دستکاری ربات طراحی حرارتی

    ربات یک ماشین خودکار است که می تواند جایگزین انسان برای انجام کارهای خطرناک و پیچیده در محیط های بدون ساختار شود. این مجموعه ای از ماشین آلات، الکترونیک، نرم افزار و ادراک است. با محصولات مصرفی متفاوت است. قطعات ربات زیادی وجود دارد. اگر طرح اولیه به طور کامل مورد توجه قرار نگیرد، اغلب منابع انسانی و مادی زیادی را مصرف می کند و گاهی کل بدن را هدایت می کند. بنابراین، در مراحل اولیه توسعه، استفاده از روش‌های قابلیت اطمینان مانند طراحی مکانیکی، طراحی حرارتی و آنالیز سیال برای جلوگیری از خطرات، کاهش تعداد عایق‌سازی و کوتاه‌تر کردن چرخه توسعه ضروری است.

نیاز اتلاف حرارت:

همانطور که در افسانه نشان داده شده است، به دلیل محدودیت ساختار و حجم، 7 ماژول کنترل درایو باید روی بدنه دستکاری کننده توسعه یکپارچه شوند و هر ماژول کنترل درایو یک موتور را کنترل می کند. ماژول کنترل درایو یک زیرلایه آلومینیومی است که یک ورقه ورقه فلزی با روکش مسی با عملکرد اتلاف گرما خوب است. مقاومت دمایی زیرلایه آلومینیومی (TS) ماژول کنترل درایو 85 درجه است. هنگامی که دما از 85 درجه فراتر رفت، ماژول کنترل درایو کار نمی کند. توصیه رسمی این است که TS کمتر یا مساوی 80 درجه باشد. این دستکاری برای محصولات ربات پزشکی اعمال می شود. حداکثر دمای محیط کار ربات 25 درجه است که الزامات سختی در دمای پوسته دارد. هفت موتور به طور همزمان کار می کنند: 10 ثانیه کمتر یا مساوی t کمتر یا مساوی 1 دقیقه و حداکثر دما باید کمتر یا مساوی 51 درجه باشد.

آنالیزهای پیش فاز:

ماژول کنترل درایو یک بستر آلومینیومی است، بنابراین ماژول کنترل درایو باید گرما را از طریق یک پد حرارتی به ساختار منتقل کند. طبق محاسبات قبلی، برای اطمینان از الزامات کلی اتلاف گرما، خنک کننده هوای اجباری در فضای محدود مورد نیاز است. دو روش برای برنامه ریزی اتلاف گرما وجود دارد:

1. هفت ماژول درایو روی یک هیت سینک چسبانده شده اند و سینک حرارتی به علاوه فن جریان محوری به همراه پوسته بازوی مکانیکی برای مجرای هوا طراحی شده است. مسیر هدایت حرارتی این طرح به شرح زیر است: ماژول کنترل درایو ← پد حرارتی ← هیت سینک ← هوا در حفره (همرفت اجباری) ← پوسته حفره ← هوای خارج از حفره (همرفت طبیعی به اضافه تابش حرارتی). با این حال، در این طراحی، هوا در حفره نمی تواند به طور مستقیم با هوای بیرون متصل شود، و مقاومت حرارتی زیادی در وسط وجود دارد، که منجر به عملکرد حرارتی بد می شود.

2. هفت ماژول درایو مستقیماً به پوسته مانیپولاتور متصل می شوند، طرح باله را به پوسته دستکاری اضافه می کنند، فن محوری در خارج از پوسته دستکاری نصب می شود و یک صفحه پوشش برای طراحی کانال هوا اضافه می شود.

شبیه سازی حرارتی:

استفاده از نرم افزار شبیه سازی هوشمند برای ساده سازی ماژول و ادامه شبیه سازی حرارتی تجزیه و تحلیل داده ها.

با توجه به نمودار ابر دمای شبیه‌سازی حرارتی پوسته، موقعیت با دمای پوسته بالاتر در سمت راست، پوسته بالایی حداکثر=44.9 درجه، حداقل=42.35 درجه و آلومینیوم است. زیرلایه برد کنترل درایو حداکثر=47.6 درجه، که الزامات طراحی را برآورده می کند.

از طریق تجزیه و تحلیل طراحی حرارتی، مهندسان می توانند درک عمیق تری از نحوه ادغام طراحی حرارتی در طراحی سازه در مراحل اولیه طراحی داشته باشند و این ایده می تواند به عنوان مرجع در فرآیند طراحی بعدی برای هدایت طراحی سازه مورد استفاده قرار گیرد. در عین حال، شبیه‌سازی حرارتی می‌تواند به سرعت کاستی‌های طراحی را پیدا کرده و جهت طراحی را بهینه کند.