robots humanoides están diseñados para realizar la mayoría de las acciones de manera similar a la humana, lo que requiere una alto grado de flexibilidad Para lograr tal flexibilidad, se requiere un control estricto sobre el robot. peso Es esencial. El peso excesivo aumenta significativamente la carga de par en los servomotores, lo que a su vez afecta la capacidad de respuesta del robot, su capacidad de carga útil y la duración de la batería.

El diseño ligero ayuda a reducir el peso de varios componentes, lo que reduce el par y la potencia requeridos por el sistema de accionamiento. Esto mejora la capacidad de carga del robot. Reduce el consumo de energía y prolonga su vida útil operativa. Por lo tanto, la reducción de peso es fundamental para mejorar el rendimiento y permitir su implementación comercial a gran escala. Los principales fabricantes de robótica han demostrado una clara tendencia hacia la reducción de peso en las iteraciones de sus productos.

Por ejemplo, el robot humanoide de segunda generación de Tesla, Optimus Gen 2 —lanzado en diciembre de 2023—logró un 10 kilos Reducción de peso en comparación con la primera generación, lo que se traduce en un aumento del 30 % en la velocidad al caminar, junto con mejoras significativas en la estabilidad, la agilidad y el rendimiento general. Uno de los factores clave de esta reducción de peso fue el uso extensivo de PEEK (polieteretercetona) en sus articulaciones biónicas y componentes ligeros de equipo.

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¿Qué es el material PEEK?
La polieteretercetona (PEEK) es un polímero termoplástico aromático cristalino de alto rendimiento que pertenece a la familia de las poliariletercetonas (PAEK). Está compuesta por anillos de fenileno conectados por enlaces éter y cetona. Reconocido como Uno de los materiales termoplásticos de mayor rendimiento del mundo. El PEEK ofrece propiedades superiores en comparación con los metales y la mayoría de los demás materiales plásticos.

En comparación con los principales plásticos de ingeniería y los plásticos especiales de alto rendimiento, el PEEK ofrece rendimiento integral No solo supera a la mayoría de los plásticos de ingeniería especializados en términos de rigidez , pero también mantiene una excelente tenacidad , que demuestra un perfil mecánico completo. Además, exhibe características excepcionales. resistencia a calor , desgaste y corrosión .

En comparación con los metales convencionales, el PEEK ofrece una Mayor resistencia específica que el acero y las aleaciones de aluminio Esto permite una reducción sustancial del peso del material, a la vez que cumple con los requisitos de resistencia, lo que lo convierte en una solución ideal para diseños ligeros. Además, el PEEK también supera a los metales comunes en términos de... aislamiento eléctrico y resistencia química .

En resumen, el excelente rendimiento integral del PEEK lo convierte en un material prometedor con amplias perspectivas de aplicación en el diseño liviano de robots humanoides.

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Aplicaciones de PEEK en robots humanoides

El PEEK se utiliza principalmente en los esqueletos de las extremidades y en los componentes de transmisión de las articulaciones de los robots humanoides:

Engranajes/cojinetes conjuntos y otros componentes de transmisión:
La excelente resistencia al desgaste y las propiedades autolubricantes del PEEK, con un coeficiente de fricción ultrabajo (0,1-0,2) y un bajo coeficiente de expansión térmica (aproximadamente 30×10⁻⁶/K), lo hacen ideal para engranajes y rodamientos de articulaciones. Su uso reduce el desgaste de los componentes, el consumo de energía y el ruido. Al mismo tiempo, el PEEK ofrece alta resistencia, buena estabilidad dimensional y es más ligero que los materiales metálicos, lo que mejora la relación par-peso de las articulaciones de robots humanoides, permitiendo movimientos más eficientes y precisos, a la vez que prolonga su vida útil.

Componentes estructurales ligeros
El PEEK se puede reforzar con materiales como fibra de vidrio o fibra de carbono y utilizado en marcos o carcasas robóticos Esto permite reducción de peso significativa mientras manteniendo una alta rigidez , mejorando así la eficiencia del movimiento.

El PEEK es un material ideal para lograr el peso ligero de los robots humanoides. A medida que avanza la comercialización de robots humanoides, se prevé que el potencial de mercado del PEEK en este sector crezca consecuentemente.