机器人手臂是一个高度非线性、多输入多输出、强耦合的复杂系统，因为其具有独特的操作灵活性，已在工业装配等领域得到广泛应用。碳纤维具备出色的力学性能，是目前已大量生产的高性能纤维中具有高比模量和高比强度的纤维，除此之外，碳纤维还具有耐腐蚀、抗疲劳、热膨胀系数低等优势，目前，越来越多的机器人手臂开始采用碳纤维复合材料。
作为一个运动性部件，机械臂原材料决定了机械臂的静态、动态功能。传统机械臂多是采用铝合金、合金钢等轻型合金作为原材料，但碳纤维材料制成的机械臂，无论是比重、蠕变、强度，包括成本等多方面要素进行比较，碳纤维机械臂都占据了相当多的优势。
在比重方面，机械臂的自重会影响其自身的运动快捷性和运动的动力消耗能，同时还需要具有良好的受控性。铝的密度为2.7g/cm3，钢的密度为7.8g/cm3，而碳纤维仅有1.7g/cm3，北京某研究所的碳纤维6轴关节机器人手臂是由君彰新材料所研制，根据君彰科技给出的数据显示，整体机械臂总重仅有3kg，整体重量比传统材质机械臂减重约50%以上。
在强度方面，机械臂除了自重之外，还需承担爪件的重量，这就要求机械臂在接受载荷时不能有开裂和应变。钢的强度约为800MPa，而碳纤维复合材料的强度约为2000MPa，碳纤维的强度要远高于钢，同时碳纤维的高韧性高比模量等优点也是钢所不具备的。
在成本方面，虽然碳纤维原材料价格要远远高于传统金属，但经过众多材料人的努力，已经将碳纤维机械臂与传统金属机械臂之间的价格差距拉近，而君彰新材料的技术团对也针对碳纤维机械臂产品进行优化升级，目前几乎可以做到两者间的成本价格相差无几。
国内碳纤维机械臂的发展十分迅速，政府颁布的政策支持也起到了很大的帮助作用。政府相继颁布了《中国制造2020》、“十三五规划”和《机器人产业发展规划（2016-2020年）》等政策扶持机器人产业的发展。有了政策支持，再加上碳纤维机械臂的产品优势和广阔的市场需求，碳纤维机械臂在国内的发展前景不可估量。 |
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