Úvod do materiálu PEEKRobotické senzory
PEEK (polyetheretherketon) je vysoce výkonný speciální technický plast s vlastnostmi, jako je vysoká teplotní odolnost (dlouhodobá provozní teplota kolem 240 °C), chemická odolnost proti korozi, vysoká pevnost, nízká hmotnost, nízký koeficient tření a vynikající elektrická izolace. Díky těmto výhodám je ideálním materiálem pro klíčové komponenty robotických senzorů a řeší nedostatky tradičních kovových nebo běžných plastových senzorů, pokud jde o přesnost, stabilitu a přizpůsobivost prostředí.
I. Základní typy a charakteristiky aplikací
Materiál PEEK slouží především k výrobě základních strukturálních komponent nebo funkčních substrátů senzorů. Běžné typy použití jsou následující:
1. Šestirozměrné senzory síly/momentu
Aplikační část: Helastické těleso (základní komponenta pro vnímání silového signálu) senzoru.
Základní hodnota: Tradiční elastická tělesa jsou většinou vyrobena ze slitiny hliníku, zatímco PEEK má lepší poměr modulu pružnosti k hustotě – zajišťuje strukturální pevnost a zároveň výrazně snižuje hmotnost elastického tělesa, minimalizuje setrvačné rušení během pohybu robota a zlepšuje přesnost měření síly (až ±0,1 % FS) a rychlost dynamické odezvy (doba odezvy < 1 ms).
Typické scénáře: Sestavení průmyslového robota (například přesné řízení síly utahování šroubů), kolaborativní robotická interakce člověk-stroj (například vnímání kolizní síly), chirurgická silová zpětná vazba lékařského robota (například monitorování síly broušení povrchu kostí u ortopedických robotů).
2. Hmatové/deformační senzory
Aplikační část: Flexibilní substrát nebo nosič elektrod senzoru.
Základní hodnota: PEEK má určitou flexibilitu a odolnost proti únavě, což umožňuje jeho zpracování do tenkých nebo nepravidelných tvarů, vhodných pro zakřivené nebo flexibilní kontaktní scénáře, jako jsou robotické prsty a chapadla; zároveň jeho elektrická izolace může zabránit rušení signálu a zajistit stabilitu hmatových (jako je tlak, rozpoznávání textury) nebo dat o napětí (jako je deformace spoje).
Typické scénáře: Vnímání tlaku v servisních robotech při uchopení křehkých předmětů (jako je sklo, ovoce), monitorování napětí pro uchycení v flexibilní sestavě průmyslového robota.
3. Specializované senzory pro korozivní prostředí
Aplikační část: Pouzdro, ochranná objímka sondy nebo kontaktní součásti senzoru.
Základní hodnota: PEEK má extrémně silnou odolnost vůči kyselinám, zásadám, organickým rozpouštědlům a vysokoteplotní páře (například při čištění CIP v potravinářském průmyslu), což je mnohem lepší než u nerezové oceli nebo běžných plastů, chrání vnitřní součásti senzoru před korozí a prodlužuje jeho životnost.
Typické scénáře: Senzory hladiny/koncentrace kapalin v potravinářských/lékařských robotech (například monitorování hladiny kapaliny v nádržích na omáčky), senzory parametrů prostředí v chemických robotech (například ochrana sond pro detekci korozivních plynů).
II. Hlavní výhody oproti tradičním materiálům
III. 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).
