Termisk design av drivkontrollmodulen til robotmanipulatoren

Robot er en automatisk maskin som kan erstatte mennesker for å delta i farlig og komplekst arbeid i ustrukturerte omgivelser. Det er et kompleks av maskineri, elektronikk, programvare og persepsjon. Det er forskjellig fra forbrukerprodukter. Det er mange robotdeler. Hvis den foreløpige ordningen ikke vurderes fullt ut, vil den ofte forbruke mye menneskelige og materielle ressurser, og noen ganger lede hele kroppen. Derfor er det i den tidlige utviklingsprosessen nødvendig å bruke pålitelighetsmetoder som mekanisk design, termisk design og væskeanalyse for å unngå risiko, redusere antall prøvetrykk og forkorte utviklingssyklusen.

Krav til varmeavledning:

Som vist i forklaringen, på grunn av begrensningen av struktur og volum, må 7 stasjonskontrollmoduler integreres i utviklingsmanipulatorhuset, og hver stasjonskontrollmodul styrer en motor. Driftskontrollmodulen er et aluminiumssubstrat, som er et metallbasert kobberbelagt laminat med god varmeavledningsfunksjon; Temperaturmotstanden til aluminiumssubstratet (TS) til stasjonskontrollmodulen er 85 ℃. Når temperaturen overstiger 85 ℃, slutter stasjonskontrollmodulen å fungere. Den offisielle anbefalingen er at TS ≤ 80 ℃. Denne manipulatoren brukes på medisinske robotprodukter. Maksimal temperatur på robotens arbeidsmiljø er 25 ℃, som har strenge krav til skalltemperaturen. Syv motorer fungerer samtidig: 10 s ≤ t ≤ 1 min, og maksimumstemperaturen må være ≤ 51 ℃.

Pre-fase analyser:

Drivenhetskontrollmodulen er et aluminiumssubstrat, så stasjonskontrollmodulen må overføre varme til strukturen gjennom en termisk pute. I henhold til forrige beregning kreves tvungen luftkjøling i den begrensede plassen for å sikre de totale varmespredningskravene; Det er to måter å planlegge varmespredning på:

1. Syv drivmoduler er limt på en kjøleribbe, og kjøleribben + aksialstrømvifte + mekanisk armskall er designet for luftkanal; Den termiske ledningsbanen til denne designen er som følger: drev kontrollmodul → termisk pute → kjøleribbe → luft i hulrommet (tvungen konveksjon) → hulromsskall → luft utenfor hulrommet (naturlig konveksjon + termisk stråling). Imidlertid, i denne designen kan luften i hulrommet ikke kobles direkte med uteluften, og det er en stor termisk motstand i midten, noe som fører til dårlig termisk ytelse.

2. De syv drivmodulene er direkte festet til skallet til manipulatoren, legger finnedesign til skallet til manipulatoren, aksialviften er installert utenfor skallet til manipulatoren, og en dekkplate er lagt til for luftkanaldesign.

Termisk simulering:

Ved å bruke smart simuleringsprogramvare for å forenkle modulen og fortsette den termiske simuleringen analysere dataene.

I henhold til skydiagrammet for termisk simuleringstemperatur for skallet, er posisjonen med høyere skalltemperatur på høyre side, det øvre skallet maks=44,9 ℃, min=42,35 ℃, og aluminiumssubstratet til stasjonens kontrollkort maks=47,6 ℃ , som oppfyller designkravene

Gjennom termisk designanalyse kan ingeniører få en dypere forståelse av hvordan termisk design integreres i konstruksjonsdesign i det tidlige stadiet av design, og denne ideen kan brukes som referanse i den påfølgende designprosessen for å veilede konstruksjonsdesign. Samtidig kan termisk simulering raskt finne manglene i designet og optimere designretningen.