مقدمه‌ای بر کاربرد زیرچشمی نگاه کردن در اجزای سازه‌ای ربات (محفظه‌ها، چارچوب‌ها)
در طول فرآیند تحقیق و ساخت ربات‌ها، اجزای سازه‌ای به عنوان تکیه‌گاه اصلی عمل می‌کنند و نقش حیاتی در عملکرد، پایداری و گسترش سناریوهای کاربردی ربات‌ها ایفا می‌کنند. مواد زیرچشمی نگاه کردن با ویژگی‌های برجسته خود، مزایای بی‌نظیری را در زمینه محفظه‌ها و چارچوب‌های ربات نشان می‌دهند و به تدریج به نیروی محرکه اصلی برای نوآوری در صنعت تبدیل می‌شوند.
I. تجزیه و تحلیل ویژگی‌های مواد زیرچشمی نگاه کردن
استحکام و سختی بالا: زیرچشمی نگاه کردن دارای خواص مکانیکی عالی است، به طوری که استحکام کششی و مدول خمشی آن با برخی از مواد فلزی قابل مقایسه است و پشتیبانی ساختاری قابل اعتمادی را برای محفظه‌ها و چارچوب‌های ربات فراهم می‌کند، تضمین می‌کند که ربات در شرایط کاری پیچیده، فرم پایداری را حفظ می‌کند، در برابر ضربات و تنش‌های خارجی مقاومت می‌کند و عملکرد ایمن اجزای دقیق داخلی را تضمین می‌کند.
مزیت سبکی: چگالی زیرچشمی نگاه کردن تقریباً 1.3 تا 1.4 گرم بر سانتی‌متر مکعب است که تنها حدود نصف چگالی آلومینیوم (تقریباً 2.7 گرم بر سانتی‌متر مکعب) است. این ویژگی سبکی برای ربات‌ها قابل توجه است و امکان استفاده از زیرچشمی نگاه کردن را برای ساخت محفظه‌ها و چارچوب‌هایی با همان الزامات استحکام فراهم می‌کند و وزن خود ربات را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن ربات‌های انسان‌نما، وزن کاهش‌یافته به بهبود انعطاف‌پذیری حرکتی، سرعت پاسخ و مصرف انرژی آنها کمک می‌کند، عمر باتری آنها را افزایش می‌دهد و آنها را قادر می‌سازد در سناریوهایی که نیاز به استقامت و تحرک بالا دارند، مانند عملیات خدماتی و نجات، عملکرد بهتری داشته باشند.
مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی: در صنایع مختلف، مانند صنایع صنعتی، پزشکی و فرآوری مواد غذایی، ربات‌ها اغلب با مواد شیمیایی مختلفی مواجه می‌شوند. ماده زیرچشمی نگاه کردن مقاومت بالایی در برابر محلول‌های اسیدی و قلیایی، حلال‌های آلی و غیره دارد و به طور موثری از آسیب دیدن محفظه‌ها و چارچوب‌ها در اثر خوردگی شیمیایی جلوگیری می‌کند و عمر مفید ربات را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد و عملکرد پایدار را در محیط‌های شیمیایی خشن تضمین می‌کند. به عنوان مثال، در کارگاه‌های تولید مواد شیمیایی، ربات‌هایی با اجزای ساختاری زیرچشمی نگاه کردن می‌توانند برای مدت طولانی در برابر اثرات خورنده گازها و مایعات مقاومت کنند.
پایداری حرارتی خوب: زیرچشمی نگاه کردن می‌تواند عملکرد پایداری را در محیط‌های با دمای بالا حفظ کند، دمای انتقال شیشه‌ای آن تقریباً ۱۴۳ درجه سانتیگراد و دمای استفاده طولانی مدت آن حدود ۲۴۰ درجه سانتیگراد است و حتی می‌تواند در کوتاه مدت دماهای بالاتر را تحمل کند. این ویژگی ربات‌ها را قادر می‌سازد تا با سناریوهای عملیاتی با دمای بالا، مانند کارگاه‌های جوشکاری خودرو و جابجایی مواد با دمای بالا، سازگار شوند و از تغییر شکل ساختاری ناشی از تغییرات دما جلوگیری کنند و بر دقت و قابلیت اطمینان ربات تأثیر بگذارند.
دوم. مثال‌های کاربردی و مزایای زیرچشمی نگاه کردن در محفظه‌های ربات
محافظت و دوام بیشتر: محیط کار ربات‌های صنعتی اغلب خشن است و با برخورد، اصطکاک، گرد و غبار، روغن و سایر آلاینده‌ها همراه است. استفاده از مواد زیرچشمی نگاه کردن برای ساخت محفظه‌ها، با استحکام و مقاومت بالای آن در برابر سایش، می‌تواند به طور موثری در برابر برخوردهای خارجی و خراش‌ها مقاومت کند، سایش محفظه را کاهش دهد و از چسبیدن و فرسایش گرد و غبار، روغن و سایر مواد جلوگیری کند، از قطعات الکترونیکی داخلی و سازه‌های مکانیکی محافظت کند، احتمال بروز خطا را کاهش دهد و دوام کلی ربات را بهبود بخشد.
افزایش انعطاف‌پذیری طراحی: مواد زیرچشمی نگاه کردن به راحتی پردازش و قالب‌گیری می‌شوند، از طریق قالب‌گیری تزریقی، قالب‌گیری فشاری و غیره، می‌توان آن را به محفظه‌هایی با اشکال پیچیده و متنوع تبدیل کرد. این امر فضای گسترده‌ای را برای طراحی ربات‌ها فراهم می‌کند که نه تنها نیازهای شخصی‌سازی‌شده صنایع مختلف برای ظاهر ربات را برآورده می‌کند، بلکه عملکرد آیرودینامیکی محفظه‌ها را نیز بهینه می‌کند و در عین حال استحکام ساختاری را تضمین می‌کند، مقاومت در برابر باد را کاهش می‌دهد و کارایی ربات را در حین حرکت بهبود می‌بخشد. به عنوان مثال، برخی از ربات‌های خدماتی از محفظه‌های زیرچشمی نگاه کردن ساده استفاده می‌کنند که هم از نظر زیبایی‌شناسی خوشایند هستند و هم می‌توانند صدای عملیاتی را کاهش دهند.
کاهش هزینه: اگرچه هزینه اولیه مواد زیرچشمی نگاه کردن نسبتاً بالاست، اما از دیدگاه استفاده و نگهداری طولانی مدت، عملکرد برجسته آن می‌تواند تعداد تعمیرات و تعویض ربات‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و هزینه کلی استفاده را پایین بیاورد. در همین حال، مواد زیرچشمی نگاه کردن در طول پردازش از نرخ استفاده بالایی برخوردارند و می‌توان از طریق طراحی بهینه، تعداد قطعات و فرآیندهای مونتاژ را کاهش داد و هزینه‌های تولید را بیشتر کاهش داد.
سوم. نتایج کاربرد و ارزش در چارچوب‌های ربات
بهینه‌سازی عملکرد پشتیبانی: به عنوان جزء اصلی برای تحمل بار، چارچوب ربات باید از استحکام و سختی کافی برای پشتیبانی از اجزای مختلف و انتقال قدرت برخوردار باشد. استحکام و سختی بالای ماده زیرچشمی نگاه کردن تضمین می‌کند که چارچوب می‌تواند وزن ربات را به طور پایدار تحمل کند و به طور موثر در برابر پیچ خوردگی و تغییر شکل در حین حرکت مقاومت کند و دقت و پایداری حرکات مفاصل ربات را تضمین کند. به عنوان مثال، با در نظر گرفتن ربات‌های صنعتی چند مفصلی، چارچوب زیرچشمی نگاه کردن می‌تواند ربات را قادر سازد تا در حین کار با سرعت بالا و دقت بالا، کنترل وضعیت خوبی را حفظ کند.
تحقق حرکت سبک و کارآمد: چارچوب سبک زیرچشمی نگاه کردن می‌تواند اینرسی ربات را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و آن را در هنگام شروع، توقف و چرخش چابک‌تر کرده و سرعت پاسخ سریع‌تری داشته باشد. این امر به ویژه برای ربات‌هایی که نیاز به انجام مکرر اقدامات سریع دارند، مانند ربات‌های مرتب‌سازی و ربات‌های حمل و نقل لجستیک، بسیار مهم است که می‌تواند ضمن کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی، راندمان کار را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
سازگاری با ساختارهای پیچیده مفصلی: با توسعه فناوری ربات، ساختارهای مفصلی به طور فزاینده‌ای پیچیده‌تر می‌شوند و الزامات سازگاری بالاتری بر مواد تحمیل می‌شود. عملکرد خوب پردازش مواد زیرچشمی نگاه کردن امکان ساخت اجزای چارچوبی را فراهم می‌کند که کاملاً با ساختارهای مفصلی پیچیده مطابقت دارند و نرمی و انعطاف‌پذیری حرکات مفاصل را تضمین می‌کنند. به عنوان مثال، در چارچوب اندام‌های ربات‌های انسان‌نما، ماده زیرچشمی نگاه کردن را می‌توان مطابق با ویژگی‌های حرکتی مفاصل سفارشی و پردازش کرد و به تقلید طبیعی‌تر و انعطاف‌پذیرتر از حرکات دست یافت.
