Добавление внешнего теплоотвода к сервоприводу Dynamixel RX-24F?

Хобби-серво, как правило, недостаточно для реальной робототехники по ряду причин: качество, точность, диапазон движения, крутящий момент и т. Д.

Между тем, промышленные сервоприводы, такие как ABB, Emerson, GE и т. Д., Как правило, тяжелые и дорогие, и не подходят для приведения в действие в небольших масштабах. Точно так же создание вашего собственного сервопривода из двигателей, коробок передач и энкодеров похоже на попытку спроектировать свой собственный процессор только для управления двигателем - слишком много деталей мешает реальной работе.

Существует промежуточный уровень сервоприводов - по разумной цене, разумной производительности и разумного контроля - в виде конкурирующих брендов сервоприводов Dynamixel и HerculeX.

Самые маленькие предложения в этих линиях, как правило, недостаточно сильны для реального взаимодействия, но следующий шаг обещает много. Для линейки Robotis Dynamixel это сервопривод RX-24F (по цене от дешевого AX-12F до следующего шага вверх по MX-28R.) Если задуматься, кажется, что спецификации и интерфейс этого сервопривода великолепны, но это он отключается от тепловой перегрузки, если вы на самом деле пытаетесь запустить его при номинальной нагрузке - то, что я ожидаю от хобби-сервопривода, но не от робота-сервопривода.

Теперь шаг до MX-28R удваивает цену. Таким образом, если бы дефект нагрева RX-24F мог быть исправлен, он был бы позиционирован по хорошей цене / производительности.

У кого-нибудь есть опыт в обеспечении дополнительного охлаждения для этого сервопривода? Все, что угодно, от термоклеящихся радиаторов к корпусу, до сверления отверстий и прокладки труб с охлаждающей жидкостью до любых горячих частей внутри, было бы разумным подходом. Однако, прежде чем я потрачу много времени и усилий на изучение этого, я хотел бы высказать второе мнение - возможно ли, есть ли у кого-то такой опыт, стоит ли оно того?

Проблема с сервоприводами Dynamixel заключается в том, что они заперты в изолирующей пластиковой оболочке. Здесь нет конвекции и нет хорошего теплопроводящего материала, который бы эффективно выделял тепло.

Первое, что я бы посоветовал - это получить поток воздуха. Движущийся воздух обладает удивительной способностью охлаждать что-то горячее. Вам вряд ли нужно какое-либо движение, чтобы получить хорошие результаты. Если вы готовы взломать сервопривод, то взломайте пластиковый корпус. Сначала разберите его, удалив также плату и двигатель, если вы можете ослабить винты. Разместите механизмы в чистом и безопасном месте, чтобы вы могли помнить, в каком порядке они возвращаются.

Теперь достаньте Dremmel и осторожно удалите часть кожуха вокруг двигателя (зеленые зоны). Вы стремитесь удалить достаточно, чтобы воздух мог проходить через корпус. В одну сторону, в другую. Обратите внимание на пластиковую поверхность под шестернями, нет смысла прорезать полость шестерни. Фактически, это позволит мусору проникнуть в зубчатую цепь и остановить его, так что продолжайте резать за этой пластиковой поверхностью.

Также будьте осторожны, чтобы не удалить какой-либо материал вокруг винтов (красные области). Вы захотите этого, когда соберете мотор.

Просто сделав это, вы получите дополнительный запас мощности до того, как он перегреется, особенно если вы можете установить двигатель так, чтобы холодный воздух поступал внизу, а теплый - вверху. Будет еще лучше, если вы сможете продувать воздух через корпус небольшим вентилятором. Если у вас есть несколько двигателей близко друг к другу, вы можете продуть воздух через все из них последовательно с помощью одного вентилятора.

Чтобы определить, сколько охлаждения вам нужно, вам нужно рассчитать тепловое сопротивление и скорость тепловыделения.

Для этого вы можете начать использовать его в течение определенного периода времени (при максимальной нагрузке), а затем прекратить его использование. В это время измерьте, как температура поднимается и падает.

Это позволит вам рассчитать количество выделяемого тепла, а также тепловое сопротивление корпуса (в виде кратных теплоемкости). Вы также можете измерить разницу в мощности по сравнению с мощностью для измерения тепла, рассеиваемого внутри ($power = voltage \times current$).

Измеряя температуру воздуха, вы также получаете тепловое сопротивление между корпусом и температурой окружающего воздуха.

После этого вы можете рассматривать тепловое сопротивление как электрическую сеть (см. Http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_resistance ). Добавление радиаторов тепловых труб просто добавляет другой путь для тепла, с более низким сопротивлением.

Вы можете найти сопротивление любого радиатора или тепловой трубы из их технических данных. Затем вы можете оценить, как его добавление повлияет на общее тепловое сопротивление сети. Посмотрев на скорость рассеивания тепла, тепловое сопротивление и максимальную номинальную температуру, вы узнаете, достаточно ли этого.