《15歲,成為國寶級天才科學家》第416章 他手裡就有一把現成的鑰匙(1)

作者:制式希余·1小時前

晚飯後,肖宿回到自己的書房,關上了門。

窗外的天色已經暗下來了,透過百葉簾的縫隙,能看到對面那棟樓燈火通明。

肖宿靠在椅背上,手指無意識地轉著筆。

前兩天在航天科工的那個計算模型又給他帶來了一些別樣的想法。

他抬手,在紙上寫下來材料兩個字。

材料。

肖宿斂眉,視線直直的看著這兩個字。

關於材料,肖宿其實一直不是很在意,但是這次製造隱身衣的嘗試,也給他提了個醒。

無論他現在的理論框架做的多完善,構思多麼精巧,一旦受限於現實材料的效能短板,所有的設計都是很難落地的,也很難達到預期的技術目標。

就拿恆科為極晝一號機器人配備的機械臂來說,整套鈦合金骨架搭配諧波減速器的方案,經過數十年工業機器人領域的實戰打磨,成熟度、穩定性都毋庸置疑,適配常規的工業作業當然是完全足夠的。

但是這套經典方案的短板也是十分突出的。

它的鈦合金彈性模量偏高,末端執行器想要做到亞毫米級別的力控精度,傳動鏈上的每一段剛性構件都會引入彈性變形誤差,而且這個誤差在傳動鏈上是逐級累積的,越到末端越明顯。

除此之外,諧波減速器本身還有一到兩弧分的回差,在常規抓取動作裡這個回差當然不礙事,但是如果想讓機器人完成穿針引線、或者在不規則地形上穩定行走這種精細的動作,這點微小的回差就會被無限放大,最終成為一個繞不過去的麻煩。

他很久之前就注意到了這個問題,當初也想過用形狀記憶合金或者壓電陶瓷做直驅執行器,把減速器這一級直接砍掉。

但是形狀記憶合金的響應頻寬是有上限的,在溫度迴圈下還會出現相變滯後,控制精度很難穩定。

而壓電陶瓷的行程又太短,做大行程驅動得靠堆疊或放大機構,而堆疊和放大機構本身又會引入新的間隙。

這兩種材料的缺陷,根本沒辦法適配高精度、高穩定性的精密機器人作業需求。

不過現在,面對這個問題,肖宿有了新的想法。

如果沒有合適的材料,那就造一個合適的不就好了嗎?

如果有一種材料,既能像鈦合金一樣強度高、密度低,又能像壓電陶瓷一樣對電訊號做出毫秒級的精確響應,同時還能在奈米尺度上保持足夠低的蠕變和疲勞損傷累積,那機器人的關節不就不用再在精度和力量之間做取捨了嗎?

然後他轉念一想,光是關節還不夠。

極晝一號的骨架、外殼、散熱結構、電池倉的減重,每一個環節都對材料的比強度、導熱性、電磁遮蔽性有不同的要求。

既然要做,為什麼不把所有的材料全部優化了呢?

如果重新設計一個工具,能把這所有的需求統一到一個可定製的金屬材料體系裡,按需調配成分和工藝,那整個機器人硬體設計的不就更方便了嗎?

他左手托腮,右手無意識的用筆尖在座標紙上點了一下,留下一個很小的墨點。

不只是機器人。

隱身衣的超表面天線陣列,壓印模板用的是鎳基模具,硬度夠了但是耐磨性不行,壓了幾百次之後模板的鋸齒形拐角處就會出現微米級的磨損,模板就得重做。

如果能有一種兼具超高硬度和自潤滑特性的新型金屬來做模具,那模板壽命就能提升好幾個數量級了,批次生產效率也會直接起飛。

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