ह्यूमनॉइड रोबोट के मुख्य घटक: टाइटेनियम मिश्र धातु के साथ सामग्री का चयन

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के विभिन्न ग्रेड प्रदर्शन, मशीनेबिलिटी और अनुप्रयोग परिदृश्यों में भिन्न होते हैं, और ह्यूमनॉइड रोबोट के मुख्य घटकों की आवश्यकताओं को सटीक रूप से पूरा कर सकते हैं, जो उनके हल्के डिजाइन, उच्च विश्वसनीयता और बड़े पैमाने पर बड़े पैमाने पर उत्पादन की कुंजी के रूप में कार्य करते हैं। ह्यूमनॉइड रोबोट के मुख्य घटकों की सामग्री की आवश्यकताएं काफी भिन्न होती हैं, और शुद्ध टाइटेनियम के साथ-साथ -प्रकार, -प्रकार और + -प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातु विभिन्न घटकों के साथ स्पष्ट संगतता दिखाते हैं।

मैं. + टाइटेनियम मिश्रधातु

+ टाइटेनियम मिश्र धातु ताकत, प्लास्टिसिटी और उच्च तापमान प्रदर्शन को जोड़ती है, और उनके गुणों को गर्मी उपचार द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। वे ह्यूमनॉइड रोबोट के मुख्य घटकों में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रकार हैं, जिन्हें जीआर5 और इसके व्युत्पन्न ग्रेड द्वारा दर्शाया गया है।

Gr5 (Ti6Al4V)इसमें संतुलित प्रदर्शन और लागत के साथ 900-1100MPa की तन्य शक्ति है, और इसका उपयोग आमतौर पर भारी -ड्यूटी संयुक्त घटकों और भार वहन करने वाले कंकालों में किया जाता है। बोस्टन डायनेमिक्स के एटलस वी11 ने स्पाइनल सपोर्ट फ्रेम के निर्माण के लिए इस मिश्र धातु को अपनाया है, जो रोबोट बॉडी की स्थिरता में काफी सुधार करता है।

Gr5 ELI में बेहतर प्लास्टिसिटी और बायोकम्पैटिबिलिटी है, जो इसे मानव रोबोट इंटरैक्शन घटकों के लिए उपयुक्त बनाती है। यूबीटेक के वॉकर एक्स के कुशल हाथ जोड़ इस ग्रेड का उपयोग करते हैं और 2 मिलियन चक्र परीक्षण पास कर चुके हैं।

Ti6Al2Sn4Zr2Mo बेहतर उच्च तापमान प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, और संयुक्त मॉड्यूल हाउसिंग जैसे गर्मी उत्पन्न करने वाले घटकों पर लागू होता है, इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण भागों के लिए सुरक्षा प्रदान करता है।

द्वितीय. टाइटेनियम मिश्र
टाइटेनियम मिश्र धातुएं मुख्य रूप से एमओ, एनबी, टा और वी जैसे स्थिर तत्वों से बनी होती हैं, जिनकी अतिरिक्त मात्रा 10% से अधिक या उसके बराबर होती है। ताप उपचार के बाद, उनकी तन्य शक्ति 1100 एमपीए से अधिक या उसके बराबर तक पहुंच जाती है। उनके पास उत्कृष्ट शीत कार्यशीलता और जैव-अनुकूलता है, और वे गैर-विषाक्त हैं, जो उन्हें ह्यूमनॉइड रोबोट के उच्च लोड और उच्च परिशुद्धता वाले मुख्य घटकों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।

Ti13Nb13Zr वैनेडियम और एल्यूमीनियम से मुक्त है और इसमें अच्छी जैव अनुकूलता है। यह नर्सिंग और पुनर्वास रोबोट के मानव मशीन संपर्क घटकों के लिए उपयुक्त है, जो तनाव से बचाव को कम कर सकता है और उपयोग की सुरक्षा और आराम में सुधार कर सकता है।

Ti29Nb13Ta4.6Zr (TNZT) में उत्कृष्ट ताकत और संक्षारण प्रतिरोध के साथ मानव हड्डियों के करीब एक लोचदार मापांक है। इसका उपयोग ज्यादातर बायोनिक जोड़ों में किया जाता है और यह चिकित्सा सहायक रोबोटों के लिए उपयुक्त होने के कारण तनाव एकाग्रता को कम कर सकता है।

Ti15Mo में मजबूत संक्षारण प्रतिरोध है, और यह बाहरी और रासायनिक उद्योगों जैसे जटिल वातावरण में काम करने वाले रोबोटों के संयुक्त बीयरिंग और एक्चुएटर्स पर लागू होता है, जो संक्षारण को रोक सकता है और स्थिर संचालन सुनिश्चित कर सकता है।

तृतीय. टाइटेनियम मिश्र
टाइटेनियम मिश्र धातुएँ मुख्य रूप से कमरे के तापमान पर एकल - चरण संरचना के साथ, Al, Sn और Zr जैसे स्थिर तत्वों से बनी होती हैं। उनमें अच्छी वेल्डेबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध है, और उनकी ताकत शुद्ध टाइटेनियम की तुलना में अधिक है, अधिकतम उच्च तापमान सेवा तापमान 500 डिग्री है। वे ह्यूमनॉइड रोबोट के कम लोड और उच्च सटीकता वाले घटकों के लिए उपयुक्त हैं, विशेष रूप से सटीक सेंसिंग असेंबली के लिए।

ग्रेड 9 (Ti-3Al-2.5V) में संतुलित ताकत और प्लास्टिसिटी के साथ-साथ उत्कृष्ट मशीनेबिलिटी है, और इसे अच्छे विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण प्रदर्शन के साथ 0.1 मिमी से कम की मोटाई के साथ पतली दीवार वाले हिस्सों में बनाया जा सकता है। इसका उपयोग आमतौर पर सेंसर हाउसिंग और वायर प्रोटेक्टिव स्लीव्स में किया जाता है। जर्मनी का फेस्टो इस सामग्री का उपयोग स्पर्श सेंसर को पैकेज करने के लिए करता है, जिससे मोटाई 30% कम हो जाती है और 5μm का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त होता है, जो बायोनिक हाथों की सेंसिंग सटीकता में काफी सुधार करता है।

ग्रेड 23 (Ti-6Al-4V ELI) में अंतरालीय तत्वों को कम करके बेहतर प्लास्टिसिटी और बायोकम्पैटिबिलिटी है, जो इसे लचीले सेंसिंग घटकों के लिए उपयुक्त बनाती है। शेनयांग इंस्टीट्यूट ऑफ ऑटोमेशन, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज, इसे Xiaomi के साइबरवन की उंगलियों पर लागू लचीले दबाव सेंसर बनाने के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करता है, जो सटीक बल नियंत्रण और नाजुक इंटरैक्टिव आंदोलनों को सक्षम करता है।
चतुर्थ. व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम

व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम में उत्कृष्ट प्लास्टिसिटी और संक्षारण प्रतिरोध और मध्यम ताकत के साथ कोई अतिरिक्त मिश्र धातु तत्व नहीं होते हैं। यह कम शक्ति आवश्यकताओं लेकिन उच्च संक्षारण प्रतिरोध आवश्यकताओं वाले सहायक घटकों के लिए उपयुक्त है, जो रोबोट की मुख्य संरचना के लिए बुनियादी समर्थन प्रदान करता है।

ग्रेड 2 ने नियंत्रणीय प्रसंस्करण और लागत के साथ व्यापक प्रदर्शन को संतुलित किया है। इसका उपयोग ज्यादातर संयुक्त सीलिंग रिंग और कनेक्टिंग बोल्ट जैसे घटकों को जोड़ने और सील करने के लिए किया जाता है, और इसे हल्के डिजाइन और जंग-रोधी सुरक्षा प्राप्त करने के लिए नियंत्रक आवासों पर भी लगाया जा सकता है।

ग्रेड 1 में अच्छी प्लास्टिसिटी है लेकिन कम ताकत है, और पतली दीवार वाले सुरक्षात्मक भागों जैसे लचीले सेंसर शीथ और तार सुरक्षात्मक आस्तीन के लिए उपयुक्त है। यह संक्षारण प्रतिरोधी है, आसानी से क्षतिग्रस्त नहीं होता है और इसकी सेवा का जीवन लंबा है।

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