碳纖維機械臂憑借著強度高、重量輕、蠕變小、耐疲勞性好等性能優勢,已在汽車制造、外科醫療等領域取得了相對深入的應用。可伸縮式結構是機械臂的一種重要形式,它可以用來改變機械臂的長度,來獲得更自由、更寬闊,以及更準確的操作。我們無錫智上新材料在通過碳纖維零部件為高端智能化機械提供輕量化服務的過程中,積累了不少該類型的產品案例,下文,就列舉幾種已在市場中取得應用的碳纖維伸縮機械臂。


用于隧道勘測的碳纖維伸縮臂

  我們無錫智上新材為客戶量身定制的這款用于隧道勘測檢修的智能機械前端手臂是由兩個可伸縮式碳纖維圓管連接而成,在作業時,裝有探測器等設備的前臂緩緩伸展而出,長度也由一米延長到近三米長,在遙控裝置的操縱下,主臂控制前臂上下前后移動,其細長的體型適于在狹小縱深等整個機械不便于進入的空間進行工作,有效擴大了勘測機械的工作范圍。

  雖然兩個臂管的直徑都不超過十厘米,整個臂體又長達三米,可伸縮式臂管部分不到3kg,但借助碳纖維復合材料的高強度,整個前臂仍然可以很好地承受探測器等設備的重量。更輕的自重有效節約了機械的運轉能耗,延長了機械的作業時間。另外,隧道的內外溫差較大,空氣比較潮濕,碳纖維幾近于零的膨脹系數和較好的耐腐蝕性,也有效地保證了機械臂的操作精度,與金屬材質相比,優勢非常明顯。
 


用于無人機的碳纖維伸縮臂:


  無人機主要是通過攜帶不同功能的配套設備進行專項性作業。在無人機的機體下方加裝可伸縮式機械臂,主要是用來方便采集狹窄空間內的目標物體,有時也可以用來協助救機。以我公司為某無人機制造商打造的一款伸縮機械臂為例,該伸縮臂是由多個碳纖維復合材料矩形套管組成,該裝置以電線和馬達控制,重量僅有365克左右,伸縮形態下的長度為20cm,伸展形態下的整體長度可達 90cm,機械臂伸展后套管之間會自動鎖死。其末端配備機械爪子,在伸縮機械臂的助力下能抓緊目標物件。該無人機還同時配備鏡頭,能幫助飛手尋找目標物件,并進行精確操作。

  配備可伸縮機械臂的無人機可在人類無法深入的地方進行探索及作業,如在裂縫中收集樣本或檢查煙囪、管道等狹窄空間。碳纖維復合材料不僅不會給無人機增加過多自重,更賦予了加長機械臂更好的穩定性和堅固性,有效延長無人機的續航時間以及負載目標物體的能力。
 


用于電力巡檢的碳纖維伸縮臂

  變電站設備人工巡檢耗時長、勞動強度大、工作效率低、檢測質量分散、管理成本高,使用設備巡檢機器人能有效解決上述問題。為了配合設備巡檢機器人檢測和記錄多個項目指標,確保數據采集的準確性和全面性,一款專為電力設備巡檢機器人設計的碳纖維伸縮式機械臂應運而生。

  這款碳纖維機械臂是由7個不同型號的矩形臂管組成,在未工作狀態時,臂管部位高約60cm,在工作狀態中,機械臂會隨著任務要求,不斷調整自身高度,最大高度范圍可達2.2m,使其攜帶的攝像頭等裝置能更好地瞄準目標位置。我們無錫智上新材之前打造的這套碳纖維臂總重僅為3KG,在保持高強度條件下,比傳統金屬材料機械臂套管減重30%-80%。通過減重,減少用電能耗,減少充電時間,提高工作效率。除此之外,碳纖維具有良好的抗腐蝕和耐疲勞性,在較大的溫差下也能保持極小的蠕變性,越是在高海拔、酷熱、極寒、大風、沙塵、多雨等惡劣環境下,其應用優勢越是顯著。

(版權所有,轉載時請務必保持內容的完整性并標明文章出處。)