Robotický manipulátor Thermal Design

    Robot je automatický stroj, který může nahradit lidské bytosti, aby se zapojily do nebezpečné a složité práce v nestrukturovaném prostředí. Je to komplex strojů, elektroniky, softwaru a vnímání. Liší se od spotřebního zboží. Existuje mnoho částí robota. Pokud není předběžná schéma plně zvážena, často spotřebuje mnoho lidských a materiálních zdrojů a někdy povede celé tělo. Proto je v raném vývojovém procesu nutné použít metody spolehlivosti, jako je mechanický návrh, tepelný návrh a analýza tekutin, aby se předešlo rizikům, snížil se počet nátisků a zkrátil se vývojový cyklus.

Požadavek na odvod tepla:

Jak je znázorněno v legendě, kvůli omezení struktury a objemu je třeba na těle vývojového manipulátoru integrovat 7 modulů řízení pohonu a každý modul řízení pohonu řídí motor. Řídicí modul pohonu je hliníkový substrát, což je laminát potažený mědí na bázi kovu s dobrou funkcí odvodu tepla; Teplotní odolnost hliníkového substrátu (TS) řídicího modulu pohonu je 85 stupňů. Když teplota překročí 85 stupňů, řídicí modul pohonu přestane fungovat. Oficiální doporučení je, že TS je menší nebo roven 80 stupňům. Tento manipulátor se používá u produktů lékařských robotů. Maximální teplota pracovního prostředí robota je 25 stupňů, což má přísné požadavky na teplotu pláště. Sedm motorů pracuje současně: 10s Méně než nebo rovno t Méně než nebo rovno 1min a maximální teplota musí být menší nebo rovna 51 stupňům .

Předfázové analýzy:

Řídicí modul měniče je hliníkový substrát, takže řídicí modul měniče potřebuje přenášet teplo do konstrukce přes tepelnou podložku. Podle předchozího výpočtu je v omezeném prostoru nutné nucené chlazení vzduchem pro zajištění celkových požadavků na odvod tepla; Existují dva způsoby, jak naplánovat odvod tepla:

1. Sedm modulů pohonu je nalepeno na chladiči a chladič plus axiální ventilátor a plášť mechanického ramene jsou navrženy pro vzduchové potrubí; Dráha vedení tepla u této konstrukce je následující: řídicí modul pohonu → tepelná podložka → chladič → vzduch v dutině (nucená konvekce) → plášť dutiny → vzduch mimo dutinu (přirozená konvekce plus tepelné záření). V tomto provedení však vzduch v dutině nemůže být přímo spojen s venkovním vzduchem a uprostřed je velký tepelný odpor, což vede ke špatnému tepelnému výkonu.

2. Sedm modulů pohonu je přímo připevněno k plášti manipulátoru, doplňuje plášť manipulátoru o křídlové provedení, axiální ventilátor je instalován mimo plášť manipulátoru a je doplněna krycí deska pro provedení vzduchovodu.

Termální simulace:

Použití inteligentního simulačního softwaru pro zjednodušení modulu a provedení tepelné simulační analýzy dat.

Podle teplotního mrakového diagramu tepelné simulace pláště je pozice s vyšší teplotou pláště na pravé straně, horní plášť max=44,9 stupně, min=42,35 stupně a hliník substrát desky ovládání měniče max=47.6 stupně, který splňuje požadavky na design.

Prostřednictvím analýzy tepelného návrhu mohou inženýři hlouběji porozumět tomu, jak je tepelný návrh integrován do konstrukčního návrhu v rané fázi návrhu, a tuto myšlenku lze použít jako referenci v následném procesu navrhování jako vodítko pro konstrukční návrh. Termální simulace zároveň dokáže rychle najít nedostatky v návrhu a optimalizovat směr návrhu.