طراحی حرارتی ماژول کنترل درایو دستکاری ربات

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 ℃ است. هنگامی که دما از 85 ℃ فراتر رفت، ماژول کنترل درایو از کار می افتد. توصیه رسمی این است که TS ≤ 80 ℃. این دستکاری برای محصولات ربات پزشکی اعمال می شود. حداکثر دمای محیط کار ربات 25 ℃ است که الزامات سختی در دمای پوسته دارد. هفت موتور به طور همزمان کار می کنند: 10 ثانیه ≤ t ≤ 1 دقیقه، و حداکثر دما باید ≤ 51 ℃ باشد.

تجزیه و تحلیل 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 پوسته بازوی مکانیکی هیت سینک + فن جریان محوری + برای کانال هوا طراحی شده است؛ مسیر هدایت حرارتی این طرح به شرح زیر است: درایو ماژول کنترل → پد حرارتی → هیت سینک → هوا در حفره (همرفت اجباری) → پوسته حفره → هوای خارج از حفره (همرفت طبیعی + 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، طراحی 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 شبیه سازی حرارتی پوسته، موقعیت با دمای پوسته بالاتر در سمت راست، حداکثر پوسته بالایی=44.9 ℃، حداقل=42.35 ℃، و بستر آلومینیومی صفحه کنترل درایو حداکثر=47.6 ℃ است. ، 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 کند و جهت طراحی را بهینه کند.