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小型机械臂的材料选择

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发表于 2022-5-8 17:20:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
小型机械臂大致尺寸如图,目前负载的话考虑0.5kg。对于机械臂的材料选择问题,如下有三个考虑的材料。
6 J* R3 F0 B) G: R+ t& K1,合金钢,这个强度的话肯定是没有问题,但是主要问题是合金钢的重量有点过重,对于小型机械臂的电机就要选择的大些。( F" N* S' Q+ Y, V' g8 s
2,6061铝合金,这个重量大概是合金钢的三分之一左右,目前主要考虑这个。
% R& m: \6 ^! ]" i( V6 d5 b4 p- A+ H  n+ G0 _
3,机械臂末端的2,3臂用塑料,比如PVB,PVC?(这些塑料也不知道行不行)淘宝上看好像没有用作机械臂的,剩下的臂就用6061铝合金。
6 X) [9 ~+ G  c! J关于这三个选择,个人比较倾向第二种,第一种也不太考虑。第三种的话主要没了解到可不可行,刚度够不够,还有没有其他的材料选择。5 ?' P; [  i" m# M
大佬们支支招。4 `& o! _5 w* H: y7 a9 ]- a! W

# l- a2 R" n6 n* o3 X$ I

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发表于 2022-5-8 18:15:43 | 显示全部楼层
你看好多协作机器人负载远比这个大,就是铝合金,至于是否是6061就不太清楚了,你可以搜一搜
 楼主| 发表于 2022-5-8 18:53:53 | 显示全部楼层
风之鲲 发表于 2022-5-8 18:15- ^2 l- c7 [' I6 e: x* j5 c9 A/ u" D, X
你看好多协作机器人负载远比这个大,就是铝合金,至于是否是6061就不太清楚了,你可以搜一搜
/ \- I* x- \; s# Z2 p8 Y; j2 x
好的,那塑料的有没有呢?有没有更轻的材料?/ z  g0 ~9 x  m4 J; E+ w

; \# G. Z0 x: n; _# b
发表于 2022-5-8 18:59:27 | 显示全部楼层
塑料件,这是开模吗?
$ B0 L4 M' @1 E  p! I. ?
 楼主| 发表于 2022-5-8 19:09:30 | 显示全部楼层
wgary 发表于 2022-5-8 18:59
/ L/ r0 ]% _1 M/ b塑料件,这是开模吗?
8 v- J' O  f5 }$ A
我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。
发表于 2022-5-8 19:28:52 | 显示全部楼层
小黄黄呀 发表于 2022-5-8 19:09
) w+ ^5 |0 C& r% N( `' Z9 k* \我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。
$ W! y+ e. H7 w, r( g. f" f
你是不是对塑料有什么误解?2 V0 Q% n/ }# j; Y; I
发表于 2022-5-8 19:42:10 | 显示全部楼层
6061
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发表于 2022-5-8 21:56:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-5-8 21:59 编辑 & S+ h0 m8 f. Z6 s: f1 w0 D0 O; D
小黄黄呀 发表于 2022-5-8 19:09
" N3 b7 f! t0 \3 e- Q: j我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。
+ p1 ^9 v6 O2 q+ B6 ^
你从头到尾没有给标记条件,容易的精度,负载的准确描述。而且这个要自己算有点难度的。+ Z; E- w+ x. t+ u' P* j" W" ~" B  o
* k: S1 D1 a3 Q# L, U, O% E) c7 L( B2 I
1)钢,弹性模量大约是200KMPA,密度是8000
# D* z& g/ R4 c% }$ ?2)AL.弹性模量大约是72KMPA。密度是2700
6 K* ]1 [: T$ B$ Q9 G3)塑料,强的弹性模量大约20K,密度大约是1-1.5K.+ O& o. c6 @: R% o
9 U+ @1 E8 R, L7 L8 p/ E
很显然钢的刚度是铝合金的3倍,如果你考虑到刚度,钢的优势是非常显著的,当然,自身重点也大3倍。: a9 B9 i  r1 x, G3 m& Z0 I/ [9 W
塑料在大部分情况下刚度差非常多,大约是10倍的差不了。。普通的塑料例如尼龙有20-30倍的区别,差距还是很大的。
. R) @& ]% T$ |) P$ O% j4 V: [4 v! B# W- b7 |2 F* h
这些本质上是一个力学计算问题。。塑料做支架还有一个问题,比如容易老化(大部分),比如容易出现永久性累积变形,这些都你需要考虑,如果没有大量的类似设计或者同行设计,你一定要小心。- T8 ]' T* n' i& R
9 h' b! _8 G, A+ j
如果你精度要去不高,变形和负载都能轻松满足,那么可以铝合金。。要是你要去精度高,而且不介意3倍的自身重量,那么钢优势还是大的。2 _1 H; d) \/ O. }8 [' z6 J
 楼主| 发表于 2022-5-8 22:09:54 | 显示全部楼层
大白小白 发表于 2022-5-8 19:28
" ]* ]9 H$ ?* R: t1 S- Y4 q& M你是不是对塑料有什么误解?

/ ~$ ~# A4 F6 Z3 j+ \  m' O确实,主要老板给我提了一下这个,主要基本不考虑负载,就想尽量减重
4 L% u& v8 `# f- L: R$ X/ p0 t, N7 m
 楼主| 发表于 2022-5-8 22:12:09 | 显示全部楼层
liuxiaoran 发表于 2022-5-8 21:568 h2 l) u0 F5 {* G
你从头到尾没有给标记条件,容易的精度,负载的准确描述。而且这个要自己算有点难度的。
8 W0 q2 y7 P$ b$ |6 N
1 A- X  f) Z# _) x1)钢,弹性 ...
7 b) t- m9 E& d# V( T+ X2 v2 r, L$ |
感谢解答,确实我也没看到有什么例子是用塑料的,我也主要考虑铝合金,精度能有0.02mm内吧。第一次搞这些,脑壳炸了
/ O; |; A* G# b3 m; H
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