Fördelarna med kolfiber i robotapplikationer

Fördelarna med kolfiber i robotapplikationer

En robotarm är en av huvudkomponenterna i en robot för att utföra operativa uppgifter. Dess huvudsakliga funktion är att noggrant ta emot instruktioner under interaktion med omgivningen och exakt lokalisera en punkt i tredimensionellt (eller tvådimensionellt) utrymme för standardiserade operationer. Som en av de mest använda automatiserade mekaniska enheterna inom robotteknik, spelar robotarmar en viktig roll inom industriell tillverkning, medicinsk, civil, militär, transportlogistik och rymdutforskning. Fler och fler nya typer av robotarmar antar kolfiberkompositmaterial. Vilka är fördelarna med detta nya material, som är många gånger dyrare än metallmaterial? Vilka är anledningarna till att designers av robotarmar väljer kolfiberkompositmaterial?

Orsak 1: Lätt egenvikt

Vikten på robotarmen bör vara så lätt som möjligt, och ju lättare robotarmen är, desto mindre är dess tröghetsmoment. Lättviktsdesign kan optimera kraft/viktförhållandet för robotarmar, och att välja lättviktsmaterial är också ett viktigt sätt för robotarmar att uppnå låg vikt. Densiteten hos kolfiberkompositmaterial är bara en tredjedel av stålets, och den är cirka 30 % lättare än aluminiumlegering. Låg vikt innebär att energiförbrukningen under driften av robotarmen är mindre, vilket gör den mer lätt och effektiv. Även om energiförbrukningen endast minskar något eller produktionseffektiviteten förbättras något, är effekterna av detta i långtids- och batcharbeten enorma.

Orsak 2: Hög intensitet

Robotarmen måste säkerställa tillräcklig lastkapacitet samtidigt som den uppnår låg vikt. Grundvikten som en robotarm behöver bära inkluderar vikten av själva armen plus den maximala vikten av arbetsstycket som den kan greppa med sina klor. Kolfiberkompositmaterial har högre specifik hållfasthet och specifik modul än stål, och deras draghållfasthet är i allmänhet över 3500Mpa, vilket är 7-9 gånger stålets. En infällbar kolfiberrobotarm konfigurerad av ett visst kolfiberföretag för tunnelprospekteringsrobotar har en tjocklek på endast 5 mm och en diameter på 18 cm. Däremot kan den bära instrument och utrustning som väger över 100 kilo. Denna höga lastbärande prestanda ger roboten möjlighet att utvecklas mot diversifierade funktioner.

Orsak 3: Låg krypning

Kolfiberkompositmaterial har en försumbar termisk expansionskoefficient, låg krypning och kan anpassa sig till arbetsmiljöer med stora temperaturskillnader. Ett rektangulärt teleskopiskt robotarmsrör speciellt designat för elinspektionsrobotar, som inte bara minskar egenvikt och energiförbrukning, utan också förlänger arbetscykeln exponentiellt. Dess stabila prestanda i hårda vädermiljöer som kyla och höga temperaturer kan exakt och snabbt slutföra instruktioner, vilket spelar en stor roll för att ersätta manuellt inspektionsarbete. Detta är också en viktig anledning till att välja kolfiberkompositmaterial för robotdesign i många specifika arbetsmiljöer .

www.superbheater.com