本发明涉及一种机器人，具体涉及一种机器人固定底座，属于底座材料技术领域。
背景技术：
机器人(robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。其中执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为底座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。一般我们采用的方法是一块很大很厚的铁板上用结实的方管做成机器人底座架子，把机器人固定在架子上，大铁板用地脚螺栓固定根据不同需要，机器人底座可使机器人的工作空间增加0.2至2.50米，从而确保在各种不同的生产领域实现最佳的通达性。然而现有技术中机器人固定底座在使用过程中一般都存在机械性能较为一般，耐腐蚀性较差的情况，进而影响了机器人的使用。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种机械性能好，耐腐蚀性能优异的机器人固定底座。
本发明通过如下技术方案实现：一种机器人固定底座，所述机器人固定底座包括金属基体和包覆在金属基体的耐蚀层，金属基体由铝合金制成，所述耐蚀层为0.1-0.5μm厚度的有机疏水涂层。
本发明机器人固定底座在金属基体的表面包覆耐腐蚀层，耐蚀层较薄，不会影响金属基体的使用性能，并且有机疏水涂层还可以使固定底座的表面实现亲水到疏水的转变，获得自清洁功能。
在上述机器人固定底座中，所述的铝合金由如下质量百分比的成分组成：cu：1.2-1.5％，ni：1.2-1.5％，zr：0.6-0.8％，ti：0.3-0.6％，be：0.25-0.32％，ce：0.12-0.22％，余量为铝及不可避免的杂质。
本发明机器人固定底座基体的铝合金中加入了cu、ni、zr、ti、be和ce，铝元素熔点很高，熔解速度很慢，加入这些金属能与铝制成中间合金，再以中间合金的形式把元素引入到铝熔体，这样就避免了为加快熔解速度而增加温度带来的能源浪费，同时可以避免由于某些元素氧化而带入杂质，并能使其在较低的熔炼温度下实现高的吸收率和稳定性，有利于提高铝合金铸锭的质量同时降低能耗和成本。本发明中添加的金属元素纯度为99％及以上，可将杂质的带入量降至最低。本发明铝合金中添加的ni，分布在晶界和基体晶粒中，当合金发生塑性变形时，这些晶粒内部的球形富ni粒子会“钉扎”位错，而晶界上的弥散相会阻碍滑移系从一个晶粒传递到相邻晶粒，从而提高合金的强度。由于塑性变形时这些细小的球形富ni相会缓解晶界上的应力集中，延缓裂纹源的过早形成，所以在合金强度提高的同时伸长率也会相应提高。添加的微量ti，进一步提高固定底座的机械性能。添加了微量的zr元素，zr加入铝合金会形成细小弥散的al3zr弥散相，抑制合金的再结晶和晶粒长大，提高冷却固定底座的抗应力腐蚀和抗剥落(或层状)腐蚀性能，同时合金的热处理敏感性不会显著增加，从而取代mn、cr等元素。此外a13zr本身细小均匀，可以细化铸态组织，提高冷却固定底座的抗拉强度和屈服强度。
另外，在本发明固定底座基体铝合金中添加了微量的be和ce。be铍比铝和钛都轻，强度是钢的四倍。铍的吸热能力强，机械性能稳定，其中部分be与cu会反应生成铍青铜，改善固定底座基体铝合金的力学性能和抗腐蚀性能。ce是稀土元素中丰度最高的元素，加入该元素后，能形成一种特殊的铝-铈化合物，即金属间化合物，这种金属间化合物只有在2000℃以上才能熔化，可铸性高，热处理需求低，高温稳定性好。且铝-铈化合物阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金具有强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。
另外，在本发明发动机底座基体铝合金中添加了微量的ce元素。ce是稀土元素中丰度最高的元素，加入该元素后，能形成一种特殊的铝-铈化合物，即金属间化合物，这种金属间化合物只有在华氏2000℃以上才能熔化，可铸性高，热处理需求低，高温稳定性好。且铝-铈化合物阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金具有强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。
一种机器人固定底座的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粉末；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先烧结，再进行固溶处理与时效处理，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成耐蚀层，即得机器人固定底座。
本发明机器人固定底座的基体通过粉末压制制成，大幅度提高金属基体的硬度、拉伸强度和抗压强度，提高金属基体的机械强度，然后在金属基体表面通过进行两次超声波浸渍处理涂覆耐蚀层，有效提高了机器人固定底座的抗腐蚀性能，还使其具有自清洁功能。
在机器人固定底座的制备方法中，球磨时，球料比为25-30:1，球磨机转速为220-250rpm，球磨的时间为2-2.5h。
在机器人固定底座的制备方法中，粉末的粒径为3-10μm。控制粒径可以使原料充分混合，减少产品内部空隙。
在机器人固定底座的制备方法中，压制成型的压力为180-220mpa。
在机器人固定底座的制备方法中，烧结处理的温度为580-600℃，烧结时间为10-20min。
在机器人固定底座的制备方法中，固溶处理的温度为450-460℃，固溶处理的时间为1-2h，时效处理的温度为150-170℃，时效处理的时间为0.5-1h。
在机器人固定底座的制备方法中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.2-2.8％y、1.6-1.8％ce、1.8-2.0％咪唑啉油酸盐、1.1-1.3％乙醇，余量为水。咪唑啉油酸盐分子中的咪唑环能吸附于金属表面，金属表面形成稳定的保护膜，同时憎水支链能与有机疏水涂层紧密结合，在合金钢金属表面形成一层紧密的疏水涂层，阻碍了腐蚀介质与金属基体的接触，提高了底座的抗腐蚀性能。而适量的稀土元素y和ce能够提高合金钢金属表面的活性，乙醇的加入有效提高了咪唑啉油酸盐的整体反应活性，从而提高了咪唑啉油酸盐与金属基体表面的结合力，提高了有机疏水涂层在金属基体表面的附着力和抗剥离度。另外，稀土元素y和ce的添加还可进一步提高有机疏水涂层抗电化学腐蚀的性能。
在机器人固定底座的制备方法中，所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：22-24％的糊状pvc，3.5-4.5％二甲基乙醇胺，4-5％纳米beo，余量为正己烷。pvc具有优异的耐水、耐油和耐化学腐蚀性能，少量二甲基乙醇胺的添加有效提高了有机疏水涂层及金属基体的抗电化学腐蚀性，纳米beo的添加在疏水涂层中起到一种强化作用，使整个涂层致密均匀，有效弥补了涂层的孔隙，对腐蚀性离子如氢离子、氯离子有明显的阻滞作用，从而提高疏水涂层的抗蚀性能。并且beo具有较高的热导率，有效提高了疏水涂层的热导性能，防止机器人在运转过程中热量的集聚对固定底座造成的损害。
在机器人固定底座的制备方法中，超声波搅拌浸渍的超声波功率为450-480w，搅拌速度为380-400rmp，温度为45-50℃。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明机器人固定底座在金属基体表面涂覆较薄的耐蚀层，不仅提高了固定底座的耐腐蚀性，有机疏水涂层还使固定底座的表面实现亲水到疏水的转变，获得自清洁功能。
2、本发明机器人固定底座的金属基体配伍合理，加入了cu、ni、zr、ti、be和ce，通过各元素之间的协同作用，提高固定底座基体的强度、硬度、韧性等力学性能以及耐腐蚀性。
3、本发明机器人固定底座的金属基体通过粉末压制成型，大幅度提高金属基体的硬度、拉伸强度和抗压强度，提高金属基体的机械强度，然后在金属基体表面通过进行两次超声波浸渍处理涂覆耐蚀层，有效提高了机器人固定底座的抗腐蚀性能，还使其具有自清洁功能。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料：cu：1.3％，ni：1.3％，zr：0.7％，ti：0.4％，be：0.28％，ce：0.18％，余量为铝及不可避免的杂质，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粒径为5μm的粉末；其中，球磨时球料比为28:1，球磨机转速为230rpm，球磨的时间为2.2h；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中在200mpa下进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先在590℃下烧结15min，再在455℃下固溶处理1.5h，接着在160℃下时效处理0.8h，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成厚度为0.3μm的耐蚀层，即得机器人固定底座。其中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.5％y、1.7％ce、1.9％咪唑啉油酸盐、1.2％乙醇，余量为水；所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：23％的糊状pvc，4％二甲基乙醇胺，4.5％纳米beo，余量为正己烷；超声波搅拌浸渍的超声波功率为470w，搅拌速度为390rmp，温度为48℃。
实施例2
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料：cu：1.4％，ni：1.3％，zr：0.65％，ti：0.3％，be：0.3％，ce：0.15％，余量为铝及不可避免的杂质，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粒径为4μm的粉末；其中，球磨时球料比为26:1，球磨机转速为240rpm，球磨的时间为2.1h；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中在210mpa下进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先在585℃下烧结18min，再在452℃下固溶处理1.8h，接着在155℃下时效处理0.8h，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成厚度为0.4μm的耐蚀层，即得机器人固定底座。其中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.4％y、1.75％ce、1.85％咪唑啉油酸盐、1.25％乙醇，余量为水；所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：22.5％的糊状pvc，4.2％二甲基乙醇胺，4.2％纳米beo，余量为正己烷；超声波搅拌浸渍的超声波功率为460w，搅拌速度为390rmp，温度为49℃。
实施例3
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料：cu：1.3％，ni：1.4％，zr：0.75％，ti：0.5％，be：0.26％，ce：0.20％，余量为铝及不可避免的杂质，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粒径为8μm的粉末；其中，球磨时球料比为29:1，球磨机转速为225rpm，球磨的时间为2.4；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中在190mpa下进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先在595℃下烧结12min，再在458℃下固溶处理1.2h，接着在165℃下时效处理0.6h，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成厚度为0.2μm的耐蚀层，即得机器人固定底座。其中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.7％y、1.65％ce、1.95％咪唑啉油酸盐、1.15％乙醇，余量为水；所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：23.5％的糊状pvc，3.8％二甲基乙醇胺，4.8％纳米beo，余量为正己烷；超声波搅拌浸渍的超声波功率为455w，搅拌速度为385rmp，温度为46℃。
实施例4
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料：cu：1.5％，ni：1.2％，zr：0.8％，ti：0.3％，be：0.32％，ce：0.12％，余量为铝及不可避免的杂质，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粒径为10μm的粉末；其中，球磨时球料比为25:1，球磨机转速为220rpm，球磨的时间为2.5h；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中在220mpa下进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先在600℃下烧结10min，再在460℃下固溶处理1h，接着在170℃下时效处理0.5h，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成厚度为0.5μm的耐蚀层，即得机器人固定底座。其中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.2％y、1.8％ce、1.8％咪唑啉油酸盐、1.3％乙醇，余量为水；所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：24％的糊状pvc，3.5％二甲基乙醇胺，5％纳米beo，余量为正己烷；超声波搅拌浸渍的超声波功率为480w，搅拌速度为400rmp，温度为50℃。
实施例5
(1)制粉：称取金属基体的铝合金原料：cu：1.2％，ni：1.5％，zr：0.6％，ti：0.6％，be：0.25％，ce：0.22％，余量为铝及不可避免的杂质，把混合均匀的材料先球磨再气流磨制成粒径为3μm的粉末；其中，球磨时球料比为30:1，球磨机转速为220rpm，球磨的时间为2.5h；
(2)压制成型：将粉末在压力模具中在180mpa下进行压制成型，得机器人固定底座的金属基体坯件；
(3)热处理：将金属基体坯件先在580℃下烧结20min，再在450℃下固溶处理2h，接着在150℃下时效处理1h，得金属基体熟坯；
(4)表面处理：将金属基体熟坯经清洁处理和干燥，然后置于第一修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥，再置于第二修饰液中进行超声波浸渍处理，取出干燥后形成厚度为0.1μm的耐蚀层，即得机器人固定底座。其中，第一修饰液包括以下质量百分比的组分：2.8％y、1.6％ce、2.0％咪唑啉油酸盐、1.1％乙醇，余量为水；所述第二修饰液包括以下质量百分比的组分：22％的糊状pvc，4.5％二甲基乙醇胺，4％纳米beo，余量为正己烷；超声波搅拌浸渍的超声波功率为450w，搅拌速度为380rmp，温度为45℃。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，该对比例中机器人固定底座的表面不存在耐蚀层。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的金属基体的铝合金为普通市售的铝合金。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的金属基体的铝合金不含有be。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的金属基体的铝合金不含有ce。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的金属基体的铝合金不含有zr。
对比例6
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的制备中为普通的浇注，即不是粉末压制成型。
对比例7
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的制备中仅采用第一修饰液进行超声波浸渍处理。
对比例8
与实施例1的区别仅在于，该对比例机器人固定底座的制备中仅采用第二修饰液进行超声波浸渍处理。
将实施例1-5及对比例1-8中制得的机器人固定底座进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1：实施例1-5及对比例1-8中制得的机器人固定底座的性能
综上所述，本发明机器人固定底座采用配伍合理的铝合金制成金属基体，并通过粉末压制成型以及在金属基体表面通过进行两次超声波浸渍处理涂覆耐蚀层，有效提高了机器人固定底座的抗腐蚀性能，还使其具有自清洁功能。
鉴于本发明方案实施例众多，各实施例实验数据庞大众多，不适合于此处逐一列举说明，但是各实施例所需要验证的内容和得到的最终结论均接近。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。