Typické oblasti použití Průmyslové roboty: Řízení montážní síly, zpětná vazba brusné síly, monitorování uchopovacího tlaku; Lékařští roboti: Vnímání síly chirurgických nástrojů (například silová zpětná vazba při laparoskopických operacích), monitorování napětí kloubů rehabilitačních robotů; Speciální roboti: Korozivzdorné senzory prostředí v potravinářském/chemickém průmyslu, senzory teploty/síly ve vysokoteplotních podmínkách (například svařování v automobilovém průmyslu).
Výsledky a hodnota aplikace v robotických frameworkech Optimalizace výkonu podepření: Jakožto klíčová součást pro uložení musí mít kostra robota dostatečnou pevnost a tuhost, aby podepřela různé komponenty a přenášela sílu. Vysoká pevnost a tuhost materiálu PEEK zajišťuje, že kostra stabilně unese váhu robota a účinně odolá kroucení a deformaci během pohybu, což zaručuje přesnost a stabilitu kloubových pohybů robota. Například u vícekloubových průmyslových robotů může konstrukce z PEEK umožnit robotu udržovat dobrou kontrolu nad polohou během vysokorychlostního a vysoce přesného provozu. Realizace lehkého a efektivního pohybu: Lehká konstrukce z PEEK může výrazně snížit setrvačnost robota, díky čemuž je hbitější při spouštění, zastavování a otáčení a má rychlejší reakční rychlost. To je obzvláště důležité pro roboty, kteří potřebují často provádět rychlé akce, jako jsou třídicí roboti a logistické manipulační roboty, což může výrazně zvýšit efektivitu práce a zároveň snížit spotřebu energie a provozní náklady. Adaptace na složité kloubní struktury: S rozvojem robotické technologie se kloubní struktury stávají stále složitějšími a na materiály jsou kladeny vyšší požadavky na přizpůsobivost. Dobrý zpracovatelský výkon materiálu PEEK umožňuje výrobu konstrukčních komponent, které dokonale odpovídají složitým kloubním strukturám a zajišťují plynulost a flexibilitu pohybů kloubů. Například v případě konstrukce končetin humanoidních robotů lze materiál PEEK přizpůsobit a zpracovat podle pohybových charakteristik kloubů, čímž se dosáhne přirozenější a pružnější imitace pohybů.
Planetový reduktor PEEK je vyroben z kompozitního materiálu PEEK a vyznačuje se třemi významnými výhodami: ① Ultralehký, s hustotou 1,3 - 1,5 g/cm³, což je o 40 % - 60 % lehčí než ocelové reduktory; ② Vysoká přesnost a účinnost, s přesností převodu dosahující třídy ISO 1328 - 16 a účinností převodovky > 97 %; ③ Vysoká přizpůsobivost prostředí a nízké nároky na údržbu, stabilní provoz při teplotách -50 ℃ až 200 ℃, samomazání pro snížení spotřeby paliva, vhodný pro různé náročné situace.
Cykloidní reduktor PEEK je cykloidní redukční zařízení s ozubeným kolem, jehož hlavní převodovou součástí je kompozitní materiál PEEK. Spojuje vysokou únosnost cykloidního převodu s nízkou hmotností materiálu PEEK. Následují podrobnosti o konstrukčním principu, materiálových výhodách, výkonnostních parametrech a scénářích použití: 1. Strukturální princip Cykloidní reduktor z PEEK využívá jednostupňovou cykloidální převodovou strukturu s větrníkem: skládá se z excentrického vstupního hřídele, dvou cykloidních kol z PEEK s fázovým posunem 180°, ocelové skříně ozubeného kola a výstupního mechanismu. Když se vstupní hřídel otáčí, excentrické pouzdro pohání cykloidní kolo a vykonává planetární pohyb. Profil zubů cykloidního kola zapadá do zubů čepu na skříni ozubeného kola a přenáší pohyb a výkon přes výstupní hřídel. Hlavní inovací spočívá v použití vstřikovaného materiálu PEEK vyztuženého 40 % uhlíkovými vlákny pro cykloidní kolo a kompozitní struktury PEEK-kov pro čep ozubeného kola, čímž se dosahuje nízké hmotnosti a samomaznosti převodových součástí. 2. Materiální výhody Lehká konstrukce: Hustota cykloidního reduktoru PEEK je pouze 1,45 g/cm³, což snižuje hmotnost o 50–60 % ve srovnání s ocelovými cykloidními koly a celkovou hmotnost o více než 35 %, což je obzvláště vhodné pro robotické spoje s citlivými požadavky na zatížení; Houževnatost: Povrchová tvrdost materiálu PEEK dosahuje tvrdosti dle Rockwella R120 a v kombinaci s výztuhou z uhlíkových vláken je míra opotřebení povrchu zubů pouze 1/5 opotřebení oceli. Materiál si stále udržuje dlouhodobý provoz bez mazání za podmínek vysokých teplot. Teplotní přizpůsobivost: Cykloidní reduktor PEEK může stabilně pracovat v širokém teplotním rozsahu od -50 ℃ do 200 ℃ s teplotou tepelné deformace až 343 ℃, což splňuje požadavky vysokoteplotního průmyslového prostředí.
Robotický reduktor PEEK RV je vysoce přesné redukční zařízení, které nanáší kompozitní materiály PEEK (polyetheréterketon) na převodovou strukturu RV (rotační vektor), čímž spojuje vysokou tuhost reduktorů RV s nízkou hmotností materiálů PEEK. Následuje úvod z hlediska strukturální inovace, materiálových vlastností, výkonnostních ukazatelů a aplikačních scénářů: I. Strukturální inovace Používá dvoustupňovou redukční strukturu: první stupeň je planetová redukce (centrální kolo + 3 planetová kola) a druhý stupeň je cykloidní redukce s ozubeným kolem (2 cykloidní kola s fázovým posunem 180°). V hlavních převodových komponentách jsou cykloidní kola vyrobena z 30% uhlíkových vláken vyztuženého PEEK vstřikováním, zuby čepů jsou z kompozitních struktur PEEK-kov (odolná vrstva PEEK na vnější straně + ocelové jádro hřídele) a excentrické ložisko hřídele integruje samomazná pouzdra PEEK, což umožňuje dlouhodobý provoz bez oleje. Celková struktura je optimalizována metodou konečných prvků, čímž se počet dílů snižuje o 25 % ve srovnání s tradičními ocelovými reduktory RV.
Průlom v lehkosti: Hustota flexibilního ozubeného kola z PEEK je pouze 1,5 g/cm³, což snižuje hmotnost o 60 % ve srovnání s ocelovým flexibilním ozubeným kolem a moment setrvačnosti o 45 %, což výrazně zvyšuje dynamickou rychlost odezvy robotických kloubů. Odolnost proti únavě: Díky optimalizaci orientace vláken dosahuje životnost ohebného ozubeného kola z PEEK v ohybu 10⁸ cyklů (při jmenovitém zatížení), což se blíží 85 % úrovně oceli. Optimalizace tření: Součinitel tření povrchu zubu z PEEK je pouhých 0,05 (podmínky suchého tření) a v kombinaci s povlakem PTFE na pevném povrchu zubu ozubeného kola umožňuje tichý provoz bez oleje (hluk ≤ 55 dB).
