多用途機(jī)器人常用材料
1)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼 這類(lèi)材料強(qiáng)度好,特別是合金結(jié)構(gòu)鋼,其強(qiáng)度增大了4~5倍,彈性模量E大,抗變形能力強(qiáng),是應(yīng)用最廣泛的材料。
2)鋁、鋁合金及其他輕合金材料 這類(lèi)材料的共同特點(diǎn)是重量輕,彈性模量E并不大,但是材料密度小,故E/ρ之比仍可與鋼材相比。有些稀貴鋁合金的品質(zhì)得到了更明顯的改善,例如添加3.2%(重量百分比)鋰的鋁合金,彈性模量增加了14%,E/ρ比增加了16%。
3)纖維增強(qiáng)合金 這類(lèi)合金如硼纖維增強(qiáng)鋁合金、石墨纖維增強(qiáng)鎂合金等,其E/ρ比分別達(dá)到11.4×107和8.9×107。這種纖維增強(qiáng)金屬材料具有非常高的E/ρ比,但價(jià)格昂貴。
4)陶瓷 陶瓷材料具有良好的品質(zhì),但是脆性大,不易加工,日本已經(jīng)試制了在小型高精度機(jī)器人上使用的陶瓷機(jī)器人臂樣品。
5)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 這類(lèi)材料具有極好的E/ρ比,而且還具有十分突出的大阻尼的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)金屬材料不可能具有這么大的阻尼,所以在高速機(jī)器人上應(yīng)用復(fù)合材料的實(shí)例越來(lái)越多。
1)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼 這類(lèi)材料強(qiáng)度好,特別是合金結(jié)構(gòu)鋼,其強(qiáng)度增大了4~5倍,彈性模量E大,抗變形能力強(qiáng),是應(yīng)用最廣泛的材料。
2)鋁、鋁合金及其他輕合金材料 這類(lèi)材料的共同特點(diǎn)是重量輕,彈性模量E并不大,但是材料密度小,故E/ρ之比仍可與鋼材相比。有些稀貴鋁合金的品質(zhì)得到了更明顯的改善,例如添加3.2%(重量百分比)鋰的鋁合金,彈性模量增加了14%,E/ρ比增加了16%。
3)纖維增強(qiáng)合金 這類(lèi)合金如硼纖維增強(qiáng)鋁合金、石墨纖維增強(qiáng)鎂合金等,其E/ρ比分別達(dá)到11.4×107和8.9×107。這種纖維增強(qiáng)金屬材料具有非常高的E/ρ比,但價(jià)格昂貴。
5)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 這類(lèi)材料具有極好的E/ρ比,而且還具有十分突出的大阻尼的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)金屬材料不可能具有這么大的阻尼,所以在高速機(jī)器人上應(yīng)用復(fù)合材料的實(shí)例越來(lái)越多。
6)粘彈性大阻尼材料 增大機(jī)器人連桿件的阻尼是改善機(jī)器人動(dòng)態(tài)特性的有效方法。目前有許多方法用來(lái)增加結(jié)構(gòu)件材料的阻尼,其中最適合機(jī)器人采用的一種方法是用粘彈性大阻尼材料對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行約束層阻尼處理。
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