工业机器人是面向工业领域多关节或者多自由度的机器装置，是集机械、材料、电子、控制和计算机技术等一系列学科形成的高新技术集合体，已经广泛应用于机械制造，化工生产，道桥施工，矿物开采，国防军工，太空探索等领域。工业机器人代替人类从事繁重单一的工作，在减轻人类劳动强度，提高生产效率和生产力水平等方面意义重大。

　　为了更好的实现工业机器人的作用，减轻机械臂的自重，研究人员开始采用碳纤维复合材料来制作机械臂。碳纤维复合材料减轻了机械手臂重量，减少电机功率，节约能耗，采用碳纤维增强复合材料，能够让碳纤维机械手臂具有强度大，模量高，质地轻，不易变形，设计性和加工性好的特点。

　　江苏博实碳纤维科技有限公司是国内一家专注碳纤维领域的企业，为客户提供定制研发碳纤维机械臂产品，根据博实碳纤维的负责人介绍，从一般的三轴、四轴、直角坐标类机器人到多关节类机器人，从机械连杆、臂管到机械关节，使用碳纤维复合材料制作机器人零部件的比例越大越高，工业机器人对高强度轻质化材料的需求与汽车制造产业同样强烈。

　　对工业机器人来说，提高负载与自重比是新材料所要肩负的主要任务。承载能力、自重、刚性、运动惯性、位置精度等等是工业机器人对材料选择的几个重要指标，这几项要求看起来是相互矛盾的，因为刚性好、载重大往往就意味着结构粗大、导向杆多，这必然会增加手臂的自重。

　　机械臂不仅要承受自身重量，还需要承担抓取工件的最大重量，这就需要机械臂在承受载荷时不能出现应变和断裂的情况。从抗拉强度方面来看，碳纤维复合材料的抗拉强度为2000MPa，铝合金的抗拉强度约为800MPa；在韧性方面，铝合金的韧性比较低缺乏弹性，碳纤维由于具备纺织纤维的柔软可加工性，所以韧性要远远高于铝合金，并且碳纤维材质也更不容易发生断裂。

　　机械手从启动到制动的运动速度对其工作的平稳性有直接影响，手臂的自重越轻，运动的惯性越小，运转起来就越轻快平稳，较终的位置精度也就越高。例如江苏博实研发生产的某款碳纤维机械臂，总长1500mm，宽150mm，壁厚5mm，整只机械臂的总重量只有5kg而已，这种轻量化效果对工业机器人的操作精度具有明显的改善。

　　随着碳纤维的生产和制造技术的不断发展，在国内工业机器人制造中，碳纤维在机械臂上的应用也越来越普及。除了一些在航空领域的大型碳纤维机械臂，生活中的一些中小型机械臂上也开始出现碳纤维材质。