Robotmanipulátor hajtásvezérlő moduljának hőtervezése

A robot egy automata gép, amely képes helyettesíteni az embereket, hogy veszélyes és összetett munkát végezzenek strukturálatlan környezetben. Ez gépek, elektronika, szoftver és érzékelés komplexuma. Ez eltér a fogyasztói termékektől. Sok robot alkatrész van. Ha az előzetes sémát nem veszik át teljesen, az gyakran sok emberi és anyagi erőforrást emészt fel, és néha az egész szervezetet vezeti. Ezért a korai fejlesztési folyamatban olyan megbízhatósági módszereket kell alkalmazni, mint például a mechanikai tervezés, a termikus tervezés és a folyadékanalízis a kockázatok elkerülése, a próbák számának csökkentése és a fejlesztési ciklus lerövidítése érdekében.

Hőelvezetési követelmény:

Ahogy a jelmagyarázat is mutatja, a szerkezeti és térfogati korlátok miatt 7 hajtásvezérlő modult kell integrálni a fejlesztési manipulátor testébe, és mindegyik hajtásvezérlő modul egy motort vezérel. A hajtásvezérlő modul alumínium hordozó, amely fém alapú rézbevonatú laminátum, jó hőelvezetési funkcióval; A hajtásvezérlő modul alumínium hordozójának (TS) hőmérsékletállósága 85 ℃. Ha a hőmérséklet meghaladja a 85 ℃-ot, a hajtásvezérlő modul leáll. A hivatalos ajánlás szerint a TS ≤ 80 ℃. Ezt a manipulátort orvosi robottermékekhez alkalmazzák. A robot munkakörnyezetének maximális hőmérséklete 25 ℃, amely szigorú követelményeket támaszt a héj hőmérsékletére vonatkozóan. Hét motor működik egyszerre: 10 s ≤ t ≤ 1 perc, és a maximális hőmérsékletnek ≤ 51 ℃-nak kell lennie.

Fázis előtti elemzések:

A hajtásvezérlő modul alumínium hordozó, így a hajtásvezérlő modulnak hőt kell átadnia a szerkezetnek egy hőpárnán keresztül. Az előző számítás szerint a korlátozott térben kényszerített léghűtés szükséges az általános hőelvezetési követelmények biztosításához; A hőelvezetés megtervezésének két módja van:

1. Hét meghajtómodul van beillesztve egy hűtőbordára, és a hűtőborda + axiális áramlású ventilátor + mechanikus karhéjat légcsatornához tervezték; Ennek a kialakításnak a hővezetési útja a következő: meghajtó vezérlőmodul → hőpárna → hűtőborda → levegő az üregben (kényszerített konvekció) → üreghéj → levegő az üregen kívül (természetes konvekciós + hősugárzás). Azonban ebben a kialakításban az üreg levegője nem köthető közvetlenül a külső levegőhöz, és a közepén nagy hőellenállás van, ami rossz hőteljesítményhez vezet.

2. A hét meghajtómodul közvetlenül a manipulátor héjához van rögzítve, bordás kialakítást adnak hozzá a manipulátor héjához, az axiális ventilátort a manipulátor héján kívülre kell felszerelni, és egy fedőlemezt adnak hozzá a légcsatorna kialakításához.

Hőszimuláció:

Intelligens szimulációs szoftver használata a modul egyszerűsítésére és az adatok hőszimulációs elemzésének folytatására.

A héj hőszimulációs hőmérséklet-felhődiagramja szerint a magasabb héjhőmérsékletű pozíció a jobb oldalon van, a felső héj max=44,9 ℃, min=42,35 ℃, és a meghajtó vezérlőkártya alumínium hordozója max=47,6 ℃ , amely megfelel a tervezési követelményeknek

A termikus tervezési elemzés révén a mérnökök mélyebben megérthetik, hogyan épül be a termikus tervezés a szerkezeti tervezésbe a tervezés korai szakaszában, és ez az ötlet referenciaként használható a későbbi tervezési folyamatban a szerkezeti tervezés iránymutatására. Ugyanakkor a hőszimuláció gyorsan feltárja a tervezés hiányosságait és optimalizálja a tervezési irányt.