Robotski manipulator Thermal Design

    Robot je avtomatski stroj, ki lahko nadomesti človeka pri nevarnem in kompleksnem delu v nestrukturiranem okolju. Je kompleks strojev, elektronike, programske opreme in zaznave. Razlikuje se od potrošniških izdelkov. Delov robota je veliko. Če predhodna shema ni v celoti upoštevana, bo pogosto porabila veliko človeških in materialnih virov, včasih pa vodi celotno telo. Zato je treba v zgodnjem razvojnem procesu uporabiti metode zanesljivosti, kot so mehanska zasnova, toplotna zasnova in analiza tekočin, da se izognemo tveganjem, zmanjšamo število preverjanj in skrajšamo razvojni cikel.

Zahteva za odvajanje toplote:

Kot je prikazano v legendi, je treba zaradi omejitve strukture in prostornine na telo razvojnega manipulatorja integrirati 7 krmilnih modulov pogona, vsak krmilni modul pogona pa krmili motor. Krmilni modul pogona je aluminijast substrat, ki je bakreno prevlečen laminat na kovinski osnovi z dobro funkcijo odvajanja toplote; Temperaturna upornost aluminijaste podlage (TS) krmilnega modula pogona je 85 stopinj. Ko temperatura preseže 85 stopinj, krmilni modul pogona preneha delovati. Uradno priporočilo je, da je TS manj kot ali enako 80 stopinj. Ta manipulator se uporablja za izdelke medicinskih robotov. Najvišja temperatura delovnega okolja robota je 25 stopinj, kar ima stroge zahteve glede temperature lupine. Sedem motorjev deluje hkrati: 10 s Manjše ali enako t Manjše ali enako 1 min, najvišja temperatura pa mora biti manjša ali enaka 51 stopinj.

Analize pred fazo:

Krmilni modul pogona je aluminijast substrat, zato mora krmilni modul pogona prenašati toploto na strukturo prek toplotne blazinice. Glede na prejšnji izračun je v omejenem prostoru potrebno prisilno zračno hlajenje, da se zagotovijo splošne zahteve glede odvajanja toplote; Obstajata dva načina za načrtovanje odvajanja toplote:

1. Sedem pogonskih modulov je prilepljenih na hladilno telo, hladilno telo in ventilator z aksialnim pretokom ter ohišje mehanske roke pa je zasnovano za zračni kanal; Pot toplotnega prevoda te zasnove je naslednja: krmilni modul pogona → toplotna blazinica → hladilno telo → zrak v votlini (prisilna konvekcija) → lupina votline → zrak zunaj votline (naravna konvekcija in toplotno sevanje). Vendar pri tej zasnovi zraka v votlini ni mogoče neposredno povezati z zunanjim zrakom, na sredini pa je velik toplotni upor, kar vodi do slabe toplotne učinkovitosti.

2. Sedem pogonskih modulov je neposredno pritrjenih na ohišje manipulatorja, lupini manipulatorja doda obliko plavuti, aksialni ventilator je nameščen zunaj ohišja manipulatorja, za zasnovo zračnega kanala pa je dodana pokrovna plošča.

Toplotna simulacija:

Uporaba programske opreme za pametno simulacijo za poenostavitev modula in nadaljevanje analize podatkov s toplotno simulacijo.

Glede na diagram temperaturnega oblaka toplotne simulacije lupine je položaj z višjo temperaturo lupine na desni strani, zgornja lupina največ=44.9 stopinj, najmanj=42.35 stopinj in aluminij substrat krmilne plošče pogona max=47.6 stopinj, ki izpolnjuje zahteve zasnove.

Z analizo toplotnega načrtovanja lahko inženirji globlje razumejo, kako je toplotno načrtovanje integrirano v konstrukcijsko načrtovanje v zgodnji fazi načrtovanja, to idejo pa lahko uporabijo kot referenco v poznejšem procesu načrtovanja za vodenje konstrukcijskega načrtovanja. Hkrati lahko toplotna simulacija hitro odkrije pomanjkljivosti v zasnovi in ​​optimizira smer zasnove.