炭素繊維マニピュレータの応用分野

1. 産業機器

ロボットアームは空間位置や作業要件に応じてあらゆるワークピースを移動させ、工業生産に必要な機器コンポーネントを完成させることができます。カーボンファイバーマニピュレーターはロボットの重要な可動部品として、マニピュレーターの軽量化要件を満たすことができます。カーボンファイバーの比重は約 1.6g/cm3 ですが、マニピュレーターに使用される従来の材料 (例としてアルミニウム合金) の比重は 2.7g/cm3 です。したがって、カーボンファイバーロボットアームはこれまでのロボットアームの中で最も軽量であり、産業用ロボットの重量を軽減してエネルギー消費を節約でき、軽量化は精度の向上と製品の廃棄率の削減にも非常に役立ちます。

さらに、カーボンファイバー製メカニカルアームは軽量なだけでなく、その強度と剛性も軽視できません。アルミニウム合金の引張強度は約800Mpaですが、炭素繊維複合材料は約2000Mpaであり、その利点は明らかです。産業用炭素繊維マニピュレーターは、人間の重労働を代替し、労働者の労働強度を大幅に軽減し、労働条件を改善し、労働生産性と生産自動化レベルを向上させることができます。

2. 医療分野

手術の分野、特に低侵襲手術では、ロボットは手術器具の正確な制御を実現できます。外科手術にカーボンファイバーロボットアームを適用すると、医師の視野が広がり、手の震えが軽減され、傷の回復が促進されます。ロボットの性能や手術の精度を大きく向上させる炭素繊維複合材料ですが、実は医療分野でも炭素繊維複合材料が使われることは珍しくありません。

有名なダ ヴィンチ手術ロボットは、成人および小児の一般外科、胸部外科、泌尿器科、産婦人科、頭頸部外科、心臓外科で使用できます。低侵襲手術において、これまでにない精密な手術器具の制御が可能になります。手術中、主任外科医はコンソールに座り、3Dビジョンシステムとモーションキャリブレーションシステムを介して制御を操作し、カーボンファイバーロボットアームと手術器具をシミュレートすることで医師の技術的な動きと手術を完了します。

3. EOD オペレーション

EOD ロボットは、EOD 職員が不審な爆発物を処理または破壊するために使用する専門的な機器です。危険に直面した場合、警備員に代わって現場調査を行うことができ、現場の映像をリアルタイムに送信することもできる。爆発物と思われる物品やその他の有害な物品を運搬したり移送したりできることに加えて、爆発物担当者の代わりに爆発物を使用して爆弾を破壊することもできるため、死傷者を避けることができます。

そのため、EOD ロボットには高い把握能力と高精度、そしてある程度の重量に耐えられることが求められます。カーボンファイバー製マニピュレーターは軽量で鋼鉄の数倍の強度があり、振動やクリープが少ないです。EODロボットの動作要件を実現できます。

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