Roboti manipulaatori ajami juhtimismooduli termiline disain

Robot on automaatne masin, mis võib asendada inimesi ohtliku ja keeruka töö tegemiseks struktureerimata keskkonnas. See on masinate, elektroonika, tarkvara ja taju kompleks. See erineb tarbekaupadest. Roboti osi on palju. Kui esialgne skeem ei ole täielikult läbi mõeldud, kulutab see sageli palju inim- ja materiaalseid ressursse ning mõnikord juhib see kogu keha. Seetõttu on varajases arendusprotsessis vaja kasutada selliseid töökindluse meetodeid nagu mehaaniline projekteerimine, termiline projekteerimine ja vedelikuanalüüs, et vältida riske, vähendada proovide arvu ja lühendada arendustsüklit.

Soojuse hajumise nõue:

Nagu on näidatud legendis, tuleb struktuuri ja helitugevuse piirangu tõttu arendusmanipulaatori korpusele integreerida 7 ajami juhtimismoodulit ja iga ajami juhtmoodul juhib mootorit. Ajami juhtmoodul on alumiiniumist substraat, mis on hea soojuse hajumise funktsiooniga metallipõhine vaskkattega laminaat; Ajami juhtmooduli alumiiniumist aluspinna (TS) temperatuuritaluvus on 85 ℃. Kui temperatuur ületab 85 ℃, lakkab ajami juhtmoodul töötamast. Ametlik soovitus on, et TS ≤ 80 ℃. Seda manipulaatorit kasutatakse meditsiiniliste robottoodete jaoks. Roboti töökeskkonna maksimaalne temperatuur on 25 ℃, millel on ranged nõuded kesta temperatuurile. Seitse mootorit töötab korraga: 10s ≤ t ≤ 1min ja maksimaalne temperatuur peab olema ≤ 51 ℃.

Etapieelsed analüüsid:

Ajami juhtmoodul on alumiiniumist substraat, seega peab ajami juhtmoodul kandma soojust konstruktsioonile termopadja kaudu. Eelmise arvutuse kohaselt on piiratud ruumis vajalik sundõhkjahutus, et tagada üldised soojuseraldusnõuded; Soojuse hajumise planeerimiseks on kaks võimalust:

1. Seitse ajami moodulit on kleebitud jahutusradiaatorile ja jahutusradiaator + aksiaalne vooluventilaator + mehaaniline käepide on mõeldud õhukanali jaoks.Selle konstruktsiooni soojusjuhtivuse tee on järgmine: ajam juhtmoodul → termopadi → jahutusradiaator → õhk õõnsuses (sundkonvektsioon) → õõnsuse kest → õhk väljaspool õõnsust (looduslik konvektsioon + soojuskiirgus). Kuid selle konstruktsiooni puhul ei saa õõnsuse õhku välisõhuga otse ühendada ja selle keskel on suur soojustakistus, mis põhjustab halba soojuslikku jõudlust.

2. Seitse ajammoodulit kinnitatakse otse manipulaatori kesta külge, lisatakse manipulaatori kestale ribi kujundus, aksiaalventilaator paigaldatakse manipulaatori kestast väljapoole ja õhukanali kujunduseks on lisatud katteplaat.

Termiline simulatsioon:

Nutika simulatsioonitarkvara kasutamine mooduli lihtsustamiseks ja andmete termilise simulatsiooni analüüsi jätkamiseks.

Korpuse termilise simulatsiooni temperatuuripilvdiagrammi järgi on kõrgema kesta temperatuuriga asend paremal pool, ülemine kest max=44,9 ℃, min=42,35 ℃ ja ajami juhtplaadi alumiiniumist aluspind max=47,6 ℃ , mis vastab disaininõuetele

Soojusprojekti analüüsi abil saavad insenerid projekteerimise varases staadiumis sügavamalt mõista, kuidas soojusdisain integreeritakse konstruktsiooni projekteerimisse, ja seda ideed saab kasutada viitamiseks järgnevas projekteerimisprotsessis, et juhtida konstruktsiooni projekteerimist. Samal ajal saab termosimulatsiooni abil kiiresti leida konstruktsiooni puudused ja optimeerida projekteerimise suunda.