Robot manipolatore Thermal Design

    Il robot è una macchina automatica che può sostituire gli esseri umani per impegnarsi in lavori pericolosi e complessi in un ambiente non strutturato. È un complesso di macchinari, elettronica, software e percezione. È diverso dai prodotti di consumo. Ci sono molte parti del robot. Se lo schema preliminare non è completamente considerato, spesso consumerà molte risorse umane e materiali e talvolta guiderà l'intero corpo. Pertanto, nel processo di sviluppo iniziale, è necessario utilizzare metodi di affidabilità come progettazione meccanica, progettazione termica e analisi dei fluidi per evitare rischi, ridurre il numero di prove e abbreviare il ciclo di sviluppo.

Requisito di dissipazione del calore:

Come mostrato nella legenda, a causa della limitazione della struttura e del volume, è necessario integrare 7 moduli di controllo dell'azionamento sul corpo del manipolatore di sviluppo e ciascun modulo di controllo dell'azionamento controlla un motore. Il modulo di controllo dell'azionamento è un substrato di alluminio, che è un laminato rivestito di rame a base di metallo con una buona funzione di dissipazione del calore; La resistenza alla temperatura del substrato di alluminio (TS) del modulo di controllo dell'azionamento è di 85 gradi. Quando la temperatura supera gli 85 gradi, il modulo di controllo dell'azionamento smette di funzionare. La raccomandazione ufficiale è che TS inferiore o uguale a 80 gradi. Questo manipolatore viene applicato ai prodotti robot medici. La temperatura massima dell'ambiente di lavoro del robot è di 25 gradi, che ha severi requisiti sulla temperatura del guscio. Sette motori funzionano contemporaneamente: 10s Minore o uguale a t Minore o uguale a 1 minuto e la temperatura massima deve essere Minore o uguale a 51 gradi.

Analisi pre-fase:

Il modulo di controllo dell'azionamento è un substrato di alluminio, quindi il modulo di controllo dell'azionamento deve trasferire il calore alla struttura attraverso un cuscinetto termico. Secondo il calcolo precedente, è necessario il raffreddamento ad aria forzata nello spazio limitato per garantire i requisiti complessivi di dissipazione del calore; Esistono due modi per pianificare la dissipazione del calore:

1. Sette moduli di azionamento sono incollati su un dissipatore di calore e il dissipatore di calore più la ventola a flusso assiale più il guscio del braccio meccanico sono progettati per il condotto dell'aria; Il percorso di conduzione termica di questo design è il seguente: modulo di controllo dell'azionamento → pad termico → dissipatore di calore → aria nella cavità (convezione forzata) → guscio della cavità → aria all'esterno della cavità (convezione naturale più radiazione termica). Tuttavia, in questo design, l'aria nella cavità non può essere collegata direttamente con l'aria esterna e c'è una grande resistenza termica nel mezzo, portando a cattive prestazioni termiche.

2. I sette moduli di azionamento sono direttamente collegati al guscio del manipolatore, aggiungono il design delle alette al guscio del manipolatore, la ventola assiale è installata all'esterno del guscio del manipolatore e viene aggiunta una piastra di copertura per il design del condotto dell'aria.

Simulazione termica:

Utilizzo di un software di simulazione intelligente per semplificare il modulo e procedere con l'analisi della simulazione termica dei dati.

Secondo il diagramma della nuvola di temperatura della simulazione termica del guscio, la posizione con la temperatura del guscio più alta è sul lato destro, il guscio superiore max=44.9 gradi, min=42.35 gradi e l'alluminio substrato della scheda di controllo dell'azionamento max=47.6 gradi, che soddisfa i requisiti di progettazione.

Attraverso l'analisi della progettazione termica, gli ingegneri possono avere una comprensione più profonda di come la progettazione termica è integrata nella progettazione strutturale nella fase iniziale della progettazione e questa idea può essere utilizzata come riferimento nel successivo processo di progettazione per guidare la progettazione strutturale. Allo stesso tempo, la simulazione termica può trovare rapidamente le carenze nel progetto e ottimizzare la direzione del progetto.