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高性能碳纤维机械臂优点剖析

发布时间:2020-05-21 11:51


  江苏博实科技:机器人作为一种是协助或取代人类工作的智能化机器装置,如今的应用面越来越宽,比如医疗手术、采摘水果、巷道掘进、搬运、侦查、排雷、空间机器人、潜海机器人及其他特殊或恶劣环境方面,以代替人类完成一些危险或难以进行的劳作、任务等。碳纤维作为一种轻质高模的材质,应用于机械臂的制作中,优势相对明显。
  轻量化,刚度大
 
  机械臂作为机器人重要的承力结构部件,是机器人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置,目前市场上常规机械臂大多采用铸铝、铸钢、铁球、铝合金等金属材料制造。轻量化是碳纤维复合材料最广为人知的优点,用碳纤维复合材料制作的机械手臂能够有效实现结构的轻量化,在实际操作过程中更加便捷。在减重的同时,碳纤维复合材料的力学性能也十分突出,能够有效满足使用过程中的强度所需。较高的比强度说明在相同强度要求情况下材料截面更小,同时质量更轻。
 
  良好的抗疲性能
 
  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。并且碳纤维机械臂在长时间作业中不会产生锈蚀和表面磨损,所日需要的常维护也比较少。
 
  各向异性,可设计性强
 
  因力学性能明显各向异性,可根据载荷类型、使用要求、成型工艺以及对材料的刚度和方向性等要求,对纤维种类、含量进行修改,对层数、铺层方向以及铺层顺序进行设计,优化结构性能。
 
  热膨胀系数小,尺寸稳定
 
  碳纤维热膨胀系数为负,当基体膨胀系数为正且适当组合时,复合材料热膨胀系数极小,也即意味着温度改变时,制件的热变形和热应力极小。碳纤维在室温下变形极微。根据博实碳纤维提供的测试数据显示,同是100cm长度的铝合金机械臂零件与碳纤维机械臂零件,在室温12℃中放置相同时间,最终铝合金机械臂零件变化0.13mm,但碳纤维机械臂零部件则丝毫没有产生形变,这有利于机械臂保持精密性和准确性。
  以上就是针对于碳纤维机械人手臂优点的介绍,相信通过这些内容介绍之后大家对于这种手臂的特点有了系统的了解,能够让大家在使用的过程中得到更好的高质量享受,也确实可以让产品的优势功能发挥到大化。随着工业化的不断发展,在生产线上机器人将逐渐取代人工,人类只需在控制室中控制好生产机器人,而碳纤维材料的独特优点,可以帮助机器人最大化的发挥自身优势,将来在工业生产中碳纤维机械臂一定可以得到普及。
 
      (本文由江苏博实编辑,如需转载,请先联系作者,谢谢!)

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