projeto térmico do manipulador robô

Robô é uma máquina automática que pode substituir seres humanos para realizar trabalhos perigosos e complexos em ambientes não estruturados. É um complexo de máquinas, eletrônica, software e percepção. É diferente dos produtos de consumo. Existem muitas peças de robô. Se o esquema preliminar não for totalmente considerado, muitas vezes consumirá muitos recursos humanos e materiais e, às vezes, conduzirá todo o corpo. Portanto, no processo inicial de desenvolvimento, é necessário utilizar métodos de confiabilidade como projeto mecânico, projeto térmico e análise de fluidos para evitar riscos, reduzir o número de provas e encurtar o ciclo de desenvolvimento.

Requisito de dissipação de calor:

Conforme mostrado na legenda, devido à limitação de estrutura e volume, 7 módulos de controle do inversor precisam ser integrados no corpo do manipulador de desenvolvimento, e cada módulo de controle do inversor controla um motor. O módulo de controle do inversor é um substrato de alumínio, que é um laminado revestido de cobre à base de metal com boa função de dissipação de calor; A resistência à temperatura do substrato de alumínio (TS) do módulo de controle do inversor é de 85 graus. Quando a temperatura excede 85 graus, o módulo de controle do inversor para de funcionar. A recomendação oficial é que TS seja menor ou igual a 80 graus. Este manipulador é aplicado a produtos robóticos médicos. A temperatura máxima do ambiente de trabalho do robô é de 25 graus, o que possui requisitos rígidos quanto à temperatura do casco. Sete motores funcionam ao mesmo tempo: 10s Menor ou igual a t Menor ou igual a 1min, e a temperatura máxima precisa ser Menor ou igual a 51 graus.

Análises pré-fase:

O módulo de controle do inversor é um substrato de alumínio, portanto, o módulo de controle do inversor precisa transferir calor para a estrutura por meio de uma almofada térmica. De acordo com o cálculo anterior, o resfriamento forçado do ar é necessário no espaço limitado para garantir os requisitos gerais de dissipação de calor; Existem duas maneiras de planejar a dissipação de calor:

1. Sete módulos de acionamento são colados em um dissipador de calor, e o dissipador de calor mais ventilador de fluxo axial e braço mecânico são projetados para duto de ar; O caminho de condução térmica deste projeto é o seguinte: módulo de controle do inversor → almofada térmica → dissipador de calor → ar na cavidade (convecção forçada) → invólucro da cavidade → ar fora da cavidade (convecção natural mais radiação térmica). Porém, neste projeto, o ar da cavidade não pode ser conectado diretamente com o ar externo, e há uma grande resistência térmica no meio, levando ao mau desempenho térmico.

2. Os sete módulos de acionamento são conectados diretamente ao invólucro do manipulador, adicionam um design de aleta ao invólucro do manipulador, o ventilador axial é instalado fora do invólucro do manipulador e uma placa de cobertura é adicionada para o projeto do duto de ar.

Simulação Térmica:

Usando software de simulação inteligente para simplificar o módulo e proceder à análise de simulação térmica dos dados.

De acordo com o diagrama de nuvem de temperatura de simulação térmica do invólucro, a posição com maior temperatura do invólucro está no lado direito, o invólucro superior máx.=44,9 graus, min=42,35 graus, e o alumínio substrato da placa de controle da unidade no máximo=47 0,6 graus, que atende aos requisitos de projeto.