Robotmanipulator van Thermal Design

    Robot is een automatische machine die mensen kan vervangen om gevaarlijke en complexe arbeid te verrichten in een ongestructureerde omgeving. Het is een complex van machines, elektronica, software en perceptie. Het is anders dan bij consumentenproducten. Er zijn veel robotonderdelen. Als het voorlopige schema niet volledig wordt overwogen, zal het vaak veel menselijke en materiële middelen verbruiken en soms het hele lichaam leiden. Daarom is het in het vroege ontwikkelingsproces noodzakelijk om betrouwbaarheidsmethoden te gebruiken, zoals mechanisch ontwerp, thermisch ontwerp en vloeistofanalyse om risico's te vermijden, het aantal proefdrukken te verminderen en de ontwikkelingscyclus te verkorten.

Vereiste warmteafvoer:

Zoals weergegeven in de legenda, moeten vanwege de beperking van structuur en volume 7 besturingsmodules van de omvormer worden geïntegreerd in de behuizing van de ontwikkelmanipulator, en elke besturingsmodule van de omvormer bestuurt een motor. De besturingsmodule van de omvormer is een aluminium substraat, een met koper bekleed laminaat op metaalbasis met een goede warmteafvoerfunctie; De temperatuurbestendigheid van het aluminiumsubstraat (TS) van de besturingsmodule van de omvormer is 85 graden. Wanneer de temperatuur 85 graden overschrijdt, stopt de besturingsmodule van de omvormer met werken. De officiële aanbeveling is dat TS minder dan of gelijk is aan 80 graden. Deze manipulator wordt toegepast op medische robotproducten. De maximale temperatuur van de werkomgeving van de robot is 25 graden, wat strenge eisen stelt aan de schaaltemperatuur. Zeven motoren werken tegelijkertijd: 10s Minder dan of gelijk aan t Minder dan of gelijk aan 1min, en de maximale temperatuur moet kleiner zijn dan of gelijk aan 51 graden.

Pre-fase analyses:

De besturingsmodule van de omvormer is een aluminium substraat, dus de besturingsmodule van de omvormer moet warmte naar de structuur overbrengen via een thermisch kussen . Volgens de vorige berekening is in de beperkte ruimte geforceerde luchtkoeling vereist om aan de algehele vereisten voor warmteafvoer te voldoen; Er zijn twee manieren om warmteafvoer te plannen:

1. Zeven aandrijfmodules zijn op een koellichaam geplakt en het koellichaam plus axiale ventilator plus mechanische armschaal is ontworpen voor luchtkanaal; Het warmtegeleidingspad van dit ontwerp is als volgt: regelmodule omvormer → thermisch kussen → koellichaam → lucht in de holte (geforceerde convectie) → holteschil → lucht buiten de holte (natuurlijke convectie plus thermische straling). In dit ontwerp kan de lucht in de spouw echter niet rechtstreeks worden verbonden met de buitenlucht en is er een grote thermische weerstand in het midden, wat leidt tot slechte thermische prestaties.

2. De zeven aandrijfmodules zijn direct bevestigd aan de schaal van de manipulator, voegen een vinontwerp toe aan de schaal van de manipulator, de axiale ventilator wordt buiten de schaal van de manipulator geïnstalleerd en er wordt een afdekplaat toegevoegd voor het ontwerp van het luchtkanaal.

Thermische simulatie:

Gebruik slimme simulatiesoftware om de module te vereenvoudigen en de thermische simulatieanalyse van de gegevens voort te zetten.

Volgens het temperatuurwolkdiagram van de thermische simulatie van de schaal, bevindt de positie met hogere schaaltemperatuur zich aan de rechterkant, de bovenste schaal max=44.9 graden, min=42.35 graden en de aluminium substraat van de besturingskaart van de omvormer max=47.6 graden, wat voldoet aan de ontwerpvereisten.

Door middel van thermische ontwerpanalyse kunnen ingenieurs een beter begrip krijgen van hoe thermisch ontwerp wordt geïntegreerd in structureel ontwerp in de vroege ontwerpfase, en dit idee kan als referentie worden gebruikt in het daaropvolgende ontwerpproces om structureel ontwerp te begeleiden. Tegelijkertijd kan thermische simulatie snel de tekortkomingen in het ontwerp vinden en de ontwerprichting optimaliseren.