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移动机器人控制器,可靠稳定的硬件是基石—宽温设计
来源:科聪 | 作者:科聪 | 发布时间: 88天前 | 337 次浏览 | 分享到:
导航控制器是移动机器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整个车体的大脑,关系到车体的可靠稳定、性能指标和安全性。在导航控制器的各种性能中,除了硬件层面的防护等级、嵌入式层面、算法层面等基本的指标,还值得关注的是宽温的指标,那么宽温的指标是否是如今移动机器人(AGV/AMR)重要的指标,达到-40~80℃是否必要?

导航控制器是移动机器人(AGV/AMR)最主要的核心部件,是整个车体的大脑,关系到车体的可靠稳定、性能指标和安全性。在导航控制器的各种性能中,除了硬件层面的防护等级、嵌入式层面、算法层面等基本的指标,还值得关注的是宽温的指标,那么宽温的指标是否是如今移动机器人(AGV/AMR)重要的指标,达到-40~80℃是否必要?

移动机器人(AGV/AMR)应用环境

移动机器人(AGV/AMR)现如今应用非常广泛,既有-40℃及以上的速冻冷库、深冷库场景,也有55~65℃及以上的塑料生产、橡胶、钢铁冶金场景,在这些温度较高或较低的应用环境下,控制器能否长期正常稳定的运行就显得十分的重要了。

移动机器人控制器,可靠稳定的硬件是基石—宽温设计


中国的地理环境

中国是一个幅员辽阔的国家,中国最南端最高温度可达47.6℃,最北端最低温度低至-31.3℃。既有像海上采油采气平台这样潮湿昼夜温差不大的环境,也有像在沙漠、戈壁的航天发射中心这样昼夜温差极大的环境。

移动机器人控制器,可靠稳定的硬件是基石—宽温设计


10℃法则

环境温度每提高(改变)10℃,元器件寿命明显降低。

在机械方面,由于产品由不同的材料组成,材料膨胀系数的差异产生机械应力,在承受高低温双向变化的热应力时,应力差变化在结合部产生有效作用,使缺陷暴露;

在物理化学方面,产品中的橡胶和有机塑料等材料在低温时变硬发脆,高温时软化松弛,超出使用温度范围时,其机械性能和抗减振特性均会发生变化,导致产品失效;

在电气性能方面,高温能够导致电路发生温漂,增大电路发热量,加速绝缘体的老化甚至热击穿,影响半导体器件如三级管的放大倍数和穿透电,从而造成产品失效。

由于现代电子设备所用的电子元器件的密度越来越高, 这将使元器件之间通过传导、辐射和对流产生热耦合。热应力已经成为影响电子元器件失效率的最重要的因素之一。为了达到预期的可靠性目的,必须将元器件的温度适应性达到更高的水平。

移动机器人控制器,可靠稳定的硬件是基石—宽温设计


无风扇设计,

适应-40~80℃宽温的MRC5000

MRC5000在设计之初也遇到了很大的难题。一方面要满足IP65的防护指标,不能留有缝隙等用于散热,同时还要满足运行slam算法、运动控制算法、运动分解算法,内置地图任务路径等一系列运算需求,而产生大量的热量。温度对元器件失效率的影响很大,对微电路来说,温度升高10℃–20℃约使温度应力系数增加一倍。为了保证器件在宽温环境中具有足够的使用寿命,需要进行降额设计、热设计;另外为了降低温度引发元器件参数漂移的影响还需要进行容差分析。

散热之三种武器

热传递的方式:传导、对流、辐射。一般来说,这三种形式在电子系统的热传输中所占的比例分别为60%、20%、20%。经过上万次的测试,最终选定了采用特殊合金做散热底板的方式,达成了工业级宽温要求。

移动机器人控制器,可靠稳定的硬件是基石—宽温设计


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