TPU (termoplastični poliuretan)Ima izvanredna svojstva poput fleksibilnosti, elastičnosti i otpornosti na habanje, što ga čini široko korištenim u ključnim komponentama humanoidnih robota poput vanjskih poklopaca, robotskih ruku i taktilnih senzora. U nastavku su detaljni materijali na engleskom jeziku izdvojeni iz autoritativnih akademskih radova i tehničkih izvještaja: 1. **Dizajn i razvoj antropomorfne robotske ruke korištenjemTPU materijal** > **Sažetak**：U ovom radu predstavljeni su pristupi rješavanju složenosti antropomorfne robotske ruke. Robotika je sada najnaprednije područje i oduvijek je postojala namjera oponašanja ljudskih pokreta i ponašanja. Antropomorfna ruka je jedan od pristupa imitiranju ljudskih operacija. U ovom radu je razrađena ideja razvoja antropomorfne ruke sa 15 stepeni slobode i 5 aktuatora, kao i razmatrani mehanički dizajn, sistem upravljanja, sastav i posebnosti robotske ruke. Ruka ima antropomorfan izgled i također može obavljati ljudske funkcionalnosti, na primjer, hvatanje i predstavljanje gestikulacije. Rezultati pokazuju da je ruka dizajnirana kao jedan dio i da ne zahtijeva nikakvu vrstu montaže, te da pokazuje odličan kapacitet podizanja težine, budući da je napravljena od fleksibilnog termoplastičnog poliuretana.(TPU) materijal, a njegova elastičnost također osigurava da je ruka sigurna za interakciju s ljudima. Ova ruka se može koristiti i u humanoidnom robotu, kao i u protetskoj ruci. Ograničeni broj aktuatora čini kontrolu jednostavnijom, a ruku lakšom. 2. **Modifikacija termoplastične poliuretanske površine za stvaranje mekog robotskog hvataljka korištenjem četverodimenzionalne metode ispisa** > Jedan od puteva za razvoj funkcionalne gradijentne aditivne proizvodnje je stvaranje četverodimenzionalnih (4D) printanih struktura za meko robotsko hvatanje, što se postiže kombiniranjem 3D ispisa modeliranjem spajanjem s aktuatorima od mekog hidrogela. Ovaj rad predlaže konceptualni pristup stvaranju energetski neovisnog mekog robotskog hvataljka, koji se sastoji od modificiranog 3D printanog supstrata držača izrađenog od termoplastičnog poliuretana (TPU) i aktuatora baziranog na želatinskom hidrogelu, što omogućava programiranu higroskopsku deformaciju bez korištenja složenih mehaničkih konstrukcija. > > Upotreba hidrogela na bazi 20% želatina daje strukturi meku robotsku biomimetičku funkcionalnost i odgovorna je za inteligentnu mehaničku funkcionalnost ispisanog objekta koja reagira na stimulus reagujući na procese bubrenja u tekućim okruženjima. Ciljana površinska funkcionalizacija termoplastičnog poliuretana u okruženju argona i kisika tokom 90 sekundi, pri snazi od 100 W i pritisku od 26,7 Pa, olakšava promjene u njegovom mikroreljefu, čime se poboljšava prianjanje i stabilnost nabubrene želatine na njegovoj površini. > > Realizirani koncept stvaranja 4D printanih biokompatibilnih češljastih struktura za makroskopsko podvodno meko robotsko hvatanje može osigurati neinvazivno lokalno hvatanje, transport malih predmeta i oslobađanje bioaktivnih supstanci nakon bubrenja u vodi. Dobiveni proizvod se stoga može koristiti kao samostalni biomimetički aktuator, sistem za enkapsulaciju ili meka robotika. 3. **Karakterizacija vanjskih dijelova za 3D printanu humanoidnu robotsku ruku s različitim uzorcima i debljinama** > S razvojem humanoidne robotike, potrebni su mekši vanjski dijelovi za bolju interakciju čovjeka i robota. Auksetičke strukture u metamaterijalima su obećavajući način za stvaranje mekih vanjskih dijelova. Ove strukture imaju jedinstvena mehanička svojstva. 3D printanje, posebno fabrikacija spojenih filamenata (FFF), široko se koristi za stvaranje takvih struktura. Termoplastični poliuretan (TPU) se često koristi u FFF-u zbog svoje dobre elastičnosti. Cilj ove studije je razvoj mekog vanjskog omotača za humanoidnog robota Alice III korištenjem FFF 3D printanja sa Shore 95A TPU filamentom. > > U studiji je korišten bijeli TPU filament sa 3D printačem za proizvodnju 3DP humanoidnih robotskih ruku. Robotska ruka je podijeljena na dijelove za podlakticu i nadlakticu. Na uzorke su primijenjeni različiti uzorci (puni i ponovno ulazeći) i debljine (1, 2 i 4 mm). Nakon printanja, provedena su ispitivanja savijanja, zatezanja i kompresije kako bi se analizirala mehanička svojstva. Rezultati su potvrdili da se ponovno ulazna struktura lako savija prema krivulji savijanja i da zahtijeva manje naprezanja. U ispitivanjima kompresije, ponovno ulazna struktura je bila u stanju da izdrži opterećenje u poređenju sa čvrstom strukturom. > > Nakon analize sve tri debljine, potvrđeno je da ponovno ulazna struktura debljine 2 mm ima odlične karakteristike u pogledu svojstava savijanja, zatezanja i kompresije. Stoga je uzorak ponovnog ulaska debljine 2 mm pogodniji za proizvodnju 3D printane humanoidne robotske ruke. 4. **Ovi 3D printani TPU jastučići od "meke kože" daju robotima jeftin i visoko osjetljiv osjećaj dodira** > Istraživači sa Univerziteta Illinois Urbana – Champaign osmislili su jeftin način da robotima daju osjećaj dodira sličan ljudskom: 3D printani jastučići od meke kože koji služe i kao mehanički senzori pritiska. > > Taktilni robotski senzori obično sadrže vrlo složene nizove elektronike i prilično su skupi, ali mi smo pokazali da se funkcionalne, izdržljive alternative mogu napraviti vrlo jeftino. Štaviše, budući da se radi samo o reprogramiranju 3D štampača, ista tehnika se može lako prilagoditi različitim robotskim sistemima. Robotski hardver može uključivati velike sile i obrtne momente, tako da ga treba učiniti prilično sigurnim ako će direktno komunicirati s ljudima ili se koristiti u ljudskom okruženju. Očekuje se da će mekana koža igrati važnu ulogu u tom pogledu, budući da se može koristiti i za usklađenost s mehaničkim sigurnosnim propisima i za taktilno osjećanje. > > Senzor tima napravljen je korištenjem jastučića odštampanih od termoplastičnog uretana (TPU) na standardnom Raise3D E2 3D printeru. Meki vanjski sloj prekriva šuplji dio ispune, a kako se vanjski sloj komprimira, pritisak zraka unutra se mijenja shodno tome - što omogućava senzoru pritiska Honeywell ABP DANT 005, povezanom s mikrokontrolerom Teensy 4.0, da detektuje vibracije, dodir i rastući pritisak. Zamislite da želite koristiti robote s mekom kožom za pomoć u bolničkom okruženju. Morali bi se redovno dezinficirati ili bi se koža morala redovno mijenjati. U svakom slučaju, postoji ogroman trošak. Međutim, 3D printanje je vrlo skalabilan proces, tako da se zamjenjivi dijelovi mogu jeftino izraditi i lako montirati i skidati s tijela robota. 5. **Aditivna proizvodnja TPU pneumatskih mreža kao mekih robotskih aktuatora** > U ovom radu istražuje se aditivna proizvodnja (AM) termoplastičnog poliuretana (TPU) u kontekstu njegove primjene kao mekih robotskih komponenti. U poređenju s drugim elastičnim AM materijalima, TPU pokazuje superiorna mehanička svojstva u pogledu čvrstoće i naprezanja. Selektivnim laserskim sinterovanjem, pneumatski aktuatori za savijanje (pneu-mreže) su 3D printani kao studija slučaja meke robotike i eksperimentalno procijenjeni u odnosu na otklon u odnosu na unutrašnji pritisak. Curenje zbog nepropusnosti zraka se posmatra kao funkcija minimalne debljine stijenke aktuatora. > > Da bi se opisalo ponašanje meke robotike, opisi hiperelastičnih materijala moraju se uključiti u geometrijske modele deformacije koji mogu biti - na primjer - analitički ili numerički. Ovaj rad proučava različite modele za opis ponašanja savijanja mekog robotskog aktuatora. Ispitivanja mehaničkih materijala primjenjuju se za parametrizaciju modela hiperelastičnih materijala za opis aditivno proizvedenog termoplastičnog poliuretana. > > Numerička simulacija zasnovana na metodi konačnih elemenata je parametrizirana za opis deformacije aktuatora i upoređena je s nedavno objavljenim analitičkim modelom za takav aktuator. Oba predviđanja modela upoređena su s eksperimentalnim rezultatima mekog robotskog aktuatora. Dok analitički model postiže veća odstupanja, numerička simulacija predviđa ugao savijanja s prosječnim odstupanjima od 9°, iako numeričke simulacije zahtijevaju znatno više vremena za proračun. U automatizovanom proizvodnom okruženju, meka robotika može dopuniti transformaciju krutih proizvodnih sistema ka agilnoj i pametnoj proizvodnji.
Vrijeme objave: 25. novembar 2025.