一種用于擦玻璃機器人的同步帶及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種同步帶，尤其涉及一種用于擦玻璃機器人的同步帶及其制造方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著國內經濟的發展，城市高層建筑成倍的增長，衍生出繁重的壁面清洗任務，許 多國家已對建筑壁面的清洗要求做出了明確規定，目前大部分的高樓外壁玻璃采用人工清 洗完成，這種方式不僅投入大、效率低，還極其危險。另一方面，越來越奇特的建筑結構使清 洗的難度成倍增加，采用傳統的清洗方法已無能為力。擦玻璃機器人應運而生，其采用人工 智能技術，除了會自動導航路徑外，還能自動擦完整片玻璃后自動停止。擦玻璃機器人的使 用將大大降低高層建筑的清洗成本，改善工人的勞動環境，提高勞動生產率，具有相當的社 會、經濟意義和廣闊的應用前景。
[0003] 目前市場上已經有各種各樣的擦玻璃機器人，常用的擦玻璃機器人一般包括控制 單元、驅動單元、行走單元、吸附裝置和清潔單元。擦玻璃機器人通過控制單元控制驅動單 元，從而驅動行走單元行走，并通過吸附裝置吸附在玻璃上。行走單元中的行走裝置可使擦 玻璃機器人在玻璃工作表面行走時保持比較平穩的狀態，而沒有震動。常見的擦玻璃機器 人的行走單元則是通過同步帶實現在玻璃上的移動。同步帶是一根內周表面設有等間距齒 形的環行帶，轉動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。傳輸用同步帶傳動具有準確 的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩，能吸振，噪音小，傳動比范圍大。擦玻璃機 器人一般需要在玻璃上不斷的行走，對玻璃進行擦洗，才能保證玻璃擦洗均勻干凈。然而， 當玻璃濕潤以后，同步帶與濕玻璃之間的摩擦系數大大降低，導致機器在玻璃上打滑而不 能正常運行，嚴重的甚至還會掉落，危及窗下行人的安全。因而，控制擦玻璃機器人的同步 帶與干、濕玻璃間的摩擦系數成為擦玻璃機器人能否正常運作的關鍵問題之一。
[0004] 目前常見的同步帶表面材料有聚氨酯橡膠、丁腈橡膠、硅膠等。聚氨酯橡膠是早期 的同步帶主體經常采用的材料，聚氨酯橡膠具有一般液體橡膠的優點，耐磨性好、工藝簡 單、成型方便，但是，聚氨酯橡膠的耐熱和耐水性較差，在80°c左右就容易發粘，在潮濕的環 境下容易水解，導致同步帶的強度明顯下降，另外聚氨酯材料與干玻璃的摩擦系數為3.7、 與濕玻璃摩擦系數0.4。丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要 采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強，但是，丁腈橡 膠耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。丁腈膠材料與干玻璃的摩擦系數為 1.8、與濕玻璃的摩擦系數為0.4;透明硅膠是無色或皮膚色油狀液體，硫化后成為柔軟的彈 性材料.溫度范圍在_65°C至200°C下可長期使用并保持其柔軟彈性性能，有電性能和化學 穩定性，耐水、耐臭氧、耐氣候老化，無腐蝕性，有生理惰性，無毒無味，線收縮率低，透明硅 膠材料與干玻璃的摩擦系數為1.7、與濕玻璃的摩擦系數為濕摩擦系數0.4。當同步帶與玻 璃之間摩擦系數比較大時，擦玻璃機器人往往因為無法克服同步帶與玻璃之間較大的摩擦 力而導致擦玻璃裝置在玻璃上走不動，或者運行不暢，影響了擦玻璃裝置的性能；當同步帶 與玻璃之間摩擦系數比較小時，機器在玻璃上易打滑而不能正常運行。因而制備一種與干、 濕玻璃的摩擦系數均適宜的新型同步帶，成為迫切需要解決的事情。
【發明內容】
[0005] 本發明的主要目的在于提供一種用于擦玻璃機器人的同步帶，該同步帶的濕玻璃 摩擦系數較高，有利于避免擦玻璃機器人在濕玻璃上移動時出現打滑。
[0006] 本發明的另一個目的在于提供一種用于擦玻璃機器人的同步帶，該同步帶的抗拉 強度較高。
[0007] 本發明的另一個目的在于提供一種制造上述同步帶的方法。
[0008] 為達到以上目的，本發明提供一種用于擦玻璃機器人的同步帶，所述同步帶由膠 料和強力線繩澆注而成，所述膠料包括以下組分，各組分按重量份計： 氯磺化聚乙烯（CSM) 25-45份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 20-40份 二氧化硅制品 10-30份 炭黑 6-10份 硫化劑 4-5份 軟化劑 1-3份 促進劑 1.0-1.5份 防老劑 0.5-0.7份
[0009] 所述強力線繩為滌綸纖維或芳綸纖維。滌綸纖維和芳綸纖維的壽命長，具有良好 的耐尚溫性能。
[0010] 所述膠料中二氧化硅制品選自以下一種或幾種:含水二氧化硅、無水膠態二氧化 硅(即微粉硅膠）、納米二氧化硅。
[0011] 所述膠料中的炭黑是一種無定形碳，其比表面積非常大。炭黑是同步帶補強填充 體系中重要的補強填充劑，對同步帶的物理機械性能和加工工藝都有重要影響。優選地，炭 黑的粒徑為50nm~1 OOnm 〇
[0012] 優選地，所述膠料中的硫化劑為硫磺。
[0013] 優選地，所述膠料中的軟化劑為芳烴、石蠟油或石油樹脂。以上三類軟化劑均屬于 石油系軟化劑。石油系軟化劑是石油煉制過程中的加工產物，也是橡膠加工中使用最多的 軟化劑，具有軟化效果好，來源豐富，成本低廉的特點。
[0014] 優選地，所述膠料中的促進劑為促進劑TMTD。
[0015] 優選地，所述膠料中的防老劑為防老劑4010。防老劑4010又名N-環己基W -苯基 對苯二胺。
[0016 ]本發明還提供一種所述同步帶的制造方法，包括以下步驟： (1)將原料按照以下配比進行煉膠，煉膠溫度為85~95°C，煉膠時間為20~30min: 氯磺化聚乙烯（CSM) 25-45份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 20-40份 二氧化硅制品 ' 10-30份 炭黑 6-10份 硫化劑 4-5份 軟化劑 1-3份 促進劑 1.0-1.5份 防老劑 0.5-0.7份 (2) 將強力線繩整齊地纏繞在成型模具的內模模具上，將所述成型模具放入烘箱中，于 95~120°C下加熱35~60min后取出； (3) 將步驟（1)得到的膠料注入步驟(2)中的成型模具內進行離心澆注，直至有膠料從 模腔溢出為止，將成型模具移入烘箱中于100~120°C下熱處理1.5-2.5h，冷卻脫模后即得 到所述同步帶。
[0017] 值得一提的是，在步驟(2)中，成型模具包括內模和外模，在加工時，先將強力線繩 纏繞在內模上，然后再將外模與內模組裝在一起放入烘箱中。
[0018] 優選地，步驟(3)具體的為:將步驟（1)所得膠料注入步驟(2)中的成型模具內，在 2000r/min速度下進行離心饒注至有膠料從模腔溢出為止，繼續在2000r/min速度下離心旋 轉3~5min后停止離心機轉動，將成型模具移入烘箱中于100~120°C下熱處理1.5-2.5h，冷 卻脫模后即得到所述同步帶。
[0019] 本發明的上述優選實施例具有以下有益效果： 1. 本發明同步帶與傳統同步帶相比，其濕玻璃摩擦系數得到極大的提升，使得使用本 發明同步帶的擦玻璃機器人在工作時更穩定，不易打滑。 2. 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠含有大量雙鍵，易受臭氧作用而龜裂，而氯磺化聚乙 烯有優異的耐臭氧性，將兩者按一定配比組合實現了優勢互補，使得同步帶不易龜裂，由于 用在擦玻璃機器人上的同步帶通常的使用環境為戶外，通過提高同步帶的耐臭氧性，有利 于提高同步帶的使用壽命。 3. 本發明的同步帶通過添加炭黑和二氧化娃制品，極大的提高了同步帶的耐磨性以及 機械強度。
【具體實施方式】
[0020] 以下描述用于揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優 選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。
[0021 ] 實施例1
[0022] 按照如下步驟，制造同步帶： (1)將原料按照以下配比進行煉膠，煉膠溫度為85°C，煉膠時間為25min: 氯磺化聚乙烯（CSM) 35份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 30份 無水二氧化硅 20份 炭黑 8份 硫磺 4份 軟化劑 1.5份 促進劑 1份 防老劑 0.5份 (2) 將滌綸纖維整齊地纏繞在成型模具的內模模具上，將成型模具放入烘箱中，于95°C 下加熱60min后取出； (3) 將步驟(1)所得膠料注入步驟(2)中的成型模具內，在2000r/min速度下進行離心澆 注至有膠料從模腔溢出為止，繼續在2000r/min速度下離心旋轉3~5min后停止離心機轉 動，將成型模具移入烘箱中于l〇〇°C下熱處理2.5h，冷卻脫模后即得到同步帶。
[0023] 實施例2
[0024] 按照如下步驟，制造同步帶： (1) 將原料按照以下配比進行煉膠，煉膠溫度為85°C，煉膠時間為25min: 氯磺化聚乙烯（CSM) 35份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 30份 含水二氧化硅 20份 炭黑 8份 硫磺 4份 軟化劑 1.5份 促進劑 1份 防老劑 〇.5份 (2) 將滌綸纖維整齊地纏繞在成型模具的內模模具上，將成型模具放入烘箱中，于95°C 下加熱60min后取出； (3) 將步驟(1)所得膠料注入步驟(2)中的成型模具內，在2000r/min速度下進行離心澆 注至有膠料從模腔溢出為止，繼續在2000r/min速度下離心旋轉3~5min后停止離心機轉 動，將成型模具移入烘箱中于l〇〇°C下熱處理2.5h，冷卻脫模后即得到同步帶。
[0025] 實施例3
[0026] 按照如下步驟，制造同步帶： (1)將原料按照以下配比進行煉膠，煉膠溫度為85°C，煉膠時間為25min: 氯磺化聚乙烯（CSM) 35份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 30份 納米二氧化桂（平均粒徑40nm) 20份 炭黑 8份 硫磺 4份 軟化劑 1.5份 促進劑 1份 防老劑 份 (2) 將滌綸纖維整齊地纏繞在成型模具的內模模具上，將成型模具放入烘箱中，于95°C 下加熱60min后取出； (3) 將步驟(1)所得膠料注入步驟(2)中的成型模具內，在2000r/min速度下進行離心澆 注至有膠料從模腔溢出為止，繼續在2000r/min速度下離心旋轉3~5min后停止離心機轉 動，將成型模具移入烘箱中于l〇〇°C下熱處理2.5h，冷卻脫模后即得到同步帶。
[0027] 對比例4
[0028] 按照如下步驟，制造同步帶： (1) 將原料按照以下配比進行煉膠，煉膠溫度為85°c，煉膠時間為25min: 氯磺化聚乙烯（CSM) 25份 苯乙烯-丁二烯-異戊二烯橡膠 40份 含水二氧化硅 20份