diseño térmico del manipulador de robot

Un robot es una máquina automática que puede reemplazar a los seres humanos para realizar trabajos peligrosos y complejos en un entorno no estructurado. Es un complejo de maquinaria, electrónica, software y percepción. Es diferente de los productos de consumo. Hay muchas partes de robots. Si el esquema preliminar no se considera en su totalidad, a menudo consumirá muchos recursos humanos y materiales y, en ocasiones, consumirá todo el cuerpo. Por lo tanto, en el proceso de desarrollo inicial, es necesario utilizar métodos de confiabilidad como el diseño mecánico, el diseño térmico y el análisis de fluidos para evitar riesgos, reducir el número de pruebas y acortar el ciclo de desarrollo.

Requisito de disipación de calor:

Como se muestra en la leyenda, debido a la limitación de estructura y volumen, es necesario integrar 7 módulos de control de accionamiento en el cuerpo del manipulador de desarrollo, y cada módulo de control de accionamiento controla un motor. El módulo de control del variador es un sustrato de aluminio, que es un laminado revestido de cobre a base de metal con buena función de disipación de calor; La resistencia a la temperatura del sustrato de aluminio (TS) del módulo de control del variador es de 85 grados. Cuando la temperatura supera los 85 grados, el módulo de control de la unidad deja de funcionar. La recomendación oficial es que TS sea menor o igual a 80 grados. Este manipulador se aplica a productos de robots médicos. La temperatura máxima del entorno de trabajo del robot es de 25 grados, lo que tiene requisitos estrictos en cuanto a la temperatura de la carcasa. Siete motores funcionan al mismo tiempo: 10 s menor o igual a t menor o igual a 1 min, y la temperatura máxima debe ser menor o igual a 51 grados.

Análisis previos a la fase:

El módulo de control del variador es un sustrato de aluminio, por lo que el módulo de control del variador necesita transferir calor a la estructura a través de una almohadilla térmica. Según el cálculo anterior, se requiere refrigeración por aire forzado en el espacio limitado para garantizar los requisitos generales de disipación de calor; Hay dos formas de planificar la disipación de calor:

1. Se pegan siete módulos de transmisión en un disipador de calor, y el disipador de calor + ventilador de flujo axial + carcasa del brazo mecánico está diseñado para conducto de aire; La ruta de conducción térmica de este diseño es la siguiente: módulo de control del variador → almohadilla térmica → disipador de calor → aire en la cavidad (convección forzada) → carcasa de la cavidad → aire fuera de la cavidad (convección natural + radiación térmica). Sin embargo, en este diseño, el aire en la cavidad no se puede conectar directamente con el aire exterior y hay una gran resistencia térmica en el medio, lo que conduce a un mal rendimiento térmico.

2. Los siete módulos de accionamiento están conectados directamente a la carcasa del manipulador, agregan un diseño de aletas a la carcasa del manipulador, el ventilador axial se instala fuera de la carcasa del manipulador y se agrega una placa de cubierta para el diseño del conducto de aire.

Simulación Térmica:

Uso de software de simulación inteligente para simplificar el módulo y continuar con el análisis de simulación térmica de los datos.

De acuerdo con el diagrama de nubes de temperatura de simulación térmica de la carcasa, la posición con mayor temperatura de la carcasa está en el lado derecho, la carcasa superior tiene un máximo de=44.9 grados, un mínimo de=42.35 grados y el aluminio. Sustrato de la placa de control de la unidad máx.=47.6 grados, que cumple con los requisitos de diseño.