Thermal Design robot manipulator

    Robot je automatski stroj koji može zamijeniti ljudska bića koja se bave opasnim i složenim poslovima u nestrukturiranom okruženju. To je sklop strojeva, elektronike, softvera i percepcije. Razlikuje se od potrošačkih proizvoda. Postoji mnogo dijelova robota. Ako se preliminarna shema ne razmotri u potpunosti, često će trošiti puno ljudskih i materijalnih resursa, a ponekad i cijelo tijelo. Stoga je u ranom procesu razvoja potrebno koristiti metode pouzdanosti kao što su mehanički dizajn, toplinski dizajn i analiza fluida kako bi se izbjegli rizici, smanjio broj probnih provjera i skratio razvojni ciklus.

Zahtjevi za rasipanje topline:

Kao što je prikazano u legendi, zbog ograničenja strukture i volumena, 7 upravljačkih modula pogona treba integrirati u tijelo razvojnog manipulatora, a svaki upravljački modul pogona upravlja motorom. Modul upravljanja pogonom je aluminijska podloga, koja je laminat obložen bakrom na bazi metala s dobrom funkcijom rasipanja topline; Temperaturna otpornost aluminijske podloge (TS) upravljačkog modula pogona je 85 stupnjeva. Kada temperatura prijeđe 85 stupnjeva, upravljački modul pogona prestaje raditi. Službena preporuka je da je TS manji ili jednak 80 stupnjeva. Ovaj manipulator primjenjuje se na proizvode medicinskih robota. Maksimalna temperatura radnog okruženja robota je 25 stupnjeva, što ima stroge zahtjeve za temperaturu školjke. Sedam motora radi u isto vrijeme: 10 s Manje ili jednako t Manje ili jednako 1 min, a maksimalna temperatura mora biti Manja ili jednaka 51 stupnju.

Analize prije faze:

Modul upravljanja pogonom je aluminijska podloga, tako da modul upravljanja pogonom treba prenijeti toplinu na strukturu kroz toplinsku podlogu. Prema prethodnom proračunu, potrebno je prisilno hlađenje zrakom u ograničenom prostoru kako bi se osigurali ukupni zahtjevi za rasipanje topline; Postoje dva načina planiranja odvođenja topline:

1. Sedam pogonskih modula zalijepljeno je na hladnjak, a hladnjak plus ventilator s aksijalnim protokom i mehanička ljuska ruke dizajnirani su za zračni kanal; Put toplinske vodljivosti ovog dizajna je sljedeći: upravljački modul pogona → termalna podloga → hladnjak → zrak u šupljini (prisilna konvekcija) → školjka šupljine → zrak izvan šupljine (prirodna konvekcija plus toplinsko zračenje). Međutim, u ovom dizajnu, zrak u šupljini ne može biti izravno povezan s vanjskim zrakom, a postoji veliki toplinski otpor u sredini, što dovodi do loših toplinskih svojstava.

2. Sedam pogonskih modula izravno je pričvršćeno na školjku manipulatora, dodajte dizajn peraja na školjku manipulatora, aksijalni ventilator instaliran je izvan školjke manipulatora, a za dizajn zračnog kanala dodana je pokrovna ploča.

Toplinska simulacija:

Korištenje softvera za pametnu simulaciju za pojednostavljenje modula i nastavak analize podataka toplinskom simulacijom.

Prema dijagramu temperaturnog oblaka toplinske simulacije ljuske, položaj s višom temperaturom ljuske je na desnoj strani, gornja ljuska max=44.9 stupnjeva, min=42.35 stupnjeva, a aluminij supstrat upravljačke ploče pogona max=47.6 stupnjeva, koji zadovoljava zahtjeve dizajna.

Kroz analizu toplinskog dizajna, inženjeri mogu dublje razumjeti kako je toplinski dizajn integriran u konstrukcijski dizajn u ranoj fazi projektiranja, a ta se ideja može koristiti kao referenca u kasnijem procesu projektiranja za vođenje konstrukcijskog dizajna. U isto vrijeme, toplinska simulacija može brzo pronaći nedostatke u dizajnu i optimizirati smjer dizajna.