Θερμική σχεδίαση μονάδας ελέγχου κίνησης χειριστή ρομπότ

Το ρομπότ είναι ένα αυτόματο μηχάνημα που μπορεί να αντικαταστήσει τα ανθρώπινα όντα για να εμπλακούν σε επικίνδυνη και πολύπλοκη εργασία σε μη δομημένο περιβάλλον. Είναι ένα σύμπλεγμα μηχανημάτων, ηλεκτρονικών, λογισμικού και αντίληψης. Είναι διαφορετικό από τα καταναλωτικά προϊόντα. Υπάρχουν πολλά εξαρτήματα ρομπότ. Εάν το προκαταρκτικό σχέδιο δεν εξεταστεί πλήρως, συχνά θα καταναλώσει πολλούς ανθρώπινους και υλικούς πόρους και μερικές φορές θα οδηγήσει ολόκληρο το σώμα. Ως εκ τούτου, στην πρώιμη διαδικασία ανάπτυξης, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι αξιοπιστίας, όπως μηχανικός σχεδιασμός, θερμικός σχεδιασμός και ανάλυση υγρών για την αποφυγή κινδύνων, τη μείωση του αριθμού στεγανοποίησης και τη συντόμευση του κύκλου ανάπτυξης.

Απαίτηση απαγωγής θερμότητας:

Όπως φαίνεται στο υπόμνημα, λόγω του περιορισμού της δομής και του όγκου, 7 μονάδες ελέγχου μετάδοσης κίνησης πρέπει να ενσωματωθούν στο σώμα του χειριστή ανάπτυξης και κάθε μονάδα ελέγχου κίνησης ελέγχει έναν κινητήρα. Η μονάδα ελέγχου μετάδοσης κίνησης είναι ένα υπόστρωμα από αλουμίνιο, το οποίο είναι ένα μεταλλικό έλασμα με επένδυση χαλκού με καλή λειτουργία απαγωγής θερμότητας. Η αντίσταση θερμοκρασίας του υποστρώματος αλουμινίου (TS) της μονάδας ελέγχου μετάδοσης κίνησης είναι 85 ℃. Όταν η θερμοκρασία ξεπεράσει τους 85 ℃, η μονάδα ελέγχου μετάδοσης κίνησης σταματά να λειτουργεί. Η επίσημη σύσταση είναι ότι TS ≤ 80 ℃. Αυτός ο χειριστής εφαρμόζεται σε προϊόντα ιατρικών ρομπότ. Η μέγιστη θερμοκρασία του περιβάλλοντος εργασίας του ρομπότ είναι 25 ℃, η οποία έχει αυστηρές απαιτήσεις για τη θερμοκρασία του κελύφους. Επτά κινητήρες λειτουργούν ταυτόχρονα: 10 δευτερόλεπτα ≤ t ≤ 1 λεπτό και η μέγιστη θερμοκρασία πρέπει να είναι ≤ 51 ℃.

Αναλύσεις πριν από τη φάση:

Η μονάδα ελέγχου μετάδοσης κίνησης είναι ένα υπόστρωμα αλουμινίου, επομένως η μονάδα ελέγχου μετάδοσης κίνησης πρέπει να μεταφέρει θερμότητα στη δομή μέσω ενός θερμικού μαξιλαριού. Σύμφωνα με τον προηγούμενο υπολογισμό, απαιτείται εξαναγκασμένη ψύξη αέρα στον περιορισμένο χώρο για να διασφαλιστούν οι συνολικές απαιτήσεις απαγωγής θερμότητας. Υπάρχουν δύο τρόποι για να προγραμματίσετε την απαγωγή θερμότητας:

1. Επτά μονάδες μετάδοσης κίνησης είναι επικολλημένες σε μια ψύκτρα και η ψύκτρα + ανεμιστήρας αξονικής ροής + μηχανικός βραχίονας έχει σχεδιαστεί για αγωγό αέρα. Η διαδρομή θερμικής αγωγιμότητας αυτού του σχεδίου είναι η εξής: κίνηση μονάδα ελέγχου → θερμικό επίθεμα → ψύκτρα → αέρας στην κοιλότητα (αναγκαστική μεταφορά) → κέλυφος κοιλότητας → αέρας έξω από την κοιλότητα (φυσική μεταφορά + θερμική ακτινοβολία). Ωστόσο, σε αυτό το σχέδιο, ο αέρας στην κοιλότητα δεν μπορεί να συνδεθεί απευθείας με τον εξωτερικό αέρα και υπάρχει μεγάλη θερμική αντίσταση στη μέση, που οδηγεί στην κακή θερμική απόδοση.

2. Οι επτά μονάδες κίνησης συνδέονται απευθείας στο κέλυφος του χειριστή, προσθέτουν σχέδιο πτερυγίων στο κέλυφος του χειριστή, ο αξονικός ανεμιστήρας εγκαθίσταται έξω από το κέλυφος του χειριστή και προστίθεται μια πλάκα κάλυψης για το σχεδιασμό του αεραγωγού.

Θερμική προσομοίωση:

Χρησιμοποιώντας λογισμικό έξυπνης προσομοίωσης για την απλοποίηση της ενότητας και τη συνέχιση της θερμικής προσομοίωσης ανάλυση των δεδομένων.

Σύμφωνα με το διάγραμμα νέφους θερμοκρασίας θερμικής προσομοίωσης του κελύφους, η θέση με υψηλότερη θερμοκρασία κελύφους είναι στη δεξιά πλευρά, το ανώτερο μέγιστο κέλυφος=44,9 ℃, ελάχιστο=42,35 ℃ και το υπόστρωμα αλουμινίου της πλακέτας ελέγχου κίνησης max=47,6 ℃ , το οποίο πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού

Μέσω της ανάλυσης θερμικού σχεδιασμού, οι μηχανικοί μπορούν να έχουν μια βαθύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο θερμικός σχεδιασμός ενσωματώνεται στη δομική σχεδίαση στο αρχικό στάδιο του σχεδιασμού και αυτή η ιδέα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αναφορά στην επόμενη διαδικασία σχεδιασμού για να καθοδηγήσει τον δομικό σχεδιασμό. Ταυτόχρονα, η θερμική προσομοίωση μπορεί να βρει γρήγορα τις ελλείψεις στο σχεδιασμό και να βελτιστοποιήσει την κατεύθυνση σχεδιασμού.