인간형 로봇 대부분의 작업을 인간과 유사한 방식으로 수행하도록 설계되었으며 이를 위해서는 높은 수준의 유연성 이러한 유연성을 달성하기 위해 로봇의 엄격한 제어가 필요합니다. 무게 필수적입니다. 과도한 무게는 서보 모터의 토크 부하를 크게 증가시켜 로봇의 반응성, 탑재량, 배터리 수명에 영향을 미칩니다.

경량 설계는 다양한 구성 요소의 무게를 줄여 구동 시스템에 필요한 토크와 전력을 낮추는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 로봇의 하중 지지 능력이 향상됩니다. 에너지 소비를 줄이고 작동 수명을 연장합니다. 따라서 경량화는 성능 향상과 대규모 상업적 배포를 위해 매우 중요합니다. 선도적인 로봇 제조업체들은 모두 제품 개발 과정에서 경량화를 향한 명확한 추세를 보였습니다.

예를 들어 테슬라의 2세대 휴머노이드 로봇은 옵티머스 2세대 —2023년 12월에 출시됨—달성됨 10kg 1세대 대비 무게가 감소하여 보행 속도가 30% 향상되었고, 안정성, 민첩성, 그리고 전반적인 성능도 크게 향상되었습니다. 이러한 무게 감소의 핵심 요인 중 하나는 생체공학 관절과 경량 기어 부품에 PEEK(폴리에테르에테르케톤)를 광범위하게 사용한 것입니다.

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PEEK 소재란 무엇인가요?
폴리에테르에테르케톤(PEEK)은 폴리아릴에테르케톤(PAEK) 계열에 속하는 고성능 결정성 방향족 열가소성 폴리머입니다. 에테르와 케톤 결합으로 연결된 페닐렌 고리로 구성되어 있습니다. 세계에서 가장 성능이 뛰어난 열가소성 소재 중 하나 PEEK는 금속이나 대부분의 다른 플라스틱 소재에 비해 뛰어난 특성을 제공합니다.

PEEK는 주요 엔지니어링 플라스틱 및 고성능 특수 플라스틱과 비교하여 다방면의 성능 . 그것은 대부분의 특수 엔지니어링 플라스틱보다 다음과 같은 면에서 뛰어납니다. 엄격 , 그러나 또한 우수성을 유지합니다 강인함 포괄적인 기계적 특성을 보여줍니다. 또한, 뛰어난 저항 열 , 마모 및 부식 .

PEEK는 기존 금속에 비해 상당히 강철 및 알루미늄 합금보다 더 높은 비강도 이를 통해 강도 요건을 충족하면서도 재료 무게를 크게 줄일 수 있어 경량 설계에 이상적인 솔루션입니다. 또한 PEEK는 일반 금속보다 전기 절연성 및 내화학성 .

요약하자면, PEEK의 탁월한 종합적 성능은 인간형 로봇의 경량 설계에 폭넓은 적용 가능성을 가진 유망한 소재입니다.

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인간형 로봇에 PEEK 적용

PEEK는 주로 인간형 로봇의 사지 골격과 관절 전달 부품에 사용됩니다.

조인트 기어/베어링 및 기타 변속 장치 구성 요소:
PEEK는 탁월한 내마모성과 자가 윤활성을 갖추고 있으며, 마찰 계수가 매우 낮고(0.1~0.2) 열팽창 계수도 약 30×10⁻⁶/K로 낮아 관절 기어 및 베어링에 이상적입니다. PEEK를 사용하면 부품 마모가 감소하고 에너지 소비와 소음이 줄어듭니다. 또한, PEEK는 고강도, 우수한 치수 안정성을 제공하며 금속 소재보다 가벼워 휴머노이드 로봇 관절의 토크 대 중량비를 향상시켜 더욱 효율적이고 정밀한 동작을 가능하게 하고 수명을 연장합니다.

경량 구조 구성 요소
PEEK는 다음과 같은 재료로 강화될 수 있습니다. 유리 섬유 또는 탄소 섬유 그리고 사용됨 로봇 프레임 또는 하우징 . 이를 통해 상당한 체중 감소 ~하는 동안 높은 강성 유지 이로써 동작 효율성이 향상됩니다.

PEEK는 휴머노이드 로봇의 경량화 목표를 달성하는 데 이상적인 소재입니다. 휴머노이드 로봇의 상용화가 지속적으로 진전됨에 따라, 이 분야에서 PEEK의 시장 잠재력 또한 그에 따라 증가할 것으로 예상됩니다.