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碳纤维机器人手臂设计需要考虑的要素有哪些?

  江苏bet娱乐平台科技:机器人作为产业先驱,随着基础工业、制造工艺的进步,碳纤维生产材料的轻质性且能耗低等特性,以及与传感技术、智能技术、虚拟现实技术、网络技术等的深度融合。并且碳纤维具备优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高比模量和最高的比强度的纤维,除此之外,碳纤维还具有耐腐蚀、抗疲劳、热膨胀系数低等优势,目前,越来越多的碳纤维机械臂开始应用到实际应用中。
 
  在(zai)机械(xie)臂的(de)(de)轻(qing)量化中(zhong),碳纤维扮演了重要的(de)(de)角(jiao)色。传统的(de)(de)机械(xie)臂多(duo)是采用金(jin)(jin)属(shu)材质,例如铝合金(jin)(jin)、钢,此外,一些自(zi)动(dong)检测装置、管路(lu)、冷(leng)却(que)装置等也都会(hui)安(an)装在(zai)机械(xie)臂上(shang),由(you)于机械(xie)臂是一个典型的(de)(de)悬臂梁结构,自(zi)身(shen)(shen)的(de)(de)质量对机械(xie)臂本身(shen)(shen)会(hui)产生很大(da)的(de)(de)影响,所以如果想要实现在(zai)满足(zu)静(jing)、动(dong)态性能的(de)(de)同(tong)时,还减小机械(xie)臂质量,可以通过选(xuan)择合适的(de)(de)结构和选(xuan)择密度轻(qing)的(de)(de)材料(liao)来实现机械(xie)臂的(de)(de)轻(qing)量化。
  工业机器(qi)人(ren)(ren)在(zai)实(shi)(shi)际使用(yong)的(de)过程(cheng)中,不(bu)同结构(gou)、不(bu)同位(wei)置、不(bu)同工种对机械(xie)臂的(de)材质要求并(bing)不(bu)相同。碳纤维材料(liao)虽然(ran)优势突出,但是并(bing)不(bu)是适(shi)用(yong)于机器(qi)人(ren)(ren)的(de)每个部(bu)位(wei),在(zai)设计中应该与其他(ta)种类的(de)材料(liao)协(xie)调使用(yong),以达到最佳(jia)效果。比如,机器(qi)人(ren)(ren)关节处需(xu)要承(cheng)(cheng)受高(gao)运转的(de)工作负荷,并(bing)且(qie)(qie)磨(mo)(mo)损(sun)大(da)、应力大(da),使用(yong)碳纤维复合(he)材料(liao)可(ke)(ke)以实(shi)(shi)现轻(qing)量(liang)化(hua)(hua),从(cong)而减少因自重产生的(de)磨(mo)(mo)损(sun),并(bing)且(qie)(qie)可(ke)(ke)以满(man)足应用(yong)需(xu)求。在(zai)承(cheng)(cheng)重要求不(bu)高(gao)的(de)部(bu)件可(ke)(ke)以采(cai)用(yong)蜂窝或者是中空结构(gou),同时可(ke)(ke)以实(shi)(shi)现轻(qing)量(liang)化(hua)(hua)和强度需(xu)求。
  碳(tan)纤维(wei)复合(he)材(cai)料强(qiang)(qiang)度很大(da),但(dan)其轴向(xiang)抗(kang)拉强(qiang)(qiang)度大(da),纵向(xiang)上却较容易撕(si)裂(lie),所(suo)以(yi)必须通(tong)过相应的(de)应力(li)计(ji)算才能(neng)使其具(ju)有(you)更好的(de)可靠性(xing)和安全性(xing)。另外,科学的(de)计(ji)算有(you)利于提高碳(tan)纤维(wei)复合(he)材(cai)料在机(ji)器人应用中的(de)价值。在定制(zhi)设计(ji)中,bet娱乐平台碳(tan)纤维(wei)会针对碳(tan)纤维(wei)机(ji)械臂强(qiang)(qiang)度等方面的(de)需求进行有(you)限元分析,不仅能(neng)够满足客户的(de)特殊需求,并(bing)且可以(yi)提升碳(tan)纤维(wei)复合(he)材(cai)料零件的(de)市场竞争(zheng)力(li)和占有(you)率(lv)。
 
  bet娱乐平台认为,不同的成型工艺对碳纤维制品的影响是直接体现的,所以在制造的过程中,对碳纤维预浸料的铺层设计进行优化,可以达到近似“0”的热变形效果,可以显著降低碳纤维机械臂的变形率,提高整体的性能。根据权威机构提供的实验数据,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,而碳纤维则无变化,这对操作要求十分精准的机械臂来说尤为重要。
  碳纤维复(fu)合(he)材料(liao)(liao)在(zai)(zai)机(ji)(ji)器(qi)人(ren)的(de)投入使(shi)用(yong)(yong),不仅为解决了工业机(ji)(ji)器(qi)人(ren)轻量化和强(qiang)度需(xu)求(qiu)的(de)平衡难题,也(ye)为碳纤维复(fu)合(he)材料(liao)(liao)在(zai)(zai)智(zhi)能化机(ji)(ji)械中(zhong)的(de)应(ying)用(yong)(yong)提供了新的(de)思(si)路。碳纤维复(fu)合(he)材料(liao)(liao)的(de)在(zai)(zai)其他(ta)领域应(ying)用(yong)(yong)也(ye)将愈加广泛。
 
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