TPU (termoplastisk polyuretan)har enestående egenskaper som fleksibilitet, elastisitet og slitestyrke, noe som gjør den mye brukt i viktige komponenter i humanoide roboter som utvendige deksler, robothender og taktile sensorer. Nedenfor finner du detaljert engelsk materiale sortert fra autoritative akademiske artikler og tekniske rapporter: 1. **Design og utvikling av en antropomorf robothånd ved bruk avTPU-materiale** > **Sammendrag**: Artikkelen som presenteres her, viser en tilnærming til å løse kompleksiteten til en antropomorf robothånd. Robotikk er nå det mest fremskredne feltet, og det har alltid vært en intensjon om å etterligne menneskelignende aktuering og atferd. En antropomorf hånd er en av tilnærmingene for å imitere menneskelignende operasjoner. I denne artikkelen har ideen om å utvikle en antropomorf hånd med 15 frihetsgrader og 5 aktuatorer blitt utdypet, samt diskutert mekanisk design, kontrollsystem, sammensetning og særegenheter ved robothånden. Hånden har et antropomorf utseende og kan også utføre menneskelignende funksjoner, for eksempel griping og representasjon av håndbevegelser. Resultatene viser at hånden er designet som én del og ikke trenger noen form for montering, og den viser en utmerket vektløftekapasitet, siden den er laget av fleksibel termoplastisk polyuretan.(TPU)-materiale, og dens elastisitet sikrer også at hånden er trygg for samhandling med mennesker også. Denne hånden kan brukes i en humanoid robot så vel som en protesehånd. Det begrensede antallet aktuatorer gjør kontrollen enklere og hånden lettere. 2. **Modifisering av en termoplastisk polyuretanoverflate for å lage en myk robotgriper ved hjelp av en firedimensjonal utskriftsmetode** > En av veiene for utvikling av funksjonell gradientadditiv produksjon er å lage firedimensjonale (4D) trykte strukturer for myk robotgriping, oppnådd ved å kombinere smeltet avsetningsmodellering 3D-printing med myke hydrogelaktuatorer. Dette arbeidet foreslår en konseptuell tilnærming til å lage en energiuavhengig myk robotgriper, bestående av et modifisert 3D-printet holdersubstrat laget av termoplastisk polyuretan (TPU) og en aktuator basert på en gelatinhydrogel, som tillater programmert hygroskopisk deformasjon uten å bruke komplekse mekaniske konstruksjoner. > > Bruken av en 20 % gelatinbasert hydrogel gir myk, robotisk biomimetisk funksjonalitet til strukturen og er ansvarlig for den intelligente, stimulusresponsive mekaniske funksjonaliteten til det trykte objektet ved å reagere på hevelsesprosesser i flytende miljøer. Den målrettede overflatefunksjonaliseringen av termoplastisk polyuretan i et argon-oksygen-miljø i 90 sekunder, ved en effekt på 100 w og et trykk på 26,7 pa, letter endringer i mikrorelieffet, og forbedrer dermed adhesjonen og stabiliteten til den hovne gelatinen på overflaten. > > Det realiserte konseptet med å lage 4D-printede biokompatible kamstrukturer for makroskopisk myk robotgrep under vann kan gi ikke-invasiv lokal griping, transportere små objekter og frigjøre bioaktive stoffer ved hevelse i vann. Det resulterende produktet kan derfor brukes som en selvdrevet biomimetisk aktuator, et innkapslingssystem eller myk robotikk. 3. **Karakterisering av utvendige deler for 3D-printet humanoid robotarm med forskjellige mønstre og tykkelser** > Med utviklingen av humanoid robotikk er det behov for mykere utvendige deler for bedre menneske-robot-interaksjon. Auksetiske strukturer i metamaterialer er en lovende måte å skape myke eksteriører på. Disse strukturene har unike mekaniske egenskaper. 3D-printing, spesielt smeltet filamentfabrikasjon (FFF), er mye brukt for å lage slike strukturer. Termoplastisk polyuretan (TPU) brukes ofte i FFF på grunn av sin gode elastisitet. Denne studien tar sikte på å utvikle et mykt utvendig deksel for den humanoide roboten Alice III ved hjelp av FFF 3D-printing med et Shore 95A TPU-filament. > > Studien brukte et hvitt TPU-filament med en 3D-printer for å produsere 3DP humanoide robotarmer. Robotarmen ble delt inn i underarms- og overarmsdeler. Ulike mønstre (hele og innadgående) og tykkelser (1, 2 og 4 mm) ble påført prøvene. Etter printing ble det utført bøye-, strekk- og trykktester for å analysere de mekaniske egenskapene. Resultatene bekreftet at den innadgående strukturen var lett bøyelig mot bøyekurven og krevde mindre spenning. I trykktester var den innadgående strukturen i stand til å tåle belastningen sammenlignet med den solide strukturen. > > Etter å ha analysert alle tre tykkelsene ble det bekreftet at den reentrante strukturen med en tykkelse på 2 mm hadde utmerkede egenskaper når det gjelder bøye-, strekk- og trykkegenskaper. Derfor er det reentrante mønsteret med en tykkelse på 2 mm mer egnet for produksjon av en 3D-printet humanoid robotarm. 4. **Disse 3D-printede TPU «Soft Skin»-putene gir roboter en rimelig og svært følsom berøringssans** > Forskere fra University of Illinois Urbana – Champaign har kommet opp med en rimelig måte å gi roboter en menneskelignende berøringssans på: 3D-printede myke hudputer som også fungerer som mekaniske trykksensorer. > > Taktile robotsensorer inneholder vanligvis svært kompliserte elektronikkmatriser og er ganske dyre, men vi har vist at funksjonelle, holdbare alternativer kan lages svært billig. Dessuten, siden det bare handler om å omprogrammere en 3D-printer, kan den samme teknikken enkelt tilpasses forskjellige robotsystemer. Robotisk maskinvare kan involvere store krefter og dreiemomenter, så den må gjøres ganske sikker hvis den enten skal samhandle direkte med mennesker eller brukes i menneskelige miljøer. Det forventes at myk hud vil spille en viktig rolle i denne forbindelse, siden den kan brukes til både mekanisk sikkerhetssamsvar og taktil sansing. > > Teamets sensor er laget ved hjelp av puter trykt fra termoplastisk uretan (TPU) på en hyllevare Raise3D E2 3D-printer. Det myke ytre laget dekker en hul fyllingsdel, og når det ytre laget komprimeres, endres lufttrykket inni tilsvarende – slik at en Honeywell ABP DANT 005 trykksensor koblet til en Teensy 4.0 mikrokontroller kan oppdage vibrasjon, berøring og økende trykk. Tenk deg at du vil bruke myke roboter til å assistere på et sykehus. De må desinfiseres regelmessig, eller huden må skiftes ut regelmessig. Uansett er det en enorm kostnad. 3D-printing er imidlertid en veldig skalerbar prosess, så utskiftbare deler kan lages rimelig og enkelt klikkes av og på robotkroppen. 5. **Additiv produksjon av TPU Pneu – Nett som myke robotaktuatorer** > I denne artikkelen undersøkes additiv produksjon (AM) av termoplastisk polyuretan (TPU) i sammenheng med dens anvendelse som myke robotkomponenter. Sammenlignet med andre elastiske AM-materialer, viser TPU overlegne mekaniske egenskaper med hensyn til styrke og tøyning. Ved selektiv lasersintring blir pneumatiske bøyeaktuatorer (pneu – nett) 3D-printet som en mykrobotisk casestudie og eksperimentelt evaluert med hensyn til nedbøyning over indre trykk. Lekkasje på grunn av lufttetthet observeres som en funksjon av aktuatorenes minimumsveggtykkelse. > > For å beskrive oppførselen til myk robotikk, må hyperelastiske materialbeskrivelser innlemmes i geometriske deformasjonsmodeller som for eksempel kan være analytiske eller numeriske. Denne artikkelen studerer forskjellige modeller for å beskrive bøyeoppførselen til en myk robotaktuator. Mekaniske materialtester brukes for å parameterisere en hyperelastisk materialmodell for å beskrive additivt produsert termoplastisk polyuretan. > > En numerisk simulering basert på endelig elementmetoden parameteriseres for å beskrive aktuatorens deformasjon og sammenlignes med en nylig publisert analytisk modell for en slik aktuator. Begge modellprediksjonene sammenlignes med de eksperimentelle resultatene fra den myke robotaktuatoren. Mens større avvik oppnås med den analytiske modellen, predikerer den numeriske simuleringen bøyevinkelen med gjennomsnittlige avvik på 9°, selv om de numeriske simuleringene tar betydelig lengre tid å beregne. I et automatisert produksjonsmiljø kan myk robotikk utfylle transformasjonen av rigide produksjonssystemer mot smidig og smart produksjon.
Publisert: 25. november 2025