碳纤维机械臂的力学性能分析

  碳纤维机械臂在某些领域已经完全取代了金属材质机械臂,不仅能够降低机器人整体重量,并且能够让机械臂运行更加灵活,精确程度更高。但是碳纤维机械臂在完成工件抓取及承载作业时,其拉伸强度、弯曲强度等力学性能究竟如何?是否会对其使用寿命产生影响?江苏博实就多年的经验来为大家做个解读。

碳纤维机械臂

  一、拉伸性能

  对于碳纤维机械臂拉伸性能的判断主要还是看轴向拉伸强度的表现。经过对样品的测试得知,碳纤维机械臂的抗拉强度可以达到2000MPa,而不锈钢机械臂的抗拉强度为650MPa ,对比可知,碳纤维机械臂的抗拉性能占据优势。

  二、弯曲性能

  弯曲性能是碳纤维机械臂在静态载荷下进行测试,在测试过程中可采用无约束支撑下的三点弯曲,在加上一定的加载速率,在达到最大承载破坏时可测试出其抗弯曲能力。结果显示:碳纤维机械臂的模量为210GPa,而同样规格的铝合金机械臂模量只有70GPa,并且碳纤维机械臂的弯曲强度可以达到1500MPa,远高于金属材料。这就表明同样规格尺寸下,碳纤维机械臂抓取性能更具优势,能够承受更多载荷。

  三、抗压性能

  碳纤维机械臂的抗压强度是由碳纤维与树脂基质共同决定的。取机械臂臂管内某一片状进行检测,从而可以获知碳纤维机械臂的整体抗压强度。要求该机械臂表面无撕裂、鼓包、分层等明显损伤,并且两端端面平整,端面平行度误差控制在0.1mm,最后得知,该碳纤维机械臂的抗压强度在245GPa。

碳纤维机械臂

  与传统金属材料相比,碳纤维机械臂在提高力学性能优势上可圈可点,碳纤维低密度的特性也为机械臂的设计提供了更大的发展空间。据博实客户反映,采用碳纤维机械臂之后,震颤减少,抓取的准确率有所提升;并且还降低了机器人的能耗,延长其使用寿命。