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，已在汽車制造、外科醫(yī)療等領(lǐng)域取得了相對深入的應(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(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)勢越是顯著。

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