机器人保温及散热控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种机器人保温及散热控制装置及方法，装置包括机器人本体箱体，机器人本体箱体内安装有低温电池和若干电子设备，所述机器人本体箱体侧板设置有散热筋，散热筋与散热模块耦合组成散热单元；所述散热模块包括风道固定支架、制冷散热片、离心风扇、TEC制冷片和导热铜管，风道固定支架内安装有离心风扇和TEC制冷片，TEC制冷片的冷面贴制冷散热片，热面贴导热铜管，导热铜管与散热筋之间填充导热硅脂。本发明专利技术通过读取腔内温度Tq、环境温度Ta，进而调节通过PTC加热器的电压和电流控制其发热量进行升温，通过散热模块进行降温，采用本发明专利技术技术方案的机器人可满足

【技术实现步骤摘要】
机器人保温及散热控制装置及方法


[0001]本专利技术涉及温控
，具体是一种机器人保温及散热控制装置及方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，目前机器人在越来越多的领域发挥着不可替代的作用；但目前市面上的机器人产品工作温度一般为
‑
10℃～+50℃，主要是受限于机器人箱体内部的电子模块。受限于技术壁垒，机器人本体内的电子模块，如工控机、电源管理板、驱控板、风扇、交换机等核心零部件的工作温度一般为
‑
25℃～+60℃。但机器人所处工作环境错综复杂，尤其是在北方冬天、新疆高温地带，室外极有可能会出现
‑
40℃或+60℃的极端温度环境。这样的环境条件下，室外机器人的应用场景大大受限。
[0003]目前市面上已经有低温电池，可实现
‑
40℃～+50℃的平稳放电，因此为扩大机器人的工作温度，需要利用低温加热、低温制冷技术使机器人箱体内部空气温度保持在
‑
25℃～+50℃。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种机器人保温及散热控制装置及方法，采用本专利技术技术方案的机器人可满足
‑
40℃～+60℃的稳定工作，大大提高了机器人的环境适应性，扩展了其应用范围。
[0005]本专利技术提供了一种机器人保温及散热控制装置，包括机器人本体箱体，机器人本体箱体内安装有低温电池和若干电子设备，所述机器人本体箱体侧板设置有散热筋，散热筋与散热模块耦合组成散热单元；所述散热模块包括风道固定支架、制冷散热片、离心风扇、TEC制冷片和导热铜管，风道固定支架内安装有离心风扇和TEC制冷片，TEC制冷片的冷面贴制冷散热片，热面贴导热铜管，导热铜管与散热筋之间填充导热硅脂。
[0006]进一步改进，所述电子设备包括PTC加热器、工控机、驱控板和交换机。
[0007]所述机器人本体箱体内部安装有腔内温度传感器，机器人本体箱体外部安装有腔外温度传感器，腔内温度传感器和腔外温度传感器分别与工控机连接。
[0008]所述在工控机电路上前置温度开关，温度开关在
‑
25℃下为常开，温度超过
‑
25℃时，温度开关闭合电路导通。
[0009]进一步改进，所述机器人本体箱体内侧贴合有隔热棉，隔热棉的导热系数≤0.60w/(m2.k)。
[0010]本专利技术还提供了一种机器人保温及散热控制方法，包括低温加热温控方案和高温制冷温控方案；
[0011]低温加热温控方案：机器人启动后，首先检测工控机是否处于正常工作状态，当腔内温度低于
‑
25℃时，PTC加热器由低温电池直接供电开启全功率加热模式；当加热一段时间后腔内温度超过
‑
25℃后，工控机的前置元器件温度开关闭合，工控机开启，机器人正常工作，同时腔内温度传感器、腔外温度传感器同步读取腔内温度Tq、环境温度Ta，读取的数
据传至工控机，制定温控策略，调节通过PTC加热器的电压U
ptc
和电流I
ptc
控制其发热量；
[0012]T
q
‑
T
a
＝(P
el
+P
ptc
)*(R
q
‑
bw
+R
bw
+R
ke
+R
ke
‑
a
)
[0013][0014]P
ptc
＝U
ptc
*I
ptc
[0015]其中T
q
为腔内空气温度，T
a
为环境温度，P
el
为机器人本体电子模块的总发热功率，包括工控机、电源模块、交换机、驱控板等；P
ptc
为PTC加热器的发热功率，R
q
‑
bw
为腔内空气的对流热阻，R
bw
为保温材料的导热热阻，R
ke
为外部壳体的导热热阻，R
ke
‑
a
为外壳与环境的对流热阻；
[0016]h
q
‑
bw
为腔内空气与保温棉的对流换热系数，A
bw
、A
ke
分别为保温棉、壳体的面积，δ
bw
、δ
ke
分别为保温棉、壳体的厚度，λ
bw
、λ
ke
分别为保温棉和壳体的导热系数，h
ke
‑
a
为腔体外壳与外界空气的对流换热系数；
[0017]通过控制PTC加热模块的U
ptc
、I
ptc
的大小进而保证T
q
＞
‑
25℃，使机器人能稳定的工作，根据P
el
确定腔外温度的阈值，当腔外温度大于该阈值时PTC加热器停止工作；
[0018]高温制冷温控方案：
[0019]风道设计：将散热模块安装在机器人本体箱体内形成风道，热风通过风道的进风口后进入散热模块，经过制冷变成冷空气通过风道的出风口。
[0020]所述高温制冷温控方案中采用两个散热模块形成两个风道。
[0021]机器人启动后，工控机若正常工作，则说明腔内温度＞
‑
25℃，腔内温度传感器读取腔内温度T
q
，若T
q
＞+50℃时，两个散热模块同时开启制冷功能，当腔内温度Tq满足预设阈值(T
q
<+48℃)时，一个制冷流程结束。
[0022]本专利技术有益效果在于：采用本专利技术技术方案的机器人可满足
‑
40℃～+60℃的稳定工作，大大提高了机器人的环境适应性，扩展了其应用范围。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0024]图1是机器人箱体电子模块视图；
[0025]图2是机器人电子模块视图；
[0026]图3是机器人箱体壁面剖视图；
[0027]图4是机器人箱体视图；
[0028]图5是散热模块爆炸视图；
[0029]图6是加热模块视图；
[0030]图7是散热模块的风道视图；
[0031]图8是机器人的温控策略逻辑视图。
[0032]图中的附图标记包括：1、机器人本体箱体，2、电子器件固定支架，3、工控机，4、驱控板，5、温度开关，6、PTC加热器，7，电源管理模块，8、腔外温度传感器，9、交换机，10、散热
模块一，11、散热模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人保温及散热控制装置，包括机器人本体箱体，机器人本体箱体内安装有低温电池和若干电子设备，其特征在于：所述机器人本体箱体侧板设置有散热筋，散热筋与散热模块耦合组成散热单元；所述散热模块包括风道固定支架、制冷散热片、离心风扇、TEC制冷片和导热铜管，风道固定支架内安装有离心风扇和TEC制冷片，TEC制冷片的冷面贴制冷散热片，热面贴导热铜管，导热铜管与散热筋之间填充导热硅脂。2.根据权利要求1所述的机器人保温及散热控制装置，其特征在于：所述电子设备包括PTC加热器、工控机、驱控板和交换机。3.根据权利要求2所述的机器人保温及散热控制装置，其特征在于：所述机器人本体箱体内部安装有腔内温度传感器，机器人本体箱体外部安装有腔外温度传感器，腔内温度传感器和腔外温度传感器分别与工控机连接。4.根据权利要求2所述的机器人保温及散热控制装置，其特征在于：所述在工控机电路上前置温度开关，温度开关在
‑
25℃下为常开，温度超过
‑
25℃时，温度开关闭合电路导通。5.根据权利要求1所述的机器人保温及散热控制装置，其特征在于：所述机器人本体箱体内侧贴合有隔热棉。6.一种机器人保温及散热控制方法，其特征在于：包括低温加热温控方案和高温制冷温控方案；低温加热温控方案：读取腔内温度Tq、环境温度Ta，进而调节通过PTC加热器的电压U
ptc
和电流I
ptc
控制其发热量；T
q
‑
T
a
＝(P
el
+P
ptc
)*(R
q
‑
bw
+R
bw
+R
ke
+R
ke
‑
a
)P
ptc
＝U
ptc
*I
ptc
其中T
q
为腔内空气温度，T
a
为环境温度，P
el
为机器人本体电子模块的总发热功率，包括工控机、电源模块、交换机、驱控板等；P
ptc
为PTC加热器的发热功率，R
q
‑
bw
为腔内空气的对流热阻，R
bw
为保温材料的导热热阻，R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志强，梁培军，陈广贤，
申请(专利权)人：广东亿嘉和科技有限公司，
类型：发明
国别省市：