التصميم الحراري لوحدة التحكم في محرك الروبوت مناور

الروبوت هو آلة أوتوماتيكية يمكن أن تحل محل البشر للانخراط في عمل خطير ومعقد في بيئة غير منظمة. إنه مجمع من الآلات والإلكترونيات والبرمجيات والإدراك. إنه يختلف عن المنتجات الاستهلاكية. يوجد العديد من أجزاء الروبوت. إذا لم يتم النظر في المخطط الأولي بشكل كامل ، فغالبًا ما يستهلك الكثير من الموارد البشرية والمادية ، وفي بعض الأحيان يقود الجسم كله. لذلك ، في عملية التطوير المبكرة ، من الضروري استخدام طرق الموثوقية مثل التصميم الميكانيكي والتصميم الحراري وتحليل السوائل لتجنب المخاطر وتقليل عدد التدقيق وتقصير دورة التطوير.

متطلبات تبديد الحرارة:

كما هو موضح في وسيلة الإيضاح ، نظرًا لمحدودية الهيكل والحجم ، يجب دمج 7 وحدات تحكم في القيادة في هيكل مناور التطوير ، وتتحكم كل وحدة تحكم في المحرك في المحرك. وحدة التحكم في القيادة عبارة عن ركيزة من الألومنيوم ، وهي عبارة عن صفائح نحاسية ذات قاعدة معدنية مع وظيفة تبديد حرارة جيدة ؛ تبلغ مقاومة درجة حرارة ركيزة الألومنيوم (TS) لوحدة التحكم في القيادة 85 درجة مئوية. عندما تتجاوز درجة الحرارة 85 درجة مئوية ، تتوقف وحدة التحكم في القيادة عن العمل. التوصية الرسمية هي أن TS ≤ 80 ℃. يتم تطبيق هذا المعالج على منتجات الروبوت الطبي. أقصى درجة حرارة لبيئة عمل الروبوت هي 25 ℃ ، والتي لها متطلبات صارمة على درجة حرارة الغلاف. سبعة محركات تعمل في نفس الوقت: 10s ≤ t ≤ 1min ، ويجب أن تكون درجة الحرارة القصوى ≤ 51 ℃.

تحليلات ما قبل المرحلة:

وحدة التحكم في القيادة عبارة عن ركيزة من الألومنيوم ، لذلك تحتاج وحدة التحكم في القيادة إلى نقل الحرارة إلى الهيكل من خلال وسادة حرارية. وفقًا للحسابات السابقة ، يلزم تبريد الهواء القسري في مساحة محدودة لضمان متطلبات تبديد الحرارة الإجمالية ؛ هناك طريقتان للتخطيط لتبديد الحرارة:

1.تم لصق سبع وحدات محرك على المشتت الحراري ، وتم تصميم غلاف الذراع الميكانيكي للمشتت الحراري + مروحة التدفق المحوري + لمجرى الهواء ؛ ويكون مسار التوصيل الحراري لهذا التصميم كما يلي: محرك وحدة التحكم ← الوسادة الحرارية ← المشتت الحراري ← الهواء في التجويف (الحمل الحراري القسري) ← غلاف التجويف ← الهواء خارج التجويف (الحمل الحراري الطبيعي + الإشعاع الحراري). ومع ذلك ، في هذا التصميم ، لا يمكن توصيل الهواء الموجود في التجويف مباشرة بالهواء الخارجي ، وهناك مقاومة حرارية كبيرة في الوسط ، تؤدي إلى الأداء الحراري السيئ.

2 يتم توصيل وحدات القيادة السبع مباشرة بغلاف المناور ، وإضافة تصميم زعنفة إلى غلاف المناور ، والمروحة المحورية مثبتة خارج غلاف المعالج ، وتضاف لوحة الغلاف لتصميم مجرى الهواء.

المحاكاة الحرارية:

استخدام برنامج محاكاة ذكي لتبسيط الوحدة ومتابعة تحليل المحاكاة الحرارية للبيانات.

وفقًا لمخطط سحابة درجة حرارة المحاكاة الحرارية للقذيفة ، يكون الموضع مع درجة حرارة الغلاف الأعلى على الجانب الأيمن ، والحد الأقصى للغلاف العلوي=44.9 ℃ ، والحد الأدنى=42.35 ℃ ، والركيزة المصنوعة من الألومنيوم في لوحة التحكم في القيادة بحد أقصى=47.6 ℃ الذي يفي بمتطلبات التصميم

من خلال تحليل التصميم الحراري ، يمكن للمهندسين الحصول على فهم أعمق لكيفية دمج التصميم الحراري في التصميم الإنشائي في المرحلة المبكرة من التصميم ، ويمكن استخدام هذه الفكرة كمرجع في عملية التصميم اللاحقة لتوجيه التصميم الإنشائي. في الوقت نفسه ، يمكن للمحاكاة الحرارية العثور بسرعة على أوجه القصور في التصميم وتحسين اتجاه التصميم.