Projekt termiczny modułu sterowania napędem manipulatora robota

Robot to automatyczna maszyna, która może zastąpić ludzi do wykonywania niebezpiecznej i złożonej pracy w nieustrukturyzowanym środowisku. To zespół maszyn, elektroniki, oprogramowania i percepcji. Różni się od produktów konsumenckich. Istnieje wiele części robota. Jeśli wstępny schemat nie zostanie w pełni przemyślany, często pochłonie wiele zasobów ludzkich i materialnych, a czasem poprowadzi całe ciało. Dlatego na wczesnym etapie rozwoju konieczne jest stosowanie metod niezawodności, takich jak projektowanie mechaniczne, projektowanie termiczne i analiza płynów, aby uniknąć ryzyka, zmniejszyć liczbę korekt i skrócić cykl rozwoju.

Wymagania dotyczące rozpraszania ciepła:

Jak pokazano w legendzie, ze względu na ograniczenia struktury i objętości, 7 modułów sterowania napędem musi być zintegrowanych w korpusie manipulatora rozwoju, a każdy moduł sterowania napędem steruje silnikiem. Moduł sterowania napędem jest aluminiowym podłożem, które jest miedzianym laminatem pokrytym metalem o dobrej funkcji rozpraszania ciepła; Odporność temperaturowa podłoża aluminiowego (TS) modułu sterującego napędem wynosi 85℃. Gdy temperatura przekroczy 85 ℃, moduł sterowania napędem przestaje działać. Oficjalne zalecenie jest takie, że TS ≤ 80 ℃. Ten manipulator jest stosowany do produktów robotów medycznych. Maksymalna temperatura środowiska pracy robota wynosi 25 ℃, co ma surowe wymagania dotyczące temperatury powłoki. Jednocześnie pracuje siedem silników: 10s ≤ t ≤ 1min, a maksymalna temperatura musi wynosić ≤ 51 ℃.

Analizy przedfazowe:

Moduł sterowania napędem to podłoże aluminiowe, więc moduł sterowania napędem musi przenosić ciepło do konstrukcji poprzez podkładkę termiczną. Zgodnie z poprzednimi obliczeniami w ograniczonej przestrzeni wymagane jest wymuszone chłodzenie powietrzem, aby zapewnić ogólne wymagania dotyczące rozpraszania ciepła; Istnieją dwa sposoby planowania rozpraszania ciepła:

1. Siedem modułów napędowych jest wklejonych na radiator, a osłona ramienia mechanicznego + wentylatora osiowego + radiatora jest przeznaczona do kanału powietrznego; Ścieżka przewodzenia ciepła w tej konstrukcji jest następująca: napęd moduł sterujący → podkładka termiczna → radiator → powietrze we wnęce (konwekcja wymuszona) → powłoka wnęki → powietrze na zewnątrz wnęki (konwekcja naturalna + promieniowanie cieplne). Jednak ，W tej konstrukcji powietrze we wnęce nie może być bezpośrednio połączone z powietrzem zewnętrznym, a w środku występuje duży opór cieplny, co prowadzi do złej wydajności termicznej.

2. Siedem modułów napędowych jest bezpośrednio przymocowanych do osłony manipulatora, dodaje projekt płetwy do osłony manipulatora, wentylator osiowy jest instalowany na zewnątrz osłony manipulatora, a płyta osłonowa jest dodawana do konstrukcji kanału powietrznego.

Symulacja termiczna:

Korzystanie z oprogramowania do inteligentnej symulacji w celu uproszczenia modułu i kontynuowania analizy danych w symulacji termicznej.

Zgodnie z wykresem chmury temperatury symulacji termicznej powłoki, pozycja o wyższej temperaturze powłoki znajduje się po prawej stronie, górna powłoka max=44,9 ℃, min=42,35 ℃, a aluminiowe podłoże płyty sterującej napędem max=47,6 ℃ , który spełnia wymagania projektowe

Dzięki analizie projektu termicznego inżynierowie mogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób projekt termiczny jest zintegrowany z projektem konstrukcyjnym na wczesnym etapie projektowania, a pomysł ten może być wykorzystany jako punkt odniesienia w późniejszym procesie projektowania, aby kierować projektem konstrukcyjnym. Jednocześnie symulacja termiczna może szybko znaleźć braki w projekcie i zoptymalizować kierunek projektowania.