一種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件，所述的制件具有(a)樹脂基體；和(b)增強(qiáng)纖維，其中，所述增強(qiáng)纖維的鋪層方式為：鋪層角度為0/45/90/-45/45/90/-45/0，且所述的鋪層共進(jìn)行8-24層。與原有金屬外殼的工業(yè)機(jī)器人相比，本實(shí)用新型的碳纖維復(fù)合材料外殼工業(yè)機(jī)器人在保持原有金屬外殼的剛度強(qiáng)度等機(jī)械性能不變的同時，減輕了本體重量，提高了動態(tài)特性，減小了運(yùn)動慣量，同時還節(jié)約材料，節(jié)約能源，降低成本。這種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人適用于噴涂、焊接等載荷較輕的工作情況。
【專利說明】一種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種熱壓罐成型工業(yè)機(jī)器人用碳纖維復(fù)合材料圓管狀上臂結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器人是匯集機(jī)械、材料、電子、控制和計算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的一個縮影和標(biāo)志。目前多數(shù)工業(yè)機(jī)器人的配件特別是外殼結(jié)構(gòu)基本上是采用傳統(tǒng)的各類合金鋼、合金鋁或者鑄鐵，這些傳統(tǒng)材料的優(yōu)點(diǎn)是高強(qiáng)度和高彈性模量、韌性好、可靠性相對較高、對載荷的適應(yīng)性強(qiáng)，并且在結(jié)構(gòu)設(shè)計計算方面也相對成熟。但是隨著工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，其材料方面的一系列問題也越發(fā)凸顯，比如自身重量大以及由此導(dǎo)致的在機(jī)動性方面的不足，再比如耐腐蝕性差，還有維修保養(yǎng)費(fèi)用較為昂貴。在這些問題之中自重過大引起的一系列問題尤為突出，例如對不良環(huán)境的適應(yīng)性差、缺乏靈活機(jī)動。在某些限制重量的場合，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用受到制約。在保證負(fù)載和工業(yè)機(jī)器人各項基本性能的前提下，減輕自重，力求工業(yè)機(jī)器人的自重與負(fù)載之比盡可能小，是一個重要問題，輕型工業(yè)機(jī)器人是未來工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展重點(diǎn)。
[0003]綜上所述，本領(lǐng)域需要一種具有較輕的自重，且同時具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性的工業(yè)機(jī)器人部件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種具有較輕的自重，且同時具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性的工業(yè)機(jī)器人部件。
[0005]本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件，所述的制件具有(a)樹脂基體；和(b)增強(qiáng)纖維，其中，所述增強(qiáng)纖維的鋪層方式為:鋪層角度為0/45/90/-45/45/90/-45/0，且所述的鋪層共進(jìn)行8-24層。
[0006]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為O指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角θ=0°。
[0007]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =45°。
[0008]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為90指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =90°。
[0009]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為-45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =-45°。
[0010]在另一優(yōu)選例中，所述的參考坐標(biāo)系X軸是任選的，較佳地，所述的X軸經(jīng)過制件的中心或重心；更佳地，所述的X軸為制件的中心對稱軸。
[0011]在另一優(yōu)選例中，所述的增強(qiáng)纖維為T300碳纖維。
[0012]在另一優(yōu)選例中，所述的增強(qiáng)纖維是高模量高強(qiáng)度纖維。
[0013]在另一優(yōu)選例中，所述的樹脂基體為環(huán)氧樹脂。
[0014]在另一優(yōu)選例中，所述制件的最大主應(yīng)力范圍為13_160MPa。
[0015]在另一優(yōu)選例中，所述制件失穩(wěn)的臨界載荷為45-50KN。
[0016]在另一優(yōu)選例中，所述制件的比強(qiáng)度為彡1800MPa/(g/cm3)。
[0017]在另一優(yōu)選例中，所述制件的比強(qiáng)度為彡2000MPa/(g/cm3)。
[0018]在另一優(yōu)選例中，所述制件的抗拉強(qiáng)度為3300_3900MPa。
[0019]在另一優(yōu)選例中，所述的制件厚度為4.8mm。
[0020]在另一優(yōu)選例中，所述制件的長度為1200mm。
[0021]在另一優(yōu)選例中，所述制件的自重為彡20kg。
[0022]在另一優(yōu)選例中，所述制件的自重為彡17kg，較佳地為彡15kg。
[0023]在另一優(yōu)選例中，所述的制件是用以下所述的成型方法制備的，所述的成型方法包括:
[0024](I)提供一碳纖維預(yù)浸料；
[0025](2)用所述預(yù)浸料在模具上進(jìn)行鋪層；
[0026](3)對所述的模具和預(yù)浸料進(jìn)行熱壓罐固化成型，得到所述的碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼；
[0027]其特征在于，在步驟(3)中，所述的熱壓罐固化成型包括:在85-95°C，350_450kPa下保溫 70-100min ;然后在 125_135°C，650_750kPa 下保溫 1.5-2.5h。
[0028]在另一優(yōu)選例中，所述的熱壓罐固化成型還包括:保溫完畢后，以1_3°C /min的降溫速率進(jìn)行降溫。
[0029]在另一優(yōu)選例中，所述的降溫指從固化結(jié)束時溫度降至室溫(約4_30°C )。
[0030]在另一優(yōu)選例中，所述的降溫時間為55_65min。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述的步驟(2)中，所述的鋪層包括:將所述的預(yù)浸料鋪在所述的模具上，然后任選地對所述預(yù)浸料進(jìn)行裁剪。
[0032]在另一優(yōu)選例中，所述的模具為近圓柱體狀，且具有一執(zhí)行部端和一下臂端；較佳地，所述執(zhí)行部端的直徑為130-170mm ;且所述下臂端的直徑為220_270mm。
[0033]在另一優(yōu)選例中，所述模具的執(zhí)行部端和下臂端還設(shè)有把手，便于成型前后的運(yùn)輸以及成形后的脫模。
[0034]在另一優(yōu)選例中，所述的碳纖維預(yù)浸料為面密度為150-250g/cm3的碳纖維平紋織物預(yù)浸料。
[0035]在另一優(yōu)選例中，所述的預(yù)浸料的幅寬為1000mm。
[0036]在另一優(yōu)選例中，所述的預(yù)浸料的厚度為0.2-0.4mm。
[0037]在另一優(yōu)選例中，所述的碳纖維預(yù)浸料中，所述的基體材料的體積含量為30-40%。
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述的方法還包括:在進(jìn)行所述步驟(2)之前，在所述模具上涂覆脫模劑。
[0039]在另一優(yōu)選例中，所述的脫模劑為通用脫模劑，較佳地選自下組:硬脂酸鋅、硬脂酸鈣，或其組合。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層包括:按照鋪層角度為0/45/90/-45/45/90/-45/0的順序進(jìn)行鋪層，且所述的鋪層共進(jìn)行8-24層。
[0041]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為O指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角θ=0°。
[0042]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =45°。
[0043]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為90指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =90°。
[0044]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為-45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =-45°。
[0045]在另一優(yōu)選例中，所述的參考坐標(biāo)系X軸是任選的，較佳地，所述的X軸經(jīng)過制件的中心或重心；更佳地，所述的X軸為制件的中心對稱軸。
[0046]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層包括:按照鋪層角度為0/45/90/-45/45/90/-45/0的順序進(jìn)行鋪層，且所述的鋪層共進(jìn)行16層。
[0047]應(yīng)理解，在本實(shí)用新型范圍內(nèi)中，本實(shí)用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]圖1是本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人用圓管狀碳纖維復(fù)合材料外殼示意圖；
[0049]圖2是本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人用圓管狀碳纖維復(fù)合材料外殼所用模具示意圖；
[0050]圖3是本實(shí)用新型工業(yè)機(jī)器人用圓管狀碳纖維復(fù)合材料外殼的側(cè)視圖；
[0051]圖4是本實(shí)用新型關(guān)節(jié)型碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0052]本發(fā)明人經(jīng)過長期的研究，優(yōu)化了工藝參數(shù)，從而制備了一種質(zhì)量輕、比強(qiáng)度好、比剛度大，機(jī)械性能好的碳纖維復(fù)合材料機(jī)械臂。所述的機(jī)械臂具有抗疲勞、減震、耐高溫、可設(shè)計等一系列優(yōu)點(diǎn)，能提高機(jī)器人的動態(tài)特性，減小機(jī)器人的運(yùn)動慣量，節(jié)約材料和能源?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，發(fā)明人完成了本實(shí)用新型。
[0053]術(shù)語
[0054]如本文所用，術(shù)語“工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂”、“工業(yè)機(jī)器人上臂”、“工業(yè)機(jī)器人用機(jī)械臂”可互換使用，均指本實(shí)用新型的工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂。
[0055]術(shù)語“上臂外殼”、“外殼”、“外殼制件”或“制件”可互換使用，均指本實(shí)用新型所制造的碳纖維復(fù)合材料制件，該制件可以用作工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂的外殼。
[0056]特別地，在本實(shí)用新型中，關(guān)于鋪層方式的描述:鋪層方向的表示:鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向?yàn)椴牧系闹鞣较?即縱向)，垂直于增強(qiáng)纖維方向或織物的緯向纖維方向?yàn)椴牧系臋M向，鋪層具有方向性，鋪層方向用鋪層角Θ表示，Θ是鋪層的縱向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角，由X軸到纖維縱向逆時針旋轉(zhuǎn)為正。例如，在“(0/45/90/-45/45/90/-45/0)s”中，S 表示鋪層上下對稱，(0/45/90/-45/45/90/-45/0)s 可表示為:0/45/90/-45/45/90/-45/0/0/-45/90/45/-45/90/45/0。
[0057]碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂
[0058]本實(shí)用新型提供了一種圓管狀碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂的制作方法，該制造方法以碳纖維平紋織物預(yù)浸料為原材料，采用熱壓罐成型法制成圓形管狀上臂結(jié)構(gòu)。具體地，所述的成型方法包括:
[0059](I)提供一碳纖維預(yù)浸料；
[0060](2)用所述預(yù)浸料在模具上進(jìn)行鋪層；
[0061](3)對所述的模具和預(yù)浸料進(jìn)行熱壓罐固化成型，得到所述的碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼；
[0062]其中，在步驟(3)中，所述的熱壓罐固化成型包括:在85-95°C，350_450kPa下保溫70-100min ;然后在 125_135°C，650-750kPa 下保溫 1.5-2.5h ;優(yōu)選地，在 90°C，400kPa 下保溫85min ;然后在130°C，700kPa下保溫2h。
[0063]在另一優(yōu)選例中，在進(jìn)行所述成型前，先用真空袋將所述的模具和預(yù)浸料進(jìn)行密封。
[0064]為防止降溫過快時產(chǎn)品產(chǎn)生內(nèi)部殘余應(yīng)力，要依據(jù)特定的降溫速率進(jìn)行降溫，在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選例中，所述的降溫包括:保溫完畢后，以1_3°C /min的降溫速率進(jìn)行降溫。
[0065]在另一優(yōu)選例中，所述的降溫指從固化結(jié)束時溫度降至室溫(約4_30°C )。
[0066]在另一優(yōu)選例中，所述的降溫時間為55_65min。
[0067]在所述成型完成后，進(jìn)行脫膜，并任選地使用切割設(shè)備按照產(chǎn)品需求進(jìn)行切割修剪，得所需的碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂。
[0068]所述的模具為近圓柱體狀，且具有一執(zhí)行部端和一下臂端；較佳地，所述執(zhí)行部端的直徑為130-170_ ;且所述下臂端的直徑為220_270mm。一種優(yōu)選的所述的模具如圖2所示，為鋼制模具，模具執(zhí)行部端的直徑為150mm，下臂端的直徑為242.6mm。在另一優(yōu)選例中，所述模具的執(zhí)行部端和下臂端還設(shè)有把手，便于成型前后的運(yùn)輸以及成形后的脫模。
[0069]優(yōu)選地，所述的碳纖維預(yù)浸料為面密度為150-250g/cm3的碳纖維平紋織物預(yù)浸料。在另一優(yōu)選例中，所述的預(yù)浸料的幅寬為1000mm，厚度為0.2-0.4mm。
[0070]所述的碳纖維預(yù)浸料的增強(qiáng)纖維為碳纖維，所述碳纖維的種類不限，在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選例中為T300碳纖維。在另一優(yōu)選例中，所述的增強(qiáng)纖維是高模量高強(qiáng)度纖維。
[0071]所述的碳纖維預(yù)浸料的基體材料為熱固性樹脂，具體種類沒有特別限制，可為環(huán)氧樹脂。在另一優(yōu)選例中，所述的碳纖維預(yù)浸料的基體材料在所述的碳纖維預(yù)浸料中的體積含量為30%-40%。
[0072]在另一優(yōu)選例中，所述的方法還包括:在進(jìn)行所述步驟(2)之前，在所述模具上涂覆脫模劑。所述的脫模劑可以采用通用脫模劑，較佳地選自下組:硬脂酸鋅、硬脂酸鈣，或其組合。
[0073]所述的鋪層包括在已經(jīng)噴涂有脫模劑的模具上按照設(shè)計好的鋪層角度鋪層，特別地，在本實(shí)用新型中，纖維鋪層方式對制件性能具有較大的影響。優(yōu)選的本實(shí)用新型的鋪層方式是按照鋪層角度為(0/45/90/-45/45/90/-45/0)s的順序進(jìn)行鋪層，且所述的鋪層共進(jìn)行16層。
[0074]其中，在本實(shí)用新型中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向?yàn)椴牧系闹鞣较?即縱向)，垂直于增強(qiáng)纖維方向或織物的諱向纖維方向?yàn)椴牧系臋M向，鋪層具有方向性，鋪層方向用鋪層角Θ表示，Θ是鋪層的縱向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角，由X軸到纖維縱向逆時針旋轉(zhuǎn)為正(“+”或無)，反之則為負(fù)(“-”)。S表示鋪層上下對稱。例如，在“(0/45/90/-45/45/90/-45/0)s”中，(0/45/90/-45/45/90/-45/0) s 可表示為:0/45/90/-45/45/90/-45/0/0/-45/90/45/-45/90/45/0。
[0075]其中，所述的參考坐標(biāo)系X軸可以是任選的，較佳地，所述的X軸經(jīng)過制件的中心或重心；更佳地，所述的X軸為制件的中心對稱軸。
[0076]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層包括:采用平紋布織物預(yù)浸料預(yù)浸料單層厚度為
0.3mm，共需鋪16層，鋪層角度根據(jù)機(jī)械臂的尺寸和強(qiáng)度要求進(jìn)行設(shè)計(鋪層方式為:(0/45/90/-45/45/90/-45/0) s)。
[0077]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為O指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角θ=0°。
[0078]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =45°。
[0079]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為90指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =90°。
[0080]在另一優(yōu)選例中，所述的鋪層角度為-45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =-45°。
[0081]用所述方法制備得到的碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選例中，所述外殼(或制件)的最大主應(yīng)力范圍為13-160MPa。上臂失穩(wěn)的臨界載荷為47817N。
[0082]在另一優(yōu)選例中，所述外殼的比強(qiáng)度2180MPa/(g/cm3)。
[0083]在另一優(yōu)選例中，所述外殼的抗拉強(qiáng)度3600MPa。
[0084]所述外殼(制件)的尺寸沒有特別的限制，可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計。較佳地，所述的外殼厚度為4.8mm ;優(yōu)選地，所述外殼的長度為1200mm。
[0085]所述外殼(制件)在具有很好的機(jī)械性能的同時，具有較輕的自重。在另一優(yōu)選例中，所述外殼的自重為彡20kg，較佳地為彡17kg，更佳地為彡15kg。
[0086]本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
[0087]與現(xiàn)有金屬結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人相比，本實(shí)用新型提供了一種工業(yè)機(jī)器人用圓管狀碳纖維復(fù)合材料機(jī)械臂制造方法。它具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度好、比剛度大，機(jī)械性能好，并具有抗疲勞、減震、耐高溫、可設(shè)計、低成本、高性價比、節(jié)約材料和能源等一系列優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型能提高機(jī)器人的動態(tài)特性，減小機(jī)器人的運(yùn)動慣量。
[0088]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)按重量計算。
[0089]本實(shí)用新型的圓管狀結(jié)構(gòu)的形狀見圖1，碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人的具體大小尺寸可依據(jù)具體的產(chǎn)品需要進(jìn)行調(diào)整。制件的性能通過有限元軟件分析得到。
[0090]實(shí)施例1碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂的制造
[0091]以碳纖維平紋布織物預(yù)浸料為原材料制造圓管狀碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂，該原材料的主要技術(shù)參數(shù)為:面密度為200g/cm3，樹脂的體積含量為30%，幅寬為1000mm，厚度為0.3mm。脫模劑為硬脂酸鈣。將預(yù)浸料按照預(yù)先設(shè)計的鋪層方式(共16層，(0/45/90/-45/45/90/-45/0)s)鋪在已經(jīng)噴涂有脫模劑的模具上，用真空袋密封后放入熱壓罐，在90°C，400kPa下保溫85min ;然后在130°C，700kPa下保溫2h，使材料固化成型。
[0092]為防止降溫過快時產(chǎn)品產(chǎn)生內(nèi)部殘余應(yīng)力，固化完成后，在55_65min內(nèi)將溫度由125-135?降低至室溫。罐內(nèi)溫度下降至室溫，出罐脫模，使用切割設(shè)備按照產(chǎn)品需求進(jìn)行切割修剪，得所需制品。
[0093]得到的圓管狀碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人機(jī)械臂外殼厚度為4.8mm,上臂長度為1200mm。所述外殼的比強(qiáng)度2180MPa/(g/cm3);抗拉強(qiáng)度3600MPa。
[0094]與相同大小的合金鋼臂相比，上述的碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人上臂極大地減輕了自重，上臂自重14.4kg。在幾種常用工況下(包括極限工況)，最大主應(yīng)力范圍:13.9MPa至151.6MPa，在該材料許用強(qiáng)度范圍之內(nèi)。工作效率和安全性得到提升。使用壽命提高一倍以上。
[0095]測試表明本實(shí)施例得到的機(jī)械臂末端形變(截面方向形變)為< 1mm，符合設(shè)計精度。
[0096]與原有金屬結(jié)構(gòu)外殼的工業(yè)機(jī)器人相比，碳纖維復(fù)合材料外殼工業(yè)機(jī)器人在保持原有剛度強(qiáng)度等機(jī)械性能不變的同時，減輕了本體重量，提高了動態(tài)特性，減小了運(yùn)動慣量，節(jié)約材料，節(jié)約能源，降低成本。適用于噴涂、焊接等載荷較輕的工作情況。
[0097]對比例I降溫速率對比實(shí)驗(yàn)
[0098]重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于，在降溫過程中，溫度降至室溫用時20min。
[0099]所成型得到的機(jī)械臂發(fā)生翹曲，在室溫下的自由狀態(tài)與設(shè)計形狀不一致，上臂發(fā)生扭曲變形，機(jī)械臂無法組裝。
[0100]對比例2鋪層對比實(shí)驗(yàn)
[0101]重復(fù)實(shí)施例1，不同之處在于，按照0° /90。/-45。/+45。/O。/+45。/-45。/90° /0°的鋪層方式進(jìn)行鋪層，共9層。
[0102]所成型得到的機(jī)械臂剛度較弱，機(jī)械臂末端形變(截面方向形變)大O 6mm)，無法保證機(jī)械臂工作精度。
[0103]在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實(shí)用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種碳纖維復(fù)合材料工業(yè)機(jī)器人外殼制件，其特征在于，所述的制件具有a.樹脂基體；和b.增強(qiáng)纖維，其中，所述增強(qiáng)纖維的鋪層方式為:鋪層角度為0/45/90/-45/45/90/-45/0，且所述的鋪層共進(jìn)行8-24層； 其中，所述的鋪層角度為O指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角θ=0°; 所述的鋪層角度為45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =45° ； 所述的鋪層角度為90指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =90° ; 所述的鋪層角度為-45指所述的鋪層過程中，鋪層中增強(qiáng)纖維的方向或織物徑向纖維方向與參考坐標(biāo)系X軸之間的夾角Θ =-45° ； 且所述的增強(qiáng)纖維為T300碳纖維；所述的樹脂基體為環(huán)氧樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件的最大主應(yīng)力范圍為13-160MPa。
3.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件失穩(wěn)的臨界載荷為45-50KN。
4.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件的比強(qiáng)度為>ISOOMPa/(g/cm3)。
5.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件的比強(qiáng)度為>2000MPa/(g/cm3)。
6.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件的抗拉強(qiáng)度為3300-3900MPa。
7.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述的制件厚度為4.8mm。
8.如權(quán)利要求1所述的制件，其特征在于，所述制件的自重為<20kg。
【文檔編號】B29C70/16GK203994737SQ201420179784
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】田龍飛, 祝穎丹, 范欣愉 申請人:中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所