TPU (Poileireatán Teirmeaplastaig)tha feartan air leth aige leithid sùbailteachd, leaghanachd, agus strì an aghaidh caitheamh, ga dhèanamh air a chleachdadh gu farsaing ann am prìomh phàirtean de robotaichean daonna leithid còmhdaichean a-muigh, làmhan robotach, agus mothachairean tactile. Gu h-ìosal tha stuthan Beurla mionaideach air an seòrsachadh bho phàipearan acadaimigeach ùghdarrasach agus aithisgean teicnigeach: 1. **Dealbhadh agus Leasachadh Làmh Robotach Antropomorfach a’ cleachdadhStuth TPU** > **Geàrr-chunntas**: Tha am pàipear a tha air a thaisbeanadh an seo a’ mìneachadh dhòighean air fuasgladh fhaighinn air iom-fhillteachd làmh robotach antropomorfach. Is e robotachd an raon as adhartaiche a-nis agus tha rùn ann a-riamh gnìomhachd agus giùlan coltach ri daoine ath-aithris. Tha làmh antropomorfach mar aon de na dòighean air obrachaidhean coltach ri daoine ath-aithris. Anns a’ phàipear seo, chaidh am beachd a bhith a’ leasachadh làmh antropomorfach le 15 ceum saorsa agus 5 gnìomhaichean a mhìneachadh a bharrachd air dealbhadh meacanaigeach, siostam smachd, co-dhèanamh agus feartan sònraichte na làimhe robotach a dheasbad. Tha coltas antropomorfach air an làimh agus faodaidh i cuideachd gnìomhan coltach ri daoine a choileanadh, mar eisimpleir, riochdachadh greimeachaidh agus gluasadan làimhe. Tha na toraidhean a’ nochdadh gu bheil an làmh air a dealbhadh mar aon phàirt agus nach fheum i seòrsa sam bith de chruinneachadh agus gu bheil i a’ nochdadh comas togail cuideam sàr-mhath, leis gu bheil i air a dèanamh de polyurethane teirmeaplastaig sùbailte.stuth (TPU), agus tha a leaghan cuideachd a’ dèanamh cinnteach gu bheil an làmh sàbhailte airson eadar-obrachadh le daoine cuideachd. Faodar an làmh seo a chleachdadh ann an inneal-fuadain daonnach a bharrachd air làmh phròstanach. Tha an àireamh chuingealaichte de ghnìomhaichean a’ dèanamh an smachd nas sìmplidh agus an làmh nas aotroime. 2. **Atharrachadh Uachdar Polyurethane Thermoplastic airson Greimichear Robotach Bog a Chruthachadh a’ cleachdadh Modh Clò-bhualaidh Ceithir-thaobhach** > Is e aon de na slighean airson saothrachadh cur-ris caisead gnìomh a leasachadh cruthachadh structaran clò-bhuailte ceithir-thaobhach (4D) airson greimeachadh robotach bog, air a choileanadh le bhith a’ cothlamadh clò-bhualadh 3D modaladh tasgadh co-leaghte le gnìomhaichean hydrogel bog. Tha an obair seo a’ moladh dòigh-obrach bun-bheachdail airson greimear robotach bog neo-eisimeileach bho lùth a chruthachadh, anns a bheil fo-strat gleidhidh clò-bhuailte 3D atharraichte air a dhèanamh bho polyurethane thermoplastic (TPU) agus gnìomhaiche stèidhichte air hydrogel gelatin, a’ leigeil le deformachadh hygroscopic prògramaichte gun a bhith a’ cleachdadh togail meacanaigeach iom-fhillte. > > Bheir cleachdadh hydrogel stèidhichte air 20% gelatin gnìomhachd bith-mhìmeasach bog robotach don structar agus tha e an urra ri gnìomhachd meacanaigeach freagairteach brosnachaidh thuigseach an nì clò-bhuailte le bhith a’ freagairt ri pròiseasan at ann an àrainneachdan leaghaidh. Bidh gnìomhachd uachdar cuimsichte polyurethane teirmeaplastaig ann an àrainneachd argon - ocsaidean airson 90 s, aig cumhachd 100 w agus cuideam de 26.7 pa, a’ comasachadh atharrachaidhean anns a’ mhicro-fhaochadh aige, agus mar sin a’ leasachadh greamachadh agus seasmhachd a’ gelatin ata air an uachdar aige. > > Faodaidh a’ bhun-bheachd a chaidh a thoirt gu buil a bhith a’ cruthachadh structaran cìr bith-cho-chòrdail clò-bhuailte 4D airson greimeachadh robotach bog fon uisge macrascopach greimeachadh ionadail neo-ionnsaigheach a thoirt seachad, nithean beaga a ghiùlan, agus stuthan bith-ghnìomhach a leigeil ma sgaoil nuair a bhios iad a’ at ann an uisge. Mar sin, faodar an toradh a thig às a chleachdadh mar actuator bith-mhìmeasach fèin-chumhachdach, siostam capsulation, no robotachd bhog. 3. **Mìneachadh air Pàirtean Taobh a-muigh airson Gàirdean Robot Daonna Clò-bhuailte 3D le Diofar Phàtranan agus Thiughasan** > Le leasachadh robotachd daonna, tha feum air taobh a-muigh nas buige airson eadar-obrachadh daonna-robot nas fheàrr. Tha structaran aucsetach ann an stuthan meata-stuthan nan dòigh gealltanach airson taobh a-muigh bog a chruthachadh. Tha feartan meacanaigeach sònraichte aig na structaran sin. Tha clò-bhualadh 3D, gu sònraichte saothrachadh filament leaghte (FFF), air a chleachdadh gu farsaing gus structaran mar sin a chruthachadh. Tha polyurethane teirmeaplastic (TPU) air a chleachdadh gu cumanta ann an FFF air sgàth cho sùbailteachd ‘s a tha e. Tha an sgrùdadh seo ag amas air còmhdach bog taobh a-muigh a leasachadh airson an inneal-fuadain daonnach Alice III a’ cleachdadh clò-bhualadh 3D FFF le filament TPU Shore 95A. > > Chleachd an sgrùdadh filament TPU geal le clò-bhualadair 3D gus gàirdeanan inneal-fuadain daonnach 3DP a dhèanamh. Chaidh gàirdean an inneal-fuadain a roinn ann am pàirtean ro-làimh agus gàirdean àrd. Chaidh diofar phàtranan (cruaidh agus ath-inntrigidh) agus tiugh (1, 2, agus 4 mm) a chur an sàs anns na sampallan. Às deidh clò-bhualadh, chaidh deuchainnean lùbadh, tensile, agus teannachaidh a dhèanamh gus na feartan meacanaigeach a sgrùdadh. Dhearbh na toraidhean gun robh an structar ath-inntrigidh furasta a lùbadh a dh’ionnsaigh lùb a’ lùbadh agus gun robh feum air nas lugha de chuideam. Ann an deuchainnean teannachaidh, bha an structar ath-inntrigidh comasach air seasamh an aghaidh an luchd an taca ris an structar cruaidh. > > Às dèidh sgrùdadh a dhèanamh air na trì tigheadan, chaidh a dhearbhadh gu robh feartan sàr-mhath aig an structar ath-inntrigidh le tighead 2 mm a thaobh feartan lùbadh, tensile, agus teannachaidh. Mar sin, tha am pàtran ath-inntrigidh le tighead 2 mm nas freagarraiche airson gàirdean robotach daonna clò-bhuailte 3D a dhèanamh. 4. **Bheir na Padaichean “Craiceann Bog” TPU Clò-bhuailte 3D seo Faireachdainn Suathaidh Cosgais Ìseal, Glè Mhothachail do Robotaichean** > Tha luchd-rannsachaidh bho Oilthigh Illinois Urbana - Champaign air dòigh chosgais ìseal a chruthachadh gus faireachdainn suathaidh coltach ri duine a thoirt do robotaichean: padaichean craiceann bog clò-bhuailte 3D a bhios cuideachd ag obair mar mothachairean cuideam meacanaigeach. > > Mar as trice bidh sreathan de electronics gu math toinnte ann am mothachairean robotach suathaidh agus tha iad gu math daor, ach tha sinn air sealltainn gum faodar roghainnean eile obrachail, seasmhach a dhèanamh gu math saor. A bharrachd air an sin, leis nach eil ann ach ceist mu bhith ag ath-phrògramadh clò-bhualadair 3D, faodar an aon dhòigh-obrach a ghnàthachadh gu furasta gu diofar shiostaman robotach. Faodaidh feachdan agus thoraidhean mòra a bhith an sàs ann am bathar-cruaidh robotach, agus mar sin feumar a dhèanamh gu math sàbhailte ma tha e gu bhith an dàrna cuid ag eadar-obrachadh gu dìreach le daoine no ga chleachdadh ann an àrainneachdan daonna. Thathar an dùil gum bi craiceann bog a’ cluich pàirt chudromach san seo leis gum faodar a chleachdadh airson gèilleadh ri sàbhailteachd meacanaigeach agus mothachadh tactile. > > Tha mothachair na sgioba air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh padaichean air an clò-bhualadh bho urethane thermoplastic (TPU) air clò-bhualadair 3D Raise3D E2 deiseil. Tha an còmhdach bog a-muigh a’ còmhdach earrann lìonaidh falamh, agus mar a thèid an còmhdach a-muigh a dhlùthadh bidh cuideam an èadhair a-staigh ag atharrachadh a rèir sin - a’ leigeil le mothachair cuideam Honeywell ABP DANT 005 ceangailte ri microcontroller Teensy 4.0 crith, suathadh agus cuideam a tha a’ sìor fhàs a lorg. Smaoinich gu bheil thu airson robotaichean le craiceann bog a chleachdadh gus cuideachadh ann an suidheachadh ospadail. Dh'fheumadh iad a bhith air an glanadh gu cunbhalach, no dh'fheumadh an craiceann a bhith air a chur nan àite gu cunbhalach. Ge bith dè an dòigh, tha cosgais mhòr ann. Ach, tha clò-bhualadh 3D na phròiseas gu math sgèileil, agus mar sin faodar pàirtean iom-ghluasadach a dhèanamh gu saor agus an snaidheadh gu furasta air agus far bodhaig an robot. 5. **Saothrachadh Leasachail de TPU Pneu – Lìontaichean mar Ghnìomhaichean Robotach Bog** > Anns a’ phàipear seo, thathas a’ sgrùdadh saothrachadh leasachail (AM) polyurethane teirmeaplastaig (TPU) a thaobh a chur an sàs mar phàirtean robotach bog. An coimeas ri stuthan AM elastagach eile, tha TPU a’ nochdadh feartan meacanaigeach nas fheàrr a thaobh neart agus deformachadh. Le bhith a’ sintering laser roghnach, tha gnìomhaichean lùbadh niùmatach (pneu – lìontaichean) air an clò-bhualadh 3D mar sgrùdadh cùise robotach bog agus air am measadh gu deuchainneach a thaobh gluasad thairis air cuideam a-staigh. Thathas a’ faicinn aodion mar thoradh air teannachadh èadhair mar ghnìomh den tighead balla as ìsle de na gnìomhaichean. > > Gus giùlan robotach bog a mhìneachadh, feumar tuairisgeulan stuthan hyperelastic a thoirt a-steach do mhodalan deformachaidh geoimeatrach a dh’ fhaodadh a bhith - mar eisimpleir - anailiseach no àireamhach. Tha am pàipear seo a’ sgrùdadh diofar mhodalan gus giùlan lùbadh gnìomhaiche robotach bog a mhìneachadh. Tha deuchainnean stuthan meacanaigeach air an cur an sàs gus modail stuth hyperelastic a pharaimeadarachadh gus polyurethane teirmeaplastaig air a dhèanamh le cur-ris a mhìneachadh. > > Tha atharrais àireamhach stèidhichte air an dòigh eileamaid chrìochnaichte air a pharaimeadarachadh gus deformachadh an gnìomhaiche a mhìneachadh agus air a choimeas ri modail anailiseach a chaidh fhoillseachadh o chionn ghoirid airson gnìomhaiche mar sin. Tha an dà ro-innse modail air an coimeas ri toraidhean deuchainneach an actuator robotach bog. Ged a tha claonaidhean nas motha air an coileanadh leis a’ mhodail anailiseach, tha an atharrais àireamhach a’ ro-innse ceàrn a’ lùbadh le claonaidhean cuibheasach de 9°, ged a bheir na h-atharrais àireamhach tòrr nas fhaide airson an àireamhachadh. Ann an àrainneachd cinneasachaidh fèin-ghluasadach, faodaidh robotachd bhog cur ri cruth-atharrachadh shiostaman cinneasachaidh teann a dh’ionnsaigh saothrachadh sùbailte agus snasail.
Àm puist: 25 dhen t-Samhain 2025