碳纤维伸缩机械臂的几种现实应用

碳纤维机械臂凭借着强度高、重量轻、蠕变小、耐疲劳性好等性能优势，已在航天航空、汽车制造、外科医疗等领域取得了相对深入的应用。可伸缩式结构是机械臂的一种重要形式，它可以用来改变机械臂的长度，来获得更自由、更宽阔，以及更准确的操作。无锡智上新材料在通过碳纤维零部件为高端智能化机械提供轻量化服务的过程中，积累了不少该类型的产品案例，下文，就列举几种已在市场中取得应用的碳纤维伸缩机械臂。

用于隧道勘测的碳纤维伸缩臂：

这种用于隧道勘测检修的智能机械前端手臂是由两个可伸缩式碳纤维圆管连接而成，在作业时，装有探测器等设备的前臂缓缓伸展而出，长度也由一米延长到近三米长，在遥控装置的操纵下，主臂控制前臂上下前后移动，其细长的体型适于在狭小纵深等整个机械不便于进入的空间进行工作，有效扩大了勘测机械的工作范围。

虽然两个臂管的直径都不超过十厘米，整个臂体又长达三米，可伸缩式臂管部分不到3kg，但借助碳纤维复合材料的高强度，整个前臂仍然可以很好地承受探测器等设备的重量。更轻的自重有效节约了机械的运转能耗，延长了机械的作业时间。另外，隧道的内外温差较大，空气比较潮湿，碳纤维几近于零的膨胀系数和较好的耐腐蚀性，也有效地保证了机械臂的操作精度，与金属材质相比，优势非常明显。

用于无人机的碳纤维伸缩臂：

无人机主要是通过携带不同功能的配套设备进行专项性作业。在无人机的机体下方加装可伸缩式机械臂，主要是用来方便采集狭窄空间内的目标物体，有时也可以用来协助救机。以无锡智上新材为某无人机制造商打造的这款伸缩机械臂为例，该伸缩臂是由多个碳纤维复合材料矩形套管组成，该装置以电线和马达控制，重量仅有365克左右，伸缩形态下的长度为20cm，伸展形态下的整体长度可达 90cm，机械臂伸展后套管之间会自动锁死。其末端配备机械爪子，在伸缩机械臂的助力下能抓紧目标物件。该无人机还同时配备镜头，能帮助飞手寻找目标物件，并进行精确操作。

配备可伸缩机械臂的无人机可在人类无法深入的地方进行探索及作业，如在裂缝中收集样本或检查烟囱、管道等狭窄空间。碳纤维复合材料不仅不会给无人机增加过多自重，更赋予了加长机械臂更好的稳定性和坚固性，有效延长无人机的续航时间以及负载目标物体的能力。

用于电力巡检的碳纤维伸缩臂：

变电站设备人工巡检耗时长、劳动强度大、工作效率低、检测质量分散、管理成本高，使用设备巡检机器人能有效解决上述问题。为了配合设备巡检机器人检测和记录多个项目指标，确保数据采集的准确性和全面性，一款专为电力设备巡检机器人设计的碳纤维伸缩式机械臂应运而生。

这款碳纤维机械臂是由7个不同型号的矩形臂管组成，在未工作状态时，臂管部位高约60cm，在工作状态中，机械臂会随着任务要求，不断调整自身高度，最大高度范围可达2.2m，使其携带的摄像头等装置能更好地瞄准目标位置。无锡智上新材打造的这套碳纤维臂总重仅为3KG，在保持高强度条件下，比传统金属材料机械臂套管减重30%-80％。通过减重，减少用电能耗，减少充电时间，提高工作效率。除此之外，碳纤维具有良好的抗腐蚀和耐疲劳性，在较大的温差下也能保持极小的蠕变性，越是在高海拔、酷热、极寒、大风、沙尘、多雨等恶劣环境下，其应用优势越是显著。

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