TPU (Thermoplastisch Polyurethaan)Heeft uitstekende eigenschappen zoals flexibiliteit, elasticiteit en slijtvastheid, waardoor het veel wordt gebruikt in belangrijke onderdelen van humanoïde robots, zoals buitenbekleding, robothanden en tactiele sensoren. Hieronder vindt u gedetailleerde Engelstalige materialen, geselecteerd uit gezaghebbende academische artikelen en technische rapporten: 1. **Ontwerp en ontwikkeling van een antropomorfe robothand met behulp vanTPU-materiaal** > **Abstract**: Het hier gepresenteerde artikel benadert de complexiteit van een antropomorfe robothand. Robotica is momenteel het meest vooruitstrevende vakgebied en het is altijd de bedoeling geweest om menselijke bewegingen en gedrag na te bootsen. Een antropomorfe hand is een van de manieren om menselijke handelingen na te bootsen. In dit artikel wordt het idee van de ontwikkeling van een antropomorfe hand met 15 vrijheidsgraden en 5 actuatoren uitgewerkt, evenals het mechanische ontwerp, het besturingssysteem, de samenstelling en de kenmerken van de robothand. De hand heeft een antropomorf uiterlijk en kan ook menselijke functies uitvoeren, zoals grijpen en handgebaren. De resultaten laten zien dat de hand als één geheel is ontworpen en geen assemblage nodig heeft, en dat hij een uitstekend gewichthefvermogen heeft, omdat hij is gemaakt van flexibel thermoplastisch polyurethaan.(TPU) materiaal, en de elasticiteit ervan zorgt er ook voor dat de hand veilig is voor interactie met mensen. Deze hand kan worden gebruikt in zowel een humanoïde robot als een prothetische hand. Het beperkte aantal actuatoren maakt de bediening eenvoudiger en de hand lichter. 2. **Modificatie van een thermoplastisch polyurethaanoppervlak voor het creëren van een zachte robotgrijper met behulp van een vierdimensionale printmethode** > Een van de wegen voor de ontwikkeling van additieve productie met functionele gradiënt is het creëren van vierdimensionale (4D) geprinte structuren voor zachte robotgrijpers, bereikt door fused deposition modeling 3D-printen te combineren met zachte hydrogelactuatoren. Dit werk stelt een conceptuele benadering voor om een energieonafhankelijke zachte robotgrijper te creëren, bestaande uit een aangepast 3D-geprint houdersubstraat gemaakt van thermoplastisch polyurethaan (TPU) en een actuator gebaseerd op een gelatine-hydrogel, waardoor geprogrammeerde hygroscopische vervorming mogelijk is zonder gebruik te maken van complexe mechanische constructies. Het gebruik van een hydrogel op basis van 20% gelatine geeft de structuur een zachte biomimetische functionaliteit en is verantwoordelijk voor de intelligente, stimulus-responsieve mechanische functionaliteit van het geprinte object door te reageren op zwellingsprocessen in vloeibare omgevingen. De gerichte oppervlaktefunctionalisering van thermoplastisch polyurethaan in een argon-zuurstofomgeving gedurende 90 seconden, bij een vermogen van 100 W en een druk van 26,7 Pa, vergemakkelijkt veranderingen in het microreliëf, waardoor de hechting en stabiliteit van de gezwollen gelatine op het oppervlak wordt verbeterd. Het gerealiseerde concept van het creëren van 4D-geprinte biocompatibele kamstructuren voor macroscopische onderwatergrijping met zachte robots kan niet-invasieve lokale grijping bieden, kleine objecten transporteren en bioactieve stoffen vrijgeven bij zwelling in water. Het resulterende product kan daarom worden gebruikt als een zelfaangedreven biomimetische actuator, een inkapselingssysteem of zachte robotica. 3. **Karakterisering van externe onderdelen voor 3D-geprinte humanoïde robotarm met verschillende patronen en diktes** > Met de ontwikkeling van humanoïde robotica zijn zachtere exterieurs nodig voor betere mens-robotinteractie. Auxetische structuren in metamaterialen zijn een veelbelovende manier om zachte exterieurs te creëren. Deze structuren hebben unieke mechanische eigenschappen. 3D-printen, met name Fused Filament Fabrication (FFF), wordt veel gebruikt om dergelijke structuren te creëren. Thermoplastisch polyurethaan (TPU) wordt veel gebruikt in FFF vanwege de goede elasticiteit. Deze studie is gericht op de ontwikkeling van een zachte buitenbekleding voor de humanoïde robot Alice III met behulp van FFF 3D-printen met een Shore 95A TPU-filament. > > In de studie werd een wit TPU-filament met een 3D-printer gebruikt om 3DP humanoïde robotarmen te produceren. De robotarm werd verdeeld in onderarm- en bovenarmdelen. Verschillende patronen (massief en inspringend) en diktes (1, 2 en 4 mm) werden op de monsters aangebracht. Na het printen werden buig-, trek- en drukproeven uitgevoerd om de mechanische eigenschappen te analyseren. De resultaten bevestigden dat de inspringende structuur gemakkelijk in de richting van de buigcurve te buigen was en minder spanning vereiste. Bij drukproeven bleek de inspringende structuur de belasting te kunnen weerstaan in vergelijking met de massieve structuur. > > Na analyse van alle drie de diktes werd bevestigd dat de inspringende structuur met een dikte van 2 mm uitstekende eigenschappen had op het gebied van buig-, trek- en drukeigenschappen. Daarom is het inspringende patroon met een dikte van 2 mm geschikter voor de productie van een 3D-geprinte humanoïde robotarm. 4. **Deze 3D-geprinte TPU "zachte huid" pads geven robots een goedkope, zeer gevoelige tastzin** > Onderzoekers van de University of Illinois Urbana – Champaign hebben een goedkope manier bedacht om robots een menselijke tastzin te geven: 3D-geprinte zachte huid pads die tevens dienen als mechanische druksensoren. > > Tactiele robotsensoren bevatten meestal zeer gecompliceerde elektronische arrays en zijn vrij duur, maar we hebben aangetoond dat functionele, duurzame alternatieven zeer goedkoop kunnen worden gemaakt. Bovendien, omdat het slechts een kwestie is van het herprogrammeren van een 3D-printer, kan dezelfde techniek eenvoudig worden aangepast aan verschillende robotsystemen. Robothardware kan grote krachten en koppels met zich meebrengen, dus het moet behoorlijk veilig zijn, zowel voor directe interactie met mensen als voor gebruik in menselijke omgevingen. Naar verwachting zal zachte huid hierbij een belangrijke rol spelen, omdat het kan worden gebruikt voor zowel mechanische veiligheidsvoorschriften als tactiele detectie. > > De sensor van het team is gemaakt met pads die zijn geprint van thermoplastisch urethaan (TPU) op een standaard Raise3D E2 3D-printer. De zachte buitenlaag bedekt een holle vullaag en naarmate de buitenlaag wordt samengedrukt, verandert de luchtdruk binnenin mee, waardoor een Honeywell ABP DANT 005-druksensor, aangesloten op een Teensy 4.0-microcontroller, trillingen, aanraking en toenemende druk kan detecteren. Stel je voor dat je robots met een zachte huid wilt gebruiken om te assisteren in een ziekenhuisomgeving. Ze zouden regelmatig moeten worden gedesinfecteerd, of de huid zou regelmatig moeten worden vervangen. Hoe dan ook, de kosten zijn enorm. 3D-printen is echter een zeer schaalbaar proces, waardoor verwisselbare onderdelen goedkoop kunnen worden gemaakt en gemakkelijk op de robotbehuizing kunnen worden geklikt en verwijderd. 5. **Additieve productie van TPU-pneumatische netten als zachte robotactuatoren** > In dit artikel wordt de additieve productie (AM) van thermoplastisch polyurethaan (TPU) onderzocht in de context van de toepassing ervan als zachte robotcomponenten. Vergeleken met andere elastische AM-materialen vertoont TPU superieure mechanische eigenschappen met betrekking tot sterkte en rek. Door middel van selectief lasersinteren worden pneumatische buigactuatoren (pneumatische netten) 3D-geprint als een zachte robotcasestudy en experimenteel geëvalueerd met betrekking tot doorbuiging over interne druk. Lekkage door luchtdichtheid wordt waargenomen als een functie van de minimale wanddikte van de actuatoren. Om het gedrag van zachte robotica te beschrijven, moeten beschrijvingen van hyperelastische materialen worden opgenomen in geometrische deformatiemodellen, die bijvoorbeeld analytisch of numeriek kunnen zijn. In dit artikel worden verschillende modellen bestudeerd om het buiggedrag van een zachte robotactuator te beschrijven. Mechanische materiaaltests worden toegepast om een hyperelastisch materiaalmodel te parametriseren om additief vervaardigd thermoplastisch polyurethaan te beschrijven. Een numerieke simulatie gebaseerd op de eindige-elementenmethode wordt geparametriseerd om de vervorming van de actuator te beschrijven en vergeleken met een recent gepubliceerd analytisch model voor een dergelijke actuator. Beide modelvoorspellingen worden vergeleken met de experimentele resultaten van de zachte robotactuator. Hoewel grotere afwijkingen worden bereikt door het analytische model, voorspelt de numerieke simulatie de buighoek met gemiddelde afwijkingen van 9°, hoewel de berekening van de numerieke simulaties aanzienlijk langer duurt. In een geautomatiseerde productieomgeving kan zachte robotica de transformatie van rigide productiesystemen naar flexibele en slimme productie aanvullen.
Plaatsingstijd: 25-11-2025