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小型机械臂的材料选择

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1#
发表于 2022-5-8 17:20:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |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。
4 r& a( {, Y% Y- f6 t( D8 d1,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。$ r1 U% P$ _3 f+ S5 @+ K5 H& P2 |
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。
- G* D/ \+ L" Z" L3 w1 J8 F, m7 @7 w0 E# B' K) Z! K) ?  d2 z
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。
: S+ F+ V$ E, b6 \/ e9 W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。" D1 M  i$ `$ j1 l8 P  c# G6 F
大佬们支支招。! J( s  ^, I9 T5 ]
( _  ]9 h: N8 B4 [5 m5 H( S# A7 l

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2#
发表于 2022-5-8 18:15:43 | 只看该作者
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
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3#
 楼主| 发表于 2022-5-8 18:53:53 | 只看该作者
风之鲲 发表于 2022-5-8 18:15
7 _- M7 B$ W+ l# r7 }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
, c3 w* U9 l7 U- ^+ ?
好的,那塑料的有没有呢?有没有更轻的材料?4 ^* [; x: p, ~' j) j
+ x2 h# m/ W, n
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4#
发表于 2022-5-8 18:59:27 | 只看该作者
塑料件,这是开模吗?8 Y/ |9 V3 b. G7 \- {+ d4 f
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5#
 楼主| 发表于 2022-5-8 19:09:30 | 只看该作者
wgary 发表于 2022-5-8 18:59
/ l1 P0 {, \! X7 e1 A  M) {  ?+ [塑料件,这是开模吗?

. x4 K- {6 g1 }我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。
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6#
发表于 2022-5-8 19:28:52 | 只看该作者
小黄黄呀 发表于 2022-5-8 19:09
" c6 [3 l1 C; `/ v我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。
/ _4 l0 N' Z3 }) s  c
你是不是对塑料有什么误解?$ P8 Q( w. M- X0 W! K# c
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7#
发表于 2022-5-8 19:42:10 | 只看该作者
6061
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8#
发表于 2022-5-8 21:56:45 | 只看该作者
本帖最后由 liuxiaoran 于 2022-5-8 21:59 编辑
) ]6 h: K0 w6 Q# e+ t
小黄黄呀 发表于 2022-5-8 19:091 i. e) p( s. q) s. F% [
我想知道这种塑料行不行?或者有没有塑料可以做的。

2 z$ A2 d9 h6 h  G+ ^$ H6 l4 ^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。
% s2 {" B5 `" }- K( Q. O4 m' Q3 P) Y; k  ~& V/ s
1)钢,弹性模量大约是200KMPA,密度是8000  L% B: A! o  i+ X7 v
2)AL.弹性模量大约是72KMPA。密度是2700
/ c- S( e% j/ T9 I. A* [- f3)塑料,强的弹性模量大约20K,密度大约是1-1.5K.& s5 a% o! N  |" K. T* Q
' u+ U7 t: s! {; d- `& f
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。
& @$ q. D* {, A9 }  }# w' y0 R+ a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。
, B/ n  K+ D/ q% A  g! J( _/ S  ?! p! B! K, U$ ^
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。
1 r. A5 z" F# U+ W) R8 _( |& G7 _9 R" F
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 X# H, k2 g" a4 i. l( d) ^! ?
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9#
 楼主| 发表于 2022-5-8 22:09:54 | 只看该作者
大白小白 发表于 2022-5-8 19:283 M* v% z6 b% m3 Y) d
你是不是对塑料有什么误解?

* O; X$ V2 a* {$ w4 y7 N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; f& V2 @8 C9 I9 \+ Y& n& ~7 [

$ _+ l0 m4 j1 _# r  J* G+ s
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10#
 楼主| 发表于 2022-5-8 22:12:09 | 只看该作者
liuxiaoran 发表于 2022-5-8 21:56) U. Z* r) T- h
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。
. o$ K2 z1 I. Y0 p
: ^  p/ f4 C8 H& `4 P. b: Z% H# N1)钢,弹性 ...

! s" B1 q% D( K: W% R5 z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( o5 ^: }. l5 i8 E+ z0 w
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