碳纖維機(jī)械臂憑借著強(qiáng)度高、重量輕、蠕變小、耐疲勞性好等性能優(yōu)勢(shì)，已在汽車制造、外科醫(yī)療等領(lǐng)域取得了相對(duì)深入的應(yīng)用。可伸縮式結(jié)構(gòu)是機(jī)械臂的一種重要形式，它可以用來改變機(jī)械臂的長度，來獲得更自由、更寬闊，以及更準(zhǔn)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(jī)械提供輕量化服務(wù)的過程中，積累了不少該類型的產(chǎn)品案例，下文，就列舉幾種已在市場中取得應(yīng)用的碳纖維伸縮機(jī)械臂。


用于隧道勘測(cè)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(cè)檢修的智能機(jī)械前端手臂是由兩個(gè)可伸縮式碳纖維圓管連接而成，在作業(yè)時(shí)，裝有探測(cè)器等設(shè)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(dòng)，其細(xì)長的體型適于在狹小縱深等整個(gè)機(jī)械不便于進(jìn)入的空間進(jìn)行工作，有效擴(kuò)大了勘測(cè)機(jī)械的工作范圍。

　　雖然兩個(gè)臂管的直徑都不超過十厘米，整個(gè)臂體又長達(dá)三米，可伸縮式臂管部分不到3kg，但借助碳纖維復(fù)合材料的高強(qiáng)度，整個(gè)前臂仍然可以很好地承受探測(cè)器等設(shè)備的重量。更輕的自重有效節(jié)約了機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)能耗，延長了機(jī)械的作業(yè)時(shí)間。另外，隧道的內(nèi)外溫差較大，空氣比較潮濕，碳纖維幾近于零的膨脹系數(shù)和較好的耐腐蝕性，也有效地保證了機(jī)械臂的操作精度，與金屬材質(zhì)相比，優(yōu)勢(shì)非常明顯。
 


用于無人機(jī)的碳纖維伸縮臂：


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

　　配備可伸縮機(jī)械臂的無人機(jī)可在人類無法深入的地方進(jìn)行探索及作業(yè)，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(fù)合材料不僅不會(huì)給無人機(jī)增加過多自重，更賦予了加長機(jī)械臂更好的穩(wěn)定性和堅(jiān)固性，有效延長無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間以及負(fù)載目標(biāo)物體的能力。
 


用于電力巡檢的碳纖維伸縮臂：

　　變電站設(shè)備人工巡檢耗時(shí)長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)質(zhì)量分散、管理成本高，使用設(shè)備巡檢機(jī)器人能有效解決上述問題。為了配合設(shè)備巡檢機(jī)器人檢測(cè)和記錄多個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)，確保數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和全面性，一款專為電力設(shè)備巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)的碳纖維伸縮式機(jī)械臂應(yīng)運(yùn)而生。

　　這款碳纖維機(jī)械臂是由7個(gè)不同型號(hào)的矩形臂管組成，在未工作狀態(tài)時(shí)，臂管部位高約60cm，在工作狀態(tài)中，機(jī)械臂會(huì)隨著任務(wù)要求，不斷調(diào)整自身高度，最大高度范圍可達(dá)2.2m，使其攜帶的攝像頭等裝置能更好地瞄準(zhǔn)目標(biāo)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(qiáng)度條件下，比傳統(tǒng)金屬材料機(jī)械臂套管減重30%-80％。通過減重，減少用電能耗，減少充電時(shí)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(fēng)、沙塵、多雨等惡劣環(huán)境下，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越是顯著。

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