Diseño para alta aceleración

Question

Estoy estudiando el diseño de una placa para una aplicación de robótica que va a girar muy rápido, y me pregunto si hay algo especial a tener en cuenta. Va a ser en el ballpark de 6000rpm, con el borde de la placa de 50 mm desde el centro. Eso es una aceleración constante de alrededor de 2000g, con choques de un par de veces que. Si yo amortiguador de montaje de la junta, que reduciría la aceleración repentina, pero no la de rotación.

¿Qué debo hacer de forma diferente al diseño normal de placas de circuito impreso? ¿Sería mejor un agujero pasante que un montaje en superficie? ¿Hacia dónde debo orientar la placa, para que la aceleración sea paralela a la placa (preferible) o perpendicular? ¿Hacia dónde debo orientar los componentes? ¿Sería buena idea aplicar un revestimiento de conformación o un encapsulado? Preferiría no hacerlo, tanto por la reparabilidad como por el peso. ¿A qué tipo de aceleraciones empezarían a romperse los componentes internos?

Además, tal vez este no sea el lugar adecuado para preguntar esto, pero ¿cuál es la mejor orientación para una batería de polímero de litio en este entorno?

Answer 1

El mejor consejo que puedo darte es que mantengas las cosas pesadas a lo largo de la línea central. Esto también se aplica a los osciladores xtal que pueda estar utilizando. También es posible que desee asegurarse de que la masa de los elementos que utiliza están equilibrados alrededor de la línea central de giro o usted podría conseguir un poco de vibración pesada.

Para componentes SMT de masa pequeña/baja, el montaje en superficie está bien, pero puede que merezca la pena considerar el uso de pegamento para añadir una unión adicional, no demasiada, por supuesto, porque el pegamento tiene masa.

Por encima de unos 10.000 g tendemos a encapsular la electrónica y no hemos tenido problemas con trabajos enviados durante muchos años hasta fuerzas g superiores a 20.000. Los conectores (entre placas de circuito impreso) pueden fallar un poco, así que utilice los que tienen las patillas torneadas y los contactos de varias hojas (al menos tres).

Hay una empresa en los EE.UU. llamada Statek que hace xtals hi-G - no es barato, pero si quieres la paz de la mente me gustaría considerar el uso de ellos. Alternativamente, mira la matriz de Linear Technology de osciladores de silicio - que no está mal (y no hay partes móviles que no sean los electrones) - He estado probando uno a través de la temperatura recientemente y se mantuvo dentro de 10 ppm / degC a través de 60degC.

Nunca he sabido que fallen los cables internos de un chip. Siempre intentamos que la aceleración empuje los componentes sobre la placa de circuito impreso, pero a veces no es posible y entonces se estropean cosas. Creo que a 6000g no debería pasar nada por no encapsular.

Además, podría valer la pena hacer una prueba de giro en el artículo terminado para comprobar la vibración y cualquier cosa que vaya mal. Nosotros lo hacemos con todos nuestros equipos. Arreglamos las vibraciones igual que un montador de neumáticos: no nos gustan los pesos pequeños, así que solemos taladrar pequeñas cantidades de metal de las carcasas exteriores.