[實用新型]一種機械臂

有效

• 申請號: 202020249915.7
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN211769926U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李道學
• 申請（專利權）人: 廣東宇順新材料科技有限公司
• 主分類號: B66C23/48
• 分類號: B66C23/48;B66C23/62;B66C23/64;B32B9/00;B32B9/04;B32B27/28;B32B27/12;B32B1/08;B32B33/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 肖宇揚;付靜

本實用新型提供一種機械臂：具有中空的管狀結構，管狀結構的管壁由復數層的層狀結構組成，層狀結構包括至少三層碳纖維層和至少兩層PMI膜卷覆復合而形成，每層PMI膜的內側和外側均為碳纖維層，且管壁的基底層和蒙皮層均為碳纖維層；機械臂包括吊臂，吊臂由管狀結構組成。在管狀結構的管壁中，具有優異力學性能的PMI膜對碳纖維層起到承托、補強的作用。由上述管狀結構構成的吊臂具有較高的強度、韌性、耐用性和安全性，能夠承受較大的載荷，不易斷裂。另外，管狀結構的材質為碳纖維和PMI，不會發生銹蝕，而且，管狀結構為中空結構，能夠使吊臂保持輕巧，具有較高的可操控性，便于轉移和安裝。

技術領域

本實用新型屬于起重吊裝設備領域，具體地，涉及一種機械臂。

背景技術

隨著現代工業的快速發展，工業設備越來越智能化和高效率化，在一些流水線作業上用到了大量的機械臂裝置。機械臂的安全性和可靠性是決定其核心競爭力的關鍵。目前，機械臂多使用鋼材料制造，重量較大，對車架、底盤的載荷要求較高，油耗很大，機動性較差；同時，鋼材質的機械臂強度不高、抗彎折性能不高，臂身易因疲勞破壞出現局部變形、開裂等問題；另外，工程車的作業環境惡劣，鋼材質的臂身易發生腐蝕問題。

碳纖維是一種由碳元素組成的特種纖維，具有耐高溫、抗摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特性。碳纖維的外形呈纖維狀、柔軟、可加工成各種織物，由于其石墨微晶結構沿纖維軸擇優取向，因此沿纖維軸方向有很高的強度和模量。碳纖維的密度小，因此比強度和比模量高。碳纖維具有質輕、不彎曲、沖擊吸收性能好等優點，但也具有表面硬度不佳、造價貴的缺點，當受到的外力高于能承受的最大破壞強度時，會造成斷裂。

聚甲基丙烯酰亞胺泡沫(polymethacrylimide,PMI)是一種交聯的、孔徑分布均勻的泡沫，具有卓越的結構穩定性和高機械強度。PMI具有比其他聚合物泡沫材料更高的比強度、比模量、耐熱性和耐濕熱性能，以及更好的抗高溫蠕變性能和尺寸穩定性。PMI是目前世界上比強度(強度/密度)和比模量(模量/密度)最高的泡沫材料，并且具有優異的耐高溫性能和尺寸穩定性能，是制造輕質高強復合材料管壁理想的芯材。此外，由于PMI的閉孔率高，孔徑分布均勻，吸濕率低，使其作為芯材的夾芯復合材料具有遠優于蜂窩復合材料的耐久性和耐環境性。

實用新型內容

根據本實用新型的一個方面，提供一種機械臂，以解決有技術所存在的技術問題中的至少一個。

根據本實用新型的一個方面，提供一種機械臂：具有中空的管狀結構，管狀結構的管壁由復數層的層狀結構組成，層狀結構包括至少三層碳纖維層和至少兩層PMI膜卷覆復合而形成，每層PMI膜的內側和外側均為碳纖維層，且管壁的基底層和蒙皮層均為碳纖維層；機械臂包括吊臂，吊臂由管狀結構組成。

凡是帶有中空內腔的中空體皆屬于本實用新型述及的管狀結構。在管狀結構的管壁中，PMI膜和碳纖維層復合形成多層三明治夾心結構，具有優異力學性能的PMI膜對碳纖維層起到承托、補強的作用，使管狀結構具有高強的抗拉伸性、耐壓性、比剛度、比強度和耐腐蝕性能。由上述管狀結構構成的吊臂具有較高的強度、韌性、耐用性和安全性，能夠承受較大的載荷，不易斷裂。另外，管狀結構的材質為碳纖維和PMI，不會發生銹蝕，而且，管狀結構為中空結構，能夠使吊臂保持輕巧，具有較高的可操控性，便于轉移和安裝。

優選地，PMI膜由100％PMI制成。

優選地，PMI膜的厚度不超過1mm。

厚度不超過1mm的PMI膜在常溫下具有一定的可卷曲性，應用這種PMI膜作為制備管壁的芯層材料，可以直接將PMI膜貼合基材的輪廓復合在基材外側，便于批量制作吊臂。此外，相對于厚板間的復合，薄層間結合的復合具有較大的層間結合力，層間結合得更為緊密，不易脫層，提高了吊臂的整合性以及力學性能。在管狀結構的管壁中，每層PMI膜的厚度占比較小，因此，可以采用多層PMI膜復合的形式使車架具有更大的機械強度。

可選地，PMI膜直接包覆在其內側碳纖維層的外圍。