機械人腱繩行業交流

2025年02月28日23:54:09 科技 1605

Q&A

Q1: 它的單個機械人的腱繩或超高分子用料,我該如何確定合適的克數或根數?是否與靈活度、驅動個數有關?又該如何衡量?怎樣給出大概範圍來感知用量?

A1: 在確定單個機械人腱繩或超高分子用料的合適克數或根數時,需要綜合多方面因素考量。首先,超高分子量聚乙烯有諸多特性,分子量通常在100萬以上,最大可達1000萬,具有耐磨性非常好(比金屬和普通聚乙烯都好)、抗衝擊性高(低溫下抗衝擊性也較好,在液氮區域即零下200度左右仍保持塑料的塑性)、自潤滑性非常好(摩擦係數低,相當於冰雨和冰之間的摩擦,常用於軸承、滑雪板等)、化學穩定性很高(耐酸鹼、有機溶劑、腐蝕性液體)、生物相容性好(常用於人體骨關節人工材料)以及比重輕(比重為0.93,比水輕,可浮於水面)等特點。

然而,由於機械人產業剛剛興起,產量不大,在腱繩這塊的用量目前大概在800G到一公斤,有擴大到兩公斤的趨勢。例如特斯拉第二代靈巧手,腱繩占成本約3000元人民幣一雙手,雖然看起來較多,但相較於整個機械人造價佔比很小。這部分腱繩具有輕、細、強度高的特點。從用量發展來看,纖維用量相比最早可能增加20 - 30倍。

關於是否與靈活度、驅動個數有關,目前還難以確切判斷,因為機械人應用尚未完全廣泛,很多材料還有待考察。不過,在考慮用量時,可以從機械人的功能需求、結構設計以及成本等方面綜合衡量,同時參考類似機械人產品的腱繩用量情況,以此給出大概的用量感知範圍。

Q2: 為什麼會提到超高分子量聚乙烯在生物相容性方面的應用?

A2: 提到超高分子量聚乙烯在生物相容性方面的應用,是因為這是超高分子量聚乙烯的一個重要特性。在介紹超高分子量聚乙烯的特性時,全面闡述其各個特性有助於更深入理解這種材料的性質和應用潛力。其生物相容性使得它在人體骨關節人工材料方面有廣泛應用,這一特性與其他特性(如耐磨性、抗衝擊性、自潤滑性、化學穩定性、比重輕等)共同構成了超高分子量聚乙烯在多種領域應用的基礎,包括在機械人腱繩方面的潛在應用等。

Q3: 什麼是比強度?

A3: 比強度是指材料的強度除以密度。例如,在特種纖維中,超高分子量聚乙烯纖維的比強度較大。像鋼的比強度相對較小,碳纖維比重較大,芳綸也有其自身特性。超高分子量聚乙烯纖維的這一特性(比強度大)使其能夠應用在很多領域,這也是它在機械人腱繩等應用場景中具有優勢的一個重要因素。

Q4: 您之前提到特斯拉雙手腱繩價值約3000元人民幣,是這樣嗎?

A4: 是的,之前提到特斯拉雙手腱繩價值約為3000元人民幣。按照800克或者一公斤這樣的用量來看,這種材料的價格相對較貴。目前主要使用的是國外的材料,如荷蘭農業(全世界第一家開始做超高纖維的)和美國的豪金維爾的纖維。在中國,應用還處於研究開發以及小試階段,只有南山之上有市場供應,但由於商業機密,其供應量未知。

Q5: 南山之上已在市場供應,由於商業機密其供應量未知,我因公司為其合作廠家提供原料生產的催化劑而熟悉它,那它做防彈的高強度是否能滿足機械人尤其是人形機械人的需求?中國為何不能完全應用?

A5: 南山之上做防彈的強度能達到4.0甚至4.5,從強度方面來看,滿足機械人尤其是人形機械人的需求是絕對沒有問題的。

中國不能完全應用的原因主要有以下幾點:首先,中國的機械人產業剛剛起步,還未大規模發展。其次,從成本考慮,超高分子纖維價格較高,之前認為纖維大概一噸30萬左右,但實際可能要百萬左右,而常用的民用纖維價格便宜的約6萬 - 12、13萬左右每噸,國內做防彈的纖維如果用於國內約18 - 20萬,出口到俄羅斯約三十幾萬以上。對於機械人用量少的情況,如果價格過低則沒有商業意義,例如南山之上年產量3600噸,但機械人廠可能僅用幾十公斤,所以價格需要賣得高些才有商業價值。另外,從機械人製造商角度來看,目前10萬左右的機械人,3000元的腱繩成本相對來說不算高,他們更多考慮的是性能方面的要求而非成本。

Q6: 能否認為南山之上在國產廠商中顯著領先?還有哪些國產廠商做得不錯?

A6: 在國產廠商中,南山之上有其獨特之處。它雖然成立較晚(21年建成),但在高端纖維領域產量較大,且基本不做民用產品。在機械人應用方面,目前已知南昌製造在使用南山之上的產品,雖然用量不大(估計100 - 200公斤),但目前是唯一在機械人方面有應用的國內廠商。

其他做得不錯的國產廠商有老牌的北京的同一中、江蘇的999、寧波大成、湖南的中泰,它們在纖維製造方面,造出的絲的纖維質量性能在國內拔尖。不過同一中目前還處於實驗小試過程,尚未真正應用於機械人產品。

Q7: 除了腱繩以外,還有哪些超高材料?

A7: 除了腱繩,在機械人的滑動部件如軸承、襯套、耐磨墊片等方面也會用到超高材料。這些部件原本一般使用金屬(如鐵、鋁等),但使用超高材料就不需要加潤滑油,其自潤滑性可滿足需求。目前這部分的應用場景還在不斷拓寬,隨着對超高材料物理性能(如超高分子量聚乙烯的耐磨性、抗衝擊性、自潤滑性、化學穩定性、生物相容性、比重輕等特性)優勢的進一步認識,其用量有望進一步放大。

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