Elementos de fixação para robots humanoides e inteligência artificial corpórea

1. Porque os robots humanoides exigem fixações específicas

Um robot humanoide tem 40–60 graus de liberdade e utiliza 1 000–5 000 elementos de fixação:

• Vibração constante: as articulações alternam, pelo que nada pode desapertar;
• Redução de peso: a autonomia da bateria é limitada, cada grama conta;
• Precisão: as folgas das articulações têm de permanecer pequenas e a localização tem de ser repetível;
• Estruturas em liga leve: o alumínio, o magnésio e a fibra de carbono exigem roscas reforçadas.

2. Parafusos de alta resistência anti-desaperto

Onde entram: todo o corpo, articulações dos dedos, atuadores das pontas dos dedos, polias de acionamento por tendão, módulos de sensores e painéis da carcaça.

3. Parafusos de ombro e rótulas

Parafusos de ombro

Componente de base essencial das articulações e das estruturas de movimento dos robots humanoides, que combina fixação, localização e apoio de rotação numa só peça — um dos elementos mecânicos centrais que tornam possível o movimento multi-eixo de alta precisão.

Rótulas

A peça de articulação central entre os atuadores lineares (hastes acionadas por fuso) e as ligações. Proporcionam uma junta complacente que permite um balanço multi-direcional controlado, aspeto central no movimento biomimético dos robots.

Aplicações: articulações do joelho, articulações do tornozelo, mãos dextras e montagem de atuadores.

4. Insertos roscados e anilhas anti-desaperto

Insertos roscados

Nos robots humanoides, reforçam sobretudo as roscas em estruturas leves, resolvendo três problemas:

1. Evitar que a rosca espane;
2. Aumentar a resistência da junta;
3. Prolongar a vida útil.

Aplicações: estrutura do tronco, estrutura dos braços e estrutura portante principal das pernas.

Anilhas anti-desaperto

O aço carbono e o aço inoxidável dominam, com o aço ligado de alta resistência e os compósitos leves a ganhar terreno nas aplicações premium, para responder aos requisitos de vibração de alta frequência, precisão e longa durabilidade. Aplicações: articulações da anca, do joelho e do ombro, estrutura portante do tronco, sensores e módulos de precisão.

5. Lógica de seleção e perguntas frequentes

Três perguntas

1. É uma junta portante? Então um parafuso de ombro e um perno de classe 12.9.
2. O peso é crítico? Então titânio de classe 10.9.
3. A estrutura é de liga leve? Então reforçar a rosca com um inserto.

Perguntas frequentes

P: Quantos parafusos utiliza um robot humanoide? Tipicamente 1 000–5 000, dos quais 5–10 % são parafusos de ombro.

P: Quanto mais leve é um perno de titânio em relação ao aço? O titânio tem uma densidade de 4.5 contra 7.8 do aço, pelo que é cerca de 40 % mais leve.

P: Porque se usam microparafusos nas articulações dos dedos? O espaço num dedo é mínimo, pelo que se usam microparafusos M1.2–M2 com adesivo fixador de roscas pré-aplicado.