Desain termal modul kontrol penggerak robot manipulator

Robot adalah mesin otomatis yang dapat menggantikan manusia untuk melakukan pekerjaan yang berbahaya dan kompleks di lingkungan yang tidak terstruktur. Ini adalah kompleks mesin, elektronik, perangkat lunak dan persepsi. Berbeda dengan produk konsumen. Ada banyak bagian robot. Jika skema pendahuluan tidak sepenuhnya dipertimbangkan, itu akan sering menghabiskan banyak sumber daya manusia dan material, dan kadang-kadang menyebabkan seluruh tubuh. Oleh karena itu, dalam proses pengembangan awal, perlu menggunakan metode keandalan seperti desain mekanik, desain termal dan analisis fluida untuk menghindari risiko, mengurangi jumlah pemeriksaan dan memperpendek siklus pengembangan.

Persyaratan Disipasi Panas:

Seperti yang ditunjukkan dalam legenda, karena keterbatasan struktur dan volume, 7 modul kontrol penggerak perlu diintegrasikan pada badan manipulator pengembangan, dan setiap modul kendali penggerak mengontrol sebuah motor. Modul kontrol drive adalah substrat aluminium, yang merupakan laminasi berlapis tembaga berbasis logam dengan fungsi pembuangan panas yang baik; Ketahanan suhu substrat aluminium (TS) dari modul kontrol drive adalah 85 . Ketika suhu melebihi 85 , modul kontrol drive berhenti bekerja. Rekomendasi resmi adalah bahwa TS 80 . Manipulator ini diterapkan pada produk robot medis. Suhu maksimum lingkungan kerja robot adalah 25 , yang memiliki persyaratan ketat pada suhu cangkang. Tujuh motor bekerja pada saat yang sama: 10 detik t 1 menit, dan suhu maksimum harus 51 .

Analisis Pra-fase:

Modul kontrol drive adalah substrat aluminium, sehingga modul kontrol drive perlu mentransfer panas ke struktur melalui bantalan termal . Menurut perhitungan sebelumnya, pendinginan udara paksa diperlukan di ruang terbatas untuk memastikan persyaratan pembuangan panas secara keseluruhan; Ada dua cara untuk merencanakan pembuangan panas:

1. Tujuh modul penggerak ditempelkan pada unit pendingin, dan unit pendingin + kipas aliran aksial + cangkang lengan mekanis dirancang untuk saluran udara; Jalur konduksi termal dari desain ini adalah sebagai berikut: penggerak modul kontrol → bantalan termal → heat sink → udara di dalam rongga (konveksi paksa) → cangkang rongga → udara di luar rongga (radiasi termal + konveksi alami). Namun Dalam desain ini, udara di rongga tidak dapat terhubung langsung dengan udara luar, dan ada hambatan termal yang besar di tengah, menyebabkan kinerja termal yang buruk.

2. Tujuh modul penggerak dipasang langsung ke cangkang manipulator, tambahkan desain sirip ke cangkang manipulator, kipas aksial dipasang di luar cangkang manipulator, dan pelat penutup ditambahkan untuk desain saluran udara.

Simulasi Termal:

Menggunakan perangkat lunak simulasi pintar untuk menyederhanakan modul dan melanjutkan analisis simulasi termal data.

Menurut diagram awan suhu simulasi termal shell, posisi dengan suhu shell yang lebih tinggi ada di sisi kanan, shell atas maks=44,9 , min=42,35 , dan substrat aluminium dari papan kontrol drive maks=47,6 , yang memenuhi persyaratan desain

Melalui analisis desain termal, insinyur dapat memiliki pemahaman yang lebih dalam tentang bagaimana desain termal diintegrasikan ke dalam desain struktural pada tahap awal desain, dan ide ini dapat digunakan untuk referensi dalam proses desain selanjutnya untuk memandu desain struktural. Pada saat yang sama, simulasi termal dapat dengan cepat menemukan kekurangan dalam desain dan mengoptimalkan arah desain.