Proiectarea termică a modulului de control al acționării al manipulatorului robot

Robotul este o mașină automată care poate înlocui ființele umane pentru a se angaja în muncă periculoasă și complexă într-un mediu nestructurat. Este un complex de mașini, electronice, software și percepție. Este diferit de produsele de consum. Există multe piese de robot. Dacă schema preliminară nu este luată în considerare pe deplin, aceasta va consuma adesea o mulțime de resurse umane și materiale și, uneori, va conduce întregul organism. Prin urmare, în procesul de dezvoltare timpurie, este necesar să se utilizeze metode de fiabilitate precum proiectarea mecanică, proiectarea termică și analiza fluidelor pentru a evita riscurile, a reduce numărul de probe și a scurta ciclul de dezvoltare.

Cerință de disipare a căldurii:

După cum se arată în legendă, din cauza limitării structurii și volumului, 7 module de control al unității trebuie să fie integrate pe corpul manipulatorului de dezvoltare, iar fiecare modul de control al unității controlează un motor. Modulul de control al unității este un substrat din aluminiu, care este un laminat placat cu cupru pe bază de metal, cu funcție bună de disipare a căldurii; Rezistența la temperatură a substratului de aluminiu (TS) al modulului de control al convertizorului este de 85 ℃. Când temperatura depășește 85 ℃, modulul de control al conducerii nu mai funcționează. Recomandarea oficială este ca TS ≤ 80 ℃. Acest manipulator este aplicat produselor robotizate medicale. Temperatura maximă a mediului de lucru al robotului este de 25 ℃, ceea ce are cerințe stricte privind temperatura carcasei. Șapte motoare funcționează în același timp: 10s ≤ t ≤ 1 min, iar temperatura maximă trebuie să fie ≤ 51 ℃.

Analize prefaze:

Modulul de control al unității este un substrat din aluminiu, astfel încât modulul de control al unității trebuie să transfere căldură către structură printr-un tampon termic. Conform calculului anterior, este necesară răcirea forțată cu aer în spațiul limitat pentru a asigura cerințele generale de disipare a căldurii; Există două moduri de a planifica disiparea căldurii:

1.Șapte module de antrenare sunt lipite pe un radiator, iar radiatorul + ventilatorul cu flux axial + carcasa brațului mecanic este proiectat pentru conducta de aer; Calea conducției termice a acestui design este după cum urmează: modul de control → panou termic → radiator → aer în cavitate (convecție forțată) → înveliș al cavității → aer în afara cavității (convecție naturală + radiație termică). Cu toate acestea, în acest design, aerul din cavitate nu poate fi conectat direct cu aerul exterior și există o rezistență termică mare în mijloc, ceea ce duce la performanțe termice proaste.

2. Cele șapte module de acționare sunt atașate direct la carcasa manipulatorului, adaugă un design de aripioare la carcasa manipulatorului, ventilatorul axial este instalat în afara carcasei manipulatorului și se adaugă o placă de acoperire pentru proiectarea conductelor de aer.

Simulare termică:

Folosind un software de simulare inteligent pentru a simplifica modulul și pentru a continua analiza de simulare termică a datelor.

În conformitate cu diagrama norului de temperatură de simulare termică a carcasei, poziția cu o temperatură mai mare a carcasei este în partea dreaptă, carcasa superioară max=44,9 ℃, min=42,35 ℃ și substratul de aluminiu al plăcii de control al unității max=47,6 ℃ , care îndeplinește cerințele de proiectare

Prin analiza de proiectare termică, inginerii pot avea o înțelegere mai profundă a modului în care proiectarea termică este integrată în proiectarea structurală în stadiul incipient al proiectării, iar această idee poate fi folosită ca referință în procesul de proiectare ulterior pentru a ghida proiectarea structurală. În același timp, simularea termică poate identifica rapid deficiențele în proiectare și poate optimiza direcția de proiectare.