Robottimanipulaattorin ohjausmoduulin lämpösuunnittelu

Robotti on automaattinen kone, joka voi korvata ihmisen vaaralliseen ja monimutkaiseen työhön järjestäytymättömässä ympäristössä. Se on yhdistelmä koneita, elektroniikkaa, ohjelmistoja ja havaintoja. Se eroaa kuluttajatuotteista. Robottiosia on monia. Jos alustavaa suunnitelmaa ei harkita täysin, se kuluttaa usein paljon inhimillisiä ja aineellisia resursseja ja joskus johtaa koko kehoon. Siksi varhaisessa kehitysprosessissa on tarpeen käyttää luotettavuusmenetelmiä, kuten mekaanista suunnittelua, lämpösuunnittelua ja nesteanalyysiä riskien välttämiseksi, vedosten määrän vähentämiseksi ja kehityssyklin lyhentämiseksi.

Lämmönpoistovaatimus:

Kuten selityksestä ilmenee, rakenteen ja tilavuuden rajoitusten vuoksi kehitysmanipulaattorin runkoon on integroitava 7 taajuusmuuttajan ohjausmoduulia, ja jokainen taajuusmuuttajan ohjausmoduuli ohjaa moottoria. Taajuusmuuttajan ohjausmoduuli on alumiinisubstraatti, joka on metallipohjainen kuparipäällysteinen laminaatti, jolla on hyvä lämmönpoistotoiminto; Taajuusmuuttajan ohjausmoduulin alumiinisubstraatin (TS) lämpötilankesto on 85 ℃. Kun lämpötila ylittää 85 ℃, taajuusmuuttajan ohjausmoduuli lakkaa toimimasta. Virallinen suositus on, että TS ≤ 80 ℃. Tätä manipulaattoria käytetään lääketieteellisiin robottituotteisiin. Robotin työympäristön maksimilämpötila on 25 ℃, jolla on tiukat vaatimukset kuoren lämpötilalle. Seitsemän moottoria toimii samanaikaisesti: 10s ≤ t ≤ 1min, ja maksimilämpötilan tulee olla ≤ 51 ℃.

Esivaiheen analyysit:

Taajuusmuuttajan ohjausmoduuli on alumiinisubstraatti, joten taajuusmuuttajan ohjausmoduulin on siirrettävä lämpöä rakenteeseen lämpötyynyn kautta. Edellisen laskelman mukaan rajoitetussa tilassa tarvitaan pakotettua ilmajäähdytystä yleisten lämmönpoistovaatimusten varmistamiseksi; On kaksi tapaa suunnitella lämmönpoistoa:

1.Seitsemän käyttömoduulia on liitetty jäähdytyselementtiin, ja jäähdytyselementin + aksiaalivirtaustuuletin + mekaaninen varren kuori on suunniteltu ilmakanavalle; Tämän mallin lämmönjohtavuusreitti on seuraava: käyttö ohjausmoduuli → lämpötyyny → jäähdytyselementti → ilma onkalossa (pakotettu konvektio) → onkalon kuori → ilma onkalon ulkopuolella (luonnollinen konvektio + lämpösäteily). Kuitenkin ， Tässä mallissa ontelon ilmaa ei voida yhdistää suoraan ulkoilmaan, ja keskellä on suuri lämpövastus, mikä johtaa huonoon lämpösuoritukseen.

2. Seitsemän käyttömoduulia on kiinnitetty suoraan manipulaattorin vaippaan, lisää ripojen muotoilu manipulaattorin kuoreen, aksiaalituuletin asennetaan manipulaattorin kuoren ulkopuolelle ja kansilevy on lisätty ilmakanavan suunnittelua varten.

Lämpösimulaatio:

Käytä älykästä simulointiohjelmistoa yksinkertaistamaan moduulia ja jatkamaan lämpösimulaatioiden analysointia.

Kuoren lämpösimuloinnin lämpötilapilvikaavion mukaan korkeamman kuoren lämpötila on oikealla puolella, ylempi kuori max=44,9 ℃, min=42,35 ℃ ja taajuusmuuttajan ohjauskortin alumiinisubstraatti max=47,6 ℃ , joka täyttää suunnitteluvaatimukset

Lämpösuunnitteluanalyysin avulla insinöörit voivat saada syvemmälle ymmärryksen siitä, kuinka lämpösuunnittelu integroidaan rakennesuunnitteluun suunnittelun alkuvaiheessa, ja tätä ideaa voidaan käyttää viitteenä myöhemmässä suunnitteluprosessissa rakennesuunnittelun ohjaamiseksi. Samalla lämpösimulaatiolla voidaan nopeasti löytää suunnittelun puutteet ja optimoida suunnittelun suunta.