Робот-маніпулятор Thermal Design

    Робот – це автоматична машина, яка може замінити людину на небезпечну та складну роботу в неструктурованому середовищі. Це комплекс машин, електроніки, програмного забезпечення та сприйняття. Він відрізняється від споживчих товарів. Є багато частин робота. Якщо попередня схема не продумана до кінця, вона часто споживає багато людських і матеріальних ресурсів, а іноді і весь організм. Тому на ранніх стадіях розробки необхідно використовувати такі методи надійності, як механічне проектування, термічне проектування та аналіз рідини, щоб уникнути ризиків, зменшити кількість перевірок і скоротити цикл розробки.

Вимоги до розсіювання тепла:

Як показано в легенді, через обмеження структури та об’єму, 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 є ламінатом на металевій основі з міддю з хорошою функцією розсіювання тепла; Термостійкість алюмінієвої підкладки (TS) модуля керування приводом становить 85 градусів. Коли температура перевищує 85 градусів, модуль керування приводом перестає працювати. Офіційна рекомендація полягає в тому, що TS менше або дорівнює 80 градусам. Цей маніпулятор застосовується до медичних роботів. Максимальна температура робочого середовища робота становить 25 градусів, що передбачає суворі вимоги до температури оболонки. Сім двигунів працюють одночасно: 10 с Менше або дорівнює t Менше або дорівнює 1 хв, а максимальна температура має бути Менше або дорівнює 51 градусу.

Аналізи перед фазою:

Модуль керування приводом є алюмінієвою підкладкою, тому модуль керування приводом має передавати тепло до конструкції через термопрокладку. Відповідно до попереднього розрахунку, примусове повітряне охолодження потрібне в обмеженому просторі, щоб забезпечити загальні вимоги до розсіювання тепла; Існує два способи планування тепловіддачі:

1. Сім приводних модулів наклеєні на радіатор, і радіатор плюс вентилятор осьового потоку плюс корпус механічної руки призначений для повітропроводу; Шлях теплопровідності цієї конструкції такий: модуль керування приводом → термопрокладка → радіатор → повітря в порожнині (примусова конвекція) → оболонка порожнини → повітря поза порожниною (природна конвекція плюс теплове випромінювання). Однак у цій конструкції повітря в порожнині не може бути безпосередньо з’єднане із зовнішнім повітрям, і в середині є великий тепловий опір, що призводить до поганих теплових характеристик.

2. Сім приводних модулів безпосередньо прикріплені до корпусу маніпулятора, додають дизайн ребер до корпусу маніпулятора, осьовий вентилятор встановлено поза корпусом маніпулятора, а для дизайну повітроводу додається кришка.

Теплове моделювання:

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

Відповідно до діаграми хмари теплового моделювання оболонки, положення з вищою температурою оболонки знаходиться з правого боку, верхня оболонка макс.=44.9 градусів, мінімальна=42.35 градусів, а алюміній підкладка плати керування приводом макс.=47.6 градусів, яка відповідає вимогам конструкції.

Завдяки аналізу теплового дизайну інженери можуть глибше зрозуміти, як теплотехнічний проект інтегрований у структурний проект на ранній стадії проектування, і цю ідею можна використовувати для довідки в подальшому процесі проектування, щоб керувати структурним проектуванням. У той же час теплове моделювання може швидко знайти недоліки в конструкції та оптимізувати напрямок проектування.