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Robôs humanoides
são projetados para executar a maioria das ações de maneira semelhante à humana, o que requer uma
alto grau de flexibilidade
. Para atingir tal flexibilidade, é necessário um controle rigoroso sobre o robô
peso
é essencial. O excesso de peso aumenta significativamente a carga de torque sobre os servomotores, o que, por sua vez, afeta a capacidade de resposta do robô, a capacidade de carga útil e a vida útil da bateria.
O design leve ajuda a reduzir o peso de vários componentes, reduzindo assim o torque e a potência exigidos pelo sistema de acionamento. Isso melhora a capacidade de carga do robô.
reduz o consumo de energia e prolonga sua vida útil operacional
. Assim, a redução de peso é fundamental para melhorar o desempenho e permitir a implantação comercial em larga escala. Os principais fabricantes de robótica demonstraram uma tendência clara de redução de peso em suas iterações de produtos.
Por exemplo, o robô humanoide de segunda geração da Tesla,
Optimus Gen 2
—lançado em dezembro de 2023—alcançou um
10 kg
redução de peso em comparação com a primeira geração, resultando em um aumento de 30% na velocidade de caminhada, além de melhorias significativas na estabilidade, agilidade e desempenho geral. Um dos principais fatores por trás dessa redução de peso foi o uso extensivo de PEEK (polieteretercetona) em suas articulações biônicas e componentes de equipamentos leves.
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O que é material PEEK?
A poliéterétercetona (PEEK) é um polímero termoplástico aromático cristalino de alto desempenho que pertence à família das poliariletercetonas (PAEK). É composto por anéis de fenileno conectados por ligações éter e cetona. Reconhecido como
um dos materiais termoplásticos de melhor desempenho do mundo
O PEEK oferece propriedades superiores em comparação aos metais e à maioria dos outros materiais plásticos.
Comparado aos principais plásticos de engenharia e plásticos especiais de alto desempenho, o PEEK oferece
desempenho completo
. Ele não só supera a maioria dos plásticos de engenharia especiais em termos de
rigidez
, mas também mantém excelente
tenacidade
, demonstrando um perfil mecânico abrangente. Além disso, apresenta excelente
resistência a
aquecer
, desgaste e corrosão
.
Comparado aos metais convencionais, o PEEK oferece uma vantagem significativa
maior resistência específica do que aço e ligas de alumínio
Isso permite uma redução substancial no peso do material, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de resistência, tornando-o uma solução ideal para projetos leves. Além disso, o PEEK também supera os metais comuns em termos de
isolamento elétrico e resistência química
.
Em resumo, o excelente desempenho abrangente do PEEK o torna um material promissor com amplas perspectivas de aplicação no design leve de robôs humanoides.
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Aplicações do PEEK em Robôs Humanoides
O PEEK é usado principalmente nos esqueletos dos membros e nos componentes de transmissão articular de robôs humanoides:
Engrenagens/rolamentos articulados e outros componentes de transmissão:
A excelente resistência ao desgaste e as propriedades autolubrificantes do PEEK, com um coeficiente de atrito ultrabaixo (0,1–0,2) e baixo coeficiente de expansão térmica (aproximadamente 30×10⁻⁶/K), o tornam ideal para engrenagens e rolamentos articulados. Seu uso reduz o desgaste dos componentes, o consumo de energia e o ruído. Ao mesmo tempo, o PEEK oferece alta resistência, boa estabilidade dimensional e é mais leve que materiais metálicos, melhorando a relação torque-peso das articulações de robôs humanoides, permitindo movimentos mais eficientes e precisos, além de prolongar a vida útil.
Componentes Estruturais Leves
O PEEK pode ser reforçado com materiais como
fibra de vidro ou fibra de carbono
e usado em
estruturas ou alojamentos robóticos
. Isso permite
redução significativa de peso
enquanto
mantendo alta rigidez
, melhorando assim a eficiência do movimento.
O PEEK é um material ideal para atingir os objetivos de leveza dos robôs humanoides. À medida que a comercialização de robôs humanoides avança, espera-se que o potencial de mercado do PEEK neste setor cresça proporcionalmente.