии ба наздикӣ нашршуда барои чунин актуатор муқоиса карда мешавад. Ҳарду пешгӯии модел бо натиҷаҳои таҷрибавии актуатори роботии нарм муқоиса карда мешаванд. Дар ҳоле ки бо модели таҳлилӣ инҳирофҳои калонтар ба даст оварда мешаванд, симуляцияи рақамӣ кунҷи хамшавиро бо инҳирофҳои миёнаи 9° пешгӯӣ мекунад, гарчанде ки симуляцияҳои рақамӣ барои ҳисобкунӣ хеле вақти бештарро мегиранд. Дар муҳити истеҳсолии автоматӣ, робототехникаи нарм метавонад табдили системаҳои истеҳсолии сахтро ба сӯи истеҳсоли чолокона ва интеллектуалӣ пурра кунад.
Вақти нашр: 25 ноябри соли 2025