上海泰晟碳纖維機(jī)械臂的四大“亮點(diǎn)”

機(jī)械臂是機(jī)器人執(zhí)行操作任務(wù)的主要部件之一。其主要功能是在與環(huán)境交互的過程中，準(zhǔn)確接收指令，準(zhǔn)確找到三維(或二維)空間中的某一點(diǎn)，進(jìn)行規(guī)范操作。機(jī)械臂作為機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣闊的自動化機(jī)械設(shè)備之一，在工業(yè)制造、醫(yī)學(xué)、民用、交通物流、空間探索等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。越來越多的新型機(jī)械臂正在使用碳纖維復(fù)合材料。這種比金屬材料貴很多倍的新材料有什么“優(yōu)勢”？機(jī)械臂設(shè)計(jì)師選擇碳纖維復(fù)合材料有哪些亮點(diǎn)？
亮點(diǎn)1:重量輕=能耗低，生產(chǎn)效率高
機(jī)械手的自重要性越輕越好，越輕的機(jī)械手慣性越小。機(jī)械手的功率重量比可以通過輕量化設(shè)計(jì)來優(yōu)化，選擇輕量化材料也是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手輕量化的重要途徑。碳纖維復(fù)合材料的密度只有鋼的三分之一，比鋁合金輕30%左右。自重輕意味著機(jī)械臂在運(yùn)行過程中需要消耗的能量更少，跑起來更輕更快。即使能耗比只降低一點(diǎn)點(diǎn)，或者生產(chǎn)效率提高一點(diǎn)點(diǎn)，在長期和批量工作中的作用也是巨大的。
亮點(diǎn)2:強(qiáng)度高=更大的負(fù)載和多樣化的功能
在實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)自重的同時(shí)，機(jī)械臂要**有足夠的承載能力。機(jī)器人手臂要承受的基本重量包括手臂本身的重量加上其爪子所抓取工件的zui大重量。碳纖維復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量高于鋼，拉伸強(qiáng)度一般在3500Mpa以上，是鋼的7-9倍。
亮點(diǎn)3:蠕變小=精度高，適應(yīng)性強(qiáng)
碳纖維復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)小，蠕變小，能適應(yīng)溫差大的工作環(huán)境。碳纖維機(jī)械臂不僅降低了自重和能耗，而且在嚴(yán)寒、高溫等惡劣天氣環(huán)境下工作性能穩(wěn)定，能夠準(zhǔn)確、速度完成指令，對替代人工巡檢工作起到了很大的作用，這也是在許多特定工作環(huán)境下優(yōu)化碳纖維復(fù)合材料用于機(jī)器人設(shè)計(jì)的重要原因。
亮點(diǎn)4:抗疲勞=壽命長，使用成本低
碳纖維復(fù)合材料具有良好的抗疲勞性能，用這種新型復(fù)合材料制成的零件使用壽命長，維護(hù)或更新頻率低。因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料機(jī)械臂的實(shí)際抗疲勞性能往往受制于從復(fù)合層方向和載荷方向的角度進(jìn)行的設(shè)計(jì)。因此，當(dāng)機(jī)械臂采用碳纖維復(fù)合材料制造時(shí)，需要根據(jù)機(jī)械臂的載荷和實(shí)際工況設(shè)計(jì)特殊的制造方案。