Roboto manipuliatoriaus pavaros valdymo modulio šiluminė konstrukcija

Robotas yra automatinė mašina, kuri gali pakeisti žmones, kad jie galėtų atlikti pavojingą ir sudėtingą darbą nestruktūrizuotoje aplinkoje. Tai mašinų, elektronikos, programinės įrangos ir suvokimo kompleksas. Tai skiriasi nuo plataus vartojimo prekių. Yra daug roboto dalių. Jei preliminari schema nėra iki galo apgalvota, ji dažnai sunaudos daug žmogiškųjų ir materialinių išteklių, o kartais lems visą organizmą. Todėl ankstyvame kūrimo procese būtina naudoti patikimumo metodus, tokius kaip mechaninis projektavimas, terminis projektavimas ir skysčių analizė, siekiant išvengti rizikos, sumažinti patikrinimų skaičių ir sutrumpinti kūrimo ciklą.

Šilumos išsklaidymo reikalavimas:

Kaip parodyta legendoje, dėl struktūros ir tūrio apribojimų kūrimo manipuliatoriaus korpuse reikia integruoti 7 pavaros valdymo modulius, o kiekvienas pavaros valdymo modulis valdo variklį. Pavaros valdymo modulis yra aliuminio substratas, kuris yra metalo pagrindu padengtas variu laminatas, turintis gerą šilumos išsklaidymo funkciją; Pavaros valdymo modulio aliuminio pagrindo (TS) atsparumas temperatūrai yra 85 ℃. Kai temperatūra viršija 85 ℃, pavaros valdymo modulis nustoja veikti. Oficiali rekomendacija yra ta, kad TS ≤ 80 ℃. Šis manipuliatorius taikomas medicininių robotų gaminiams. Maksimali roboto darbo aplinkos temperatūra yra 25 ℃, kuri turi griežtus korpuso temperatūros reikalavimus. Septyni varikliai veikia vienu metu: 10s ≤ t ≤ 1min, o maksimali temperatūra turi būti ≤ 51 ℃.

Priešfazinė analizė:

Pavaros valdymo modulis yra aliuminio substratas, todėl pavaros valdymo modulis turi perduoti šilumą į konstrukciją per terminį padėklą. Remiantis ankstesniu skaičiavimu, ribotoje erdvėje reikalingas priverstinis oro aušinimas, siekiant užtikrinti bendrus šilumos išsklaidymo reikalavimus; Yra du būdai, kaip planuoti šilumos išsklaidymą:

1. Septyni pavaros moduliai yra įklijuoti ant aušintuvo, o aušintuvo + ašinio srauto ventiliatoriaus + mechaninio svirties apvalkalas yra skirtas oro kanalui. Šios konstrukcijos šilumos laidumo kelias yra toks: pavara valdymo modulis → terminis padas → aušintuvas → oras ertmėje (priverstinė konvekcija) → ertmės apvalkalas → oras už ertmės ribų (natūrali konvekcija + šiluminė spinduliuotė). Tačiau pagal šią konstrukciją oras ertmėje negali būti tiesiogiai sujungtas su išoriniu oru, o viduryje yra didelė šiluminė varža, todėl šiluminis efektyvumas yra blogas.

2. Septyni pavaros moduliai yra tiesiogiai pritvirtinti prie manipuliatoriaus korpuso, prie manipuliatoriaus korpuso pridedamas pelekų dizainas, ašinis ventiliatorius sumontuotas manipuliatoriaus korpuso išorėje, o ortakio konstrukcijai pridedama dengiamoji plokštė.

Šiluminis modeliavimas:

Išmaniosios modeliavimo programinės įrangos naudojimas moduliui supaprastinti ir terminio modeliavimo duomenų analizė.

Pagal korpuso šiluminio modeliavimo temperatūros debesies diagramą aukštesnė korpuso temperatūra yra dešinėje, viršutinis korpusas max=44,9 ℃, min=42,35 ℃, o pavaros valdymo plokštės aliuminio substratas max=47,6 ℃ , kuris atitinka projektavimo reikalavimus

Atlikdami šiluminio projektavimo analizę, inžinieriai gali giliau suprasti, kaip šiluminis projektas yra integruotas į konstrukcijų projektavimą ankstyvame projektavimo etape, ir ši idėja gali būti naudojama kaip nuoroda tolesniame projektavimo procese, vadovaujantis konstrukcijų projektavimu. Tuo pačiu metu šiluminis modeliavimas gali greitai rasti projektavimo trūkumus ir optimizuoti projektavimo kryptį.