การออกแบบการระบายความร้อนของโมดูลควบคุมการขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ควบคุม

หุ่นยนต์เป็นเครื่องจักรอัตโนมัติที่สามารถแทนที่มนุษย์เพื่อทำงานที่อันตรายและซับซ้อนในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีโครงสร้าง มันเป็นความซับซ้อนของเครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ และการรับรู้ แตกต่างจากสินค้าอุปโภคบริโภค มีชิ้นส่วนหุ่นยนต์มากมาย หากแผนเบื้องต้นไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่ก็มักจะใช้ทรัพยากรมนุษย์และวัสดุจำนวนมากและบางครั้งก็เป็นผู้นำทั้งร่างกาย ดังนั้น ในกระบวนการพัฒนาในระยะเริ่มต้น จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการที่เชื่อถือได้ เช่น การออกแบบทางกล การออกแบบเชิงความร้อน และการวิเคราะห์ของไหล เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยง ลดจำนวนการพิสูจน์อักษร และทำให้รอบการพัฒนาสั้นลง

ข้อกำหนดการกระจายความร้อน:

ตามที่แสดงในคำอธิบาย เนื่องจากข้อจำกัดของโครงสร้างและปริมาตร จึงจำเป็นต้องรวมโมดูลควบคุมไดรฟ์ 7 โมดูลเข้ากับตัวจัดการการพัฒนา และโมดูลควบคุมไดรฟ์แต่ละโมดูลจะควบคุมมอเตอร์ โมดูลควบคุมไดรฟ์เป็นพื้นผิวอะลูมิเนียม ซึ่งเป็นแผ่นเคลือบทองแดงที่เป็นโลหะซึ่งมีฟังก์ชันการกระจายความร้อนได้ดี ความทนทานต่ออุณหภูมิของพื้นผิวอะลูมิเนียม (TS) ของโมดูลควบคุมไดรฟ์คือ 85 ℃ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 85 ℃ โมดูลควบคุมไดรฟ์จะหยุดทำงาน คำแนะนำอย่างเป็นทางการคือ TS ≤ 80 ℃ หุ่นยนต์นี้ใช้กับผลิตภัณฑ์หุ่นยนต์ทางการแพทย์ อุณหภูมิสูงสุดของสภาพแวดล้อมการทำงานของหุ่นยนต์คือ 25 ℃ ซึ่งมีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับอุณหภูมิของเปลือก มอเตอร์เจ็ดตัวทำงานพร้อมกัน: 10 วินาที ≤ t ≤ 1 นาที และอุณหภูมิสูงสุดต้อง ≤ 51 ℃

การวิเคราะห์ก่อนเฟส:

โมดูลควบคุมไดรฟ์เป็นพื้นผิวอะลูมิเนียม ดังนั้นโมดูลควบคุมไดรฟ์จำเป็นต้องถ่ายเทความร้อนไปยังโครงสร้างผ่านแผ่นระบายความร้อน ตามการคำนวณก่อนหน้านี้ จำเป็นต้องมีการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับในพื้นที่จำกัด เพื่อให้แน่ใจว่าความต้องการการกระจายความร้อนโดยรวม มีสองวิธีในการวางแผนการกระจายความร้อน:

1.เจ็ดโมดูลไดรฟ์วางอยู่บนแผงระบายความร้อน และแผงระบายความร้อน + พัดลมไหลตามแนวแกน + แขนกลได้รับการออกแบบสำหรับท่ออากาศ เส้นทางการนำความร้อนของการออกแบบนี้มีดังต่อไปนี้: ไดรฟ์ โมดูลควบคุม → แผ่นความร้อน → แผ่นระบายความร้อน → อากาศในโพรง (การพาความร้อนแบบบังคับ) → เปลือกโพรง → อากาศภายนอกโพรง (การพาความร้อนตามธรรมชาติ + การแผ่รังสีความร้อน) อย่างไรก็ตาม ，ในการออกแบบนี้ อากาศในโพรงไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับอากาศภายนอก และมีความต้านทานความร้อนที่ดีอยู่ตรงกลาง นำไปสู่ประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ไม่ดี

2. โมดูลไดรฟ์ทั้งเจ็ดนั้นติดอยู่กับเปลือกของหุ่นยนต์โดยตรง เพิ่มการออกแบบครีบให้กับเปลือกของหุ่นยนต์ ติดตั้งพัดลมตามแนวแกนนอกเปลือกของหุ่นยนต์ และเพิ่มแผ่นปิดสำหรับการออกแบบท่ออากาศ

การจำลองความร้อน:

การใช้ซอฟต์แวร์จำลองอัจฉริยะเพื่อลดความซับซ้อนของโมดูลและดำเนินการวิเคราะห์ข้อมูลการจำลองเชิงความร้อนต่อ

ตามแผนภาพเมฆอุณหภูมิจำลองความร้อนของเปลือก ตำแหน่งที่มีอุณหภูมิเปลือกสูงขึ้นอยู่ทางด้านขวา เปลือกด้านบนสูงสุด=44.9 ℃ นาที=42.35 ℃ และพื้นผิวอะลูมิเนียมของแผงควบคุมไดรฟ์สูงสุด=47.6 ℃ ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ

ด้วยการวิเคราะห์การออกแบบเชิงความร้อน วิศวกรสามารถมีความเข้าใจลึกซึ้งยิ่งขึ้นว่าการออกแบบเชิงความร้อนถูกรวมเข้ากับการออกแบบโครงสร้างในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบอย่างไร และแนวคิดนี้สามารถนำไปใช้อ้างอิงในกระบวนการออกแบบที่ตามมาเพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบโครงสร้าง ในขณะเดียวกัน การจำลองเชิงความร้อนสามารถค้นหาจุดบกพร่องในการออกแบบได้อย่างรวดเร็วและปรับทิศทางการออกแบบให้เหมาะสม