Теплова конструкція модуля керування приводом робота-маніпулятора

Робот – це автоматична машина, яка може замінити людину для небезпечної та складної праці в неструктурованому середовищі. Це комплекс техніки, електроніки, програмного забезпечення та сприйняття. Він відрізняється від споживчих товарів. Існує багато деталей робота. Якщо попередня схема не продумана до кінця, вона часто забирає багато людських і матеріальних ресурсів, а іноді веде весь організм. Тому на ранньому етапі розробки необхідно використовувати методи надійності, такі як механічне проектування, теплове проектування та аналіз рідини, щоб уникнути ризиків, зменшити кількість розсточок і скоротити цикл розробки.

Вимоги до тепловіддачі:

Як показано в легенді, через обмеження структури та обсягу, 7 модулів керування приводом необхідно інтегрувати в корпус маніпулятора розробки, і кожен модуль керування приводом керує двигуном. Модуль керування приводом являє собою алюмінієву підкладку, яка являє собою ламінат з мідним покриттям на основі металу з хорошою функцією розсіювання тепла; Температурна стійкість алюмінієвої підкладки (TS) модуля керування приводом становить 85 ℃. Коли температура перевищує 85 ℃, модуль керування приводом перестає працювати. Офіційна рекомендація TS ≤ 80 ℃. Цей маніпулятор застосовується до виробів медичного робота. Максимальна температура робочого середовища робота становить 25 ℃, що має суворі вимоги до температури корпусу. Сім двигунів працюють одночасно: 10 с ≤ t ≤ 1 хв, а максимальна температура повинна бути ≤ 51 ℃.

Передфазовий аналіз:

Модуль керування приводом є алюмінієвою підкладкою, тому модуль керування приводом повинен передавати тепло до конструкції через термопрокладку. Згідно з попереднім розрахунком, примусове повітряне охолодження необхідне в обмеженому просторі для забезпечення загальних вимог до тепловіддачі; Є два способи спланувати тепловіддачу:

1. Сім модулів приводу наклеєно на радіатор, а корпус механічного важеля радіатора + осьового вентилятора + призначений для повітропроводу; Шлях теплопровідності цієї конструкції такий: привод модуль керування → термопрокладка → радіатор → повітря в порожнині (примусова конвекція) → оболонка порожнини → повітря поза порожниною (природна конвекція + теплового випромінювання). Однак ，У цій конструкції повітря в порожнині не може бути безпосередньо пов’язане з зовнішнім повітрям, а в середині є великий тепловий опір, що призведе до поганих теплових характеристик.

2. Сім модулів приводу безпосередньо прикріплені до корпусу маніпулятора, додають дизайн ребра до корпусу маніпулятора, осьовий вентилятор встановлюється за межами корпусу маніпулятора, а для конструкції воздуховода додається кришка.

Теплове моделювання:

Використання інтелектуального програмного забезпечення для моделювання для спрощення модуля та продовження аналізу даних теплового моделювання.

Відповідно до діаграми хмари температури теплового моделювання корпусу, положення з більш високою температурою корпусу знаходиться з правого боку, верхня оболонка max=44,9 ℃, min=42,35 ℃, а алюмінієва підкладка плати керування приводом max=47,6 ℃ , що відповідає проектним вимогам

Завдяки аналізу теплового проектування інженери можуть глибше зрозуміти, як тепловий дизайн інтегрується в конструкційний проект на ранній стадії проектування, і цю ідею можна використовувати для довідки в подальшому процесі проектування для керівництва проектуванням конструкції. У той же час теплове моделювання може швидко знайти недоліки в проекті та оптимізувати напрямок проектування.