CN108481349A - 一种利于散热的机器人控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热效果好的机器人控制器，包括外壳，外壳内部背面固定连接有电路板，所述电路板的表面焊接有电子器件，所述电子器件的表面通过螺栓连接有第一导热板，电子器件的表面且位于第一导热板的底部通过螺栓连接有第二导热板，电子器件的表面且位于第二导热板的底部通过螺栓连接有第三导热板。本发明通过第一导热板、第二导热板、第三导热板、第一导热棒、第二导热棒、第三导热棒、散热板、制冷片、散热装置、功率调节器、单片机、第一温度传感器、第二温度传感器和温度显示屏的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

Description

一种利于散热的机器人控制器

技术领域

本发明属于机器人的控制技术领域，尤其是涉及一种利于散热的机器人控制器。

背景技术

机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

随着科学技术的发展，越来越多的机器人开始进入生产、物流等环节中，能替代人工作业并大大提高生产的效率；目前，市场上常见的机器人都不具有防碰撞的功能，而机器人在运行过程经常会发生碰撞的事故，尤其是机器人分布较密集的地方，导致机器人设备的损坏率高，维护成本也大大提高；另外，机器人在发生碰撞时，可能伤及旁边的工作人员，造成不必要的工伤事故。

中国实用新型CN207104973U中提出了一种机器人防碰撞控制器，如图1所示，该实用新型利用与其相连的辅具与周边的物体发生接触或碰撞时，防碰撞控制器会发出信号，停止机器人运行，有效避免人员伤害或机器人及相关设备损毁，但现有机器人包括驱动系统、检测装置和控制系统等，由于控制的设备较多，导致控制器负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件，为此，我们提出一种利于散热的机器人控制器。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种利于散热的机器人控制器，具有散热快，不会产生热量的积累的特点，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

本发明提供如下技术方案：一种利于散热的机器人控制器，包括外壳，外壳内部背面固定连接有电路板，所述电路板的表面焊接有电子器件，所述电子器件的表面通过螺栓连接有第一导热板，所述电子器件的表面且位于第一导热板的底部通过螺栓连接有第二导热板，所述电子器件的表面且位于第二导热板的底部通过螺栓连接有第三导热板；

所述第一导热板的左侧焊接有第一导热棒，所述第二导热板的左侧焊接有第二导热棒，所述第三导热板的左侧焊接有第三导热棒，所述第一导热棒、第二导热棒和第三导热棒的左侧焊接有散热板，所述散热板的表面焊接有制冷片，所述外壳内壁的左侧固定安装有散热装置，所述散热装置内壁的底部通过支撑杆固定连接有散热电机，所述散热电机的输出端固定安装有扇叶，所述散热电机的顶部固定连接有功率调节器，所述功率调节器的顶部焊接有单片机，所述散热板的右侧固定连接有第一温度传感器，所述散热装置内壁的顶部固定连接有第二温度传感器。

优选的，所述单片机的输出端与制冷片的输入端单向电性连接，所述单片机的输出端与功率调节器的输入端单向电性连接，所述功率调节器的输出端与散热电机的输入端单向电性连接，所述单片机的输入端与第一温度传感器的输出端单向电性连接，所述单片机的输入端与第二温度传感器的输出端单向电性连接。

优选的，所述外壳的表面镶嵌有触控屏，所述外壳的表面且位于触控屏的底部固定连接有控制按钮。

优选的，所述外壳的表面固定连接有扬声器，所述扬声器的表面固定连接有保护盖板，所述保护盖板的表面开设有通孔。

优选的，所述外壳的表面固定连接有温度显示屏，所述温度显示屏的输入端与单片机的输出端单向电性连接。

优选的，所述外壳的左侧且对应扇叶的位置固定连接有出风板，所述出风板的表面开设有透气孔。

优选的，所述外壳的右侧固定连接有出风板，所述出风板的表面开设有透气孔。

优选的，为了利于控制器热量的散发，防止热量积累导致控制器温度过高，影响电子器件的工作甚至烧毁电子器件，所述的散热板采用铝合金、青铜或者黄铜制成。

当散热板的厚度过小时，不易于控制器中的热量传导至散热板；但是当散热板的厚度过大时，又不利于散热板上传导至的热量散出。优选的，所述散热板的厚度d为0.2-2.5mm。

为了利于散热板上的热量的散出，所述散热板的表面设置有圆形凹坑，所述圆形凹坑的直径φ为0.35-4.5mm，深度h为0.1-0.25mm。

优选的，为了进一步便于散热，防止热量的积累，所述的散热板的厚度d、圆形凹坑的直径φ、深度h满足以下关系：

d=πh/φ+D；

其中，D为厚度调节参数，取值范围为（-0.4，0.4）；当散热板的材质为铝合金是，D为（-0.4，0.1）；当散热板的材质为青铜或黄铜是，D为（0.1，0.4）。

与现有技术相比，本发明的技术效果是：

1、本发明的利于散热的机器人控制器，通过设置了第一导热板、第二导热板和第三导热板，可以将热量大的电子器件表面的热量导出，进行针对性的散热，通过设置了第一导热棒、第二导热棒和第三导热棒，可以将第一导热板、第二导热板和第三导热板的热量导出至散热板。

2、本发明的利于散热的机器人控制器，通过散热板表面的制冷片进行散热，制冷片也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，一般分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片，本身不会产生冷，吸热的一面朝向散热板，达到散热的目的。

3、本发明的利于散热的机器人控制器，通过设置了散热装置，散热装置通过散热电机带动扇叶转动，从而对制冷片散热的一面进行散热，避免制冷片散热出的热量影响控制器的运行，通过设置了功率调节器，可以控制散热电机的功率，从而调节转速。

4、本发明的利于散热的机器人控制器，通过设置了第一温度传感器，可以检测散热板的温度，当散热板的温度达到一定值时，启动制冷片进行散热，当第二温度传感器检测制冷片发出的热量，当温度达到一定值时，通过散热装置进行散热，并通过温度显示屏显示两者的温度变化，通过第一导热板、第二导热板、第三导热板、第一导热棒、第二导热棒、第三导热棒、散热板、制冷片、散热装置、功率调节器、单片机、第一温度传感器、第二温度传感器和温度显示屏的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

5、本发明的利于散热的机器人控制器，通过设置散热板的材料、厚度、散热片表面的凹坑以及凹坑的尺寸，利于控制器热量的散发，防止热量积累导致控制器温度过高，影响电子器件的工作甚至烧毁电子器件。

6、本发明的利于散热的机器人控制器，通过设置散热板的厚度、圆形凹坑的直径、深度之间的关系，进一步便于散热，防止热量的积累，使机器人能够长时间运行。

附图说明

图1为现有技术中的机器人防碰撞控制器示意图；

图2为本发明的利于散热的机器人控制器结构示意图；

图3为本发明的利于散热的机器人控制器正面剖视图；

图4为本发明的利于散热的机器人控制器系统原理图。

图2-4中：1外壳、2电路板、3电子器件、4第一导热板、5第二导热板、6第三导热板、7第一导热棒、8第二导热棒、9第三导热棒、10散热板、11制冷片、12散热装置、13支撑杆、14散热电机、15扇叶、16功率调节器、17单片机、18第一温度传感器、19第二温度传感器、20触控屏、21控制按钮、22扬声器、23保护盖板、24温度显示屏、25出风板、26进风板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图2-4，一种利于散热的机器人控制器，包括外壳1，外壳1内部背面固定连接有电路板2，电路板2的表面焊接有电子器件3，电子器件3的表面通过螺栓连接有第一导热板4，电子器件3的表面且位于第一导热板4的底部通过螺栓连接有第二导热板5，电子器件3的表面且位于第二导热板5的底部通过螺栓连接有第三导热板6；

第一导热板4的左侧焊接有第一导热棒7，第二导热板5的左侧焊接有第二导热棒8，第三导热板6的左侧焊接有第三导热棒9，第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9的左侧焊接有散热板10，散热板10的表面焊接有制冷片11，外壳1内壁的左侧固定安装有散热装置12，散热装置12内壁的底部通过支撑杆13固定连接有散热电机14，散热电机14的输出端固定安装有扇叶15，散热电机14的顶部固定连接有功率调节器16，功率调节器16的顶部焊接有单片机17，散热板10的右侧固定连接有第一温度传感器18，散热装置12内壁的顶部固定连接有第二温度传感器19；

单片机17的输出端与制冷片11的输入端单向电性连接，单片机17的输出端与功率调节器16的输入端单向电性连接，功率调节器16的输出端与散热电机14的输入端单向电性连接，单片机17的输入端与第一温度传感器18的输出端单向电性连接，单片机17的输入端与第二温度传感器19的输出端单向电性连接，外壳1的表面镶嵌有触控屏20，外壳1的表面且位于触控屏20的底部固定连接有控制按钮21，外壳1的表面固定连接有扬声器22，扬声器22的表面固定连接有保护盖板23，保护盖板23的表面开设有通孔，外壳1的表面固定连接有温度显示屏24，温度显示屏24的输入端与单片机17的输出端单向电性连接，外壳1的左侧且对应扇叶15的位置固定连接有出风板25，出风板25的表面开设有透气孔，外壳1的右侧固定连接有出风板26，出风板26的表面开设有透气孔，通过设置了第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6，可以将热量大的电子器件3表面的热量导出，进行针对性的散热，通过设置了第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9，可以将第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6的热量导出至散热板10，并通过散热板10表面的制冷片11进行散热，制冷片11也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，一般分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片，本身不会产生冷，吸热的一面朝向散热板10，达到散热的目的，通过设置了散热装置12，散热装置12通过散热电机14带动扇叶15转动，从而对制冷片11散热的一面进行散热，避免制冷片11散热出的热量影响控制器的运行，通过设置了功率调节器16，可以控制散热电机14的功率，从而调节转速，通过设置了第一温度传感器18，可以检测散热板10的温度，当散热板10的温度达到一定值时，启动制冷片11进行散热，当第二温度传感器19检测制冷片11发出的热量，当温度达到一定值时，通过散热装置12进行散热，并通过温度显示屏24显示两者的温度变化，通过第一导热板4、第二导热板5、第三导热板6、第一导热棒7、第二导热棒8、第三导热棒9、散热板10、制冷片11、散热装置12、功率调节器16、单片机17、第一温度传感器18、第二温度传感器19和温度显示屏24的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

本发明中，通过设置了第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6，可以将热量大的电子器件3表面的热量导出，进行针对性的散热，通过设置了第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9，可以将第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6的热量导出至散热板10，并通过散热板10表面的制冷片11进行散热，制冷片11也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，一般分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片，本身不会产生冷，吸热的一面朝向散热板10，达到散热的目的，通过设置了散热装置12，散热装置12通过散热电机14带动扇叶15转动，从而对制冷片11散热的一面进行散热，避免制冷片11散热出的热量影响控制器的运行，通过设置了功率调节器16，可以控制散热电机14的功率，从而调节转速，通过设置了第一温度传感器18，可以检测散热板10的温度，当散热板10的温度达到一定值时，启动制冷片11进行散热，当第二温度传感器19检测制冷片11发出的热量，当温度达到一定值时，通过散热装置12进行散热，并通过温度显示屏24显示两者的温度变化，通过第一导热板4、第二导热板5、第三导热板6、第一导热棒7、第二导热棒8、第三导热棒9、散热板10、制冷片11、散热装置12、功率调节器16、单片机17、第一温度传感器18、第二温度传感器19和温度显示屏24的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

实施例2

一种利于散热的机器人控制器，包括外壳1，外壳1内部背面固定连接有电路板2，电路板2的表面焊接有电子器件3，电子器件3的表面通过螺栓连接有第一导热板4，电子器件3的表面且位于第一导热板4的底部通过螺栓连接有第二导热板5，电子器件3的表面且位于第二导热板5的底部通过螺栓连接有第三导热板6；

第一导热板4的左侧焊接有第一导热棒7，第二导热板5的左侧焊接有第二导热棒8，第三导热板6的左侧焊接有第三导热棒9，第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9的左侧焊接有散热板10，散热板10的表面焊接有制冷片11，外壳1内壁的左侧固定安装有散热装置12，散热装置12内壁的底部通过支撑杆13固定连接有散热电机14，散热电机14的输出端固定安装有扇叶15，散热电机14的顶部固定连接有功率调节器16，功率调节器16的顶部焊接有单片机17，散热板10的右侧固定连接有第一温度传感器18，散热装置12内壁的顶部固定连接有第二温度传感器19；

单片机17的输出端与制冷片11的输入端单向电性连接，单片机17的输出端与功率调节器16的输入端单向电性连接，功率调节器16的输出端与散热电机14的输入端单向电性连接，单片机17的输入端与第一温度传感器18的输出端单向电性连接，单片机17的输入端与第二温度传感器19的输出端单向电性连接，外壳1的表面镶嵌有触控屏20，外壳1的表面且位于触控屏20的底部固定连接有控制按钮21，外壳1的表面固定连接有扬声器22，扬声器22的表面固定连接有保护盖板23，保护盖板23的表面开设有通孔，外壳1的表面固定连接有温度显示屏24，温度显示屏24的输入端与单片机17的输出端单向电性连接，外壳1的左侧且对应扇叶15的位置固定连接有出风板25，出风板25的表面开设有透气孔，外壳1的右侧固定连接有出风板26，出风板26的表面开设有透气孔，通过设置了第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6，可以将热量大的电子器件3表面的热量导出，进行针对性的散热，通过设置了第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9，可以将第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6的热量导出至散热板10，并通过散热板10表面的制冷片11进行散热，制冷片11也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，一般分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片，本身不会产生冷，吸热的一面朝向散热板10，达到散热的目的，通过设置了散热装置12，散热装置12通过散热电机14带动扇叶15转动，从而对制冷片11散热的一面进行散热，避免制冷片11散热出的热量影响控制器的运行，通过设置了功率调节器16，可以控制散热电机14的功率，从而调节转速，通过设置了第一温度传感器18，可以检测散热板10的温度，当散热板10的温度达到一定值时，启动制冷片11进行散热，当第二温度传感器19检测制冷片11发出的热量，当温度达到一定值时，通过散热装置12进行散热，并通过温度显示屏24显示两者的温度变化，通过第一导热板4、第二导热板5、第三导热板6、第一导热棒7、第二导热棒8、第三导热棒9、散热板10、制冷片11、散热装置12、功率调节器16、单片机17、第一温度传感器18、第二温度传感器19和温度显示屏24的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

为了利于控制器热量的散发，防止热量积累导致控制器温度过高，影响电子器件的工作甚至烧毁电子器件，所述的散热片采用铝合金、青铜或者黄铜制成。

当散热片的厚度过小时，不易于控制器中的热量传导至散热片；但是当散热片的厚度过大时，又不利于散热片上传导至的热量散出。优选的，所述散热片的厚度d为0.2-2.5mm。

实施例3

一种利于散热的机器人控制器，包括外壳1，外壳1内部背面固定连接有电路板2，电路板2的表面焊接有电子器件3，电子器件3的表面通过螺栓连接有第一导热板4，电子器件3的表面且位于第一导热板4的底部通过螺栓连接有第二导热板5，电子器件3的表面且位于第二导热板5的底部通过螺栓连接有第三导热板6；

第一导热板4的左侧焊接有第一导热棒7，第二导热板5的左侧焊接有第二导热棒8，第三导热板6的左侧焊接有第三导热棒9，第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9的左侧焊接有散热板10，散热板10的表面焊接有制冷片11，外壳1内壁的左侧固定安装有散热装置12，散热装置12内壁的底部通过支撑杆13固定连接有散热电机14，散热电机14的输出端固定安装有扇叶15，散热电机14的顶部固定连接有功率调节器16，功率调节器16的顶部焊接有单片机17，散热板10的右侧固定连接有第一温度传感器18，散热装置12内壁的顶部固定连接有第二温度传感器19；

单片机17的输出端与制冷片11的输入端单向电性连接，单片机17的输出端与功率调节器16的输入端单向电性连接，功率调节器16的输出端与散热电机14的输入端单向电性连接，单片机17的输入端与第一温度传感器18的输出端单向电性连接，单片机17的输入端与第二温度传感器19的输出端单向电性连接，外壳1的表面镶嵌有触控屏20，外壳1的表面且位于触控屏20的底部固定连接有控制按钮21，外壳1的表面固定连接有扬声器22，扬声器22的表面固定连接有保护盖板23，保护盖板23的表面开设有通孔，外壳1的表面固定连接有温度显示屏24，温度显示屏24的输入端与单片机17的输出端单向电性连接，外壳1的左侧且对应扇叶15的位置固定连接有出风板25，出风板25的表面开设有透气孔，外壳1的右侧固定连接有出风板26，出风板26的表面开设有透气孔，通过设置了第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6，可以将热量大的电子器件3表面的热量导出，进行针对性的散热，通过设置了第一导热棒7、第二导热棒8和第三导热棒9，可以将第一导热板4、第二导热板5和第三导热板6的热量导出至散热板10，并通过散热板10表面的制冷片11进行散热，制冷片11也叫热电半导体制冷组件，帕尔贴等，一般分为两面，一面吸热，一面散热，起到导热的贴片，本身不会产生冷，吸热的一面朝向散热板10，达到散热的目的，通过设置了散热装置12，散热装置12通过散热电机14带动扇叶15转动，从而对制冷片11散热的一面进行散热，避免制冷片11散热出的热量影响控制器的运行，通过设置了功率调节器16，可以控制散热电机14的功率，从而调节转速，通过设置了第一温度传感器18，可以检测散热板10的温度，当散热板10的温度达到一定值时，启动制冷片11进行散热，当第二温度传感器19检测制冷片11发出的热量，当温度达到一定值时，通过散热装置12进行散热，并通过温度显示屏24显示两者的温度变化，通过第一导热板4、第二导热板5、第三导热板6、第一导热棒7、第二导热棒8、第三导热棒9、散热板10、制冷片11、散热装置12、功率调节器16、单片机17、第一温度传感器18、第二温度传感器19和温度显示屏24的配合，解决了机器人控制器的运行负担重，运行一段时间后电子器件会发出大量的热，影响控制器的正常运行，甚至会烧毁电子器件的问题。

为了利于控制器热量的散发，防止热量积累导致控制器温度过高，影响电子器件的工作甚至烧毁电子器件，所述的散热片采用铝合金、青铜或者黄铜制成。

当散热片的厚度过小时，不易于控制器中的热量传导至散热片；但是当散热片的厚度过大时，又不利于散热片上传导至的热量散出。优选的，所述散热片的厚度d为0.2-2.5mm。

为了利于散热片上的热量的散出，所述散热片的表面设置有圆形凹坑，所述圆形凹坑的直径φ为0.35-4.5mm，深度h为0.1-0.25mm。

为了进一步便于散热，防止热量的积累，所述的散热片的厚度d、圆形凹坑的直径φ、深度h满足以下关系：

d=πh/φ+D；

其中，D为厚度调节参数，取值范围为（-0.4，0.4）；当散热片的材质为铝合金是，D为（-0.4，0.1）；当散热片的材质为青铜或黄铜是，D为（0.1，0.4）。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利于散热的机器人控制器，包括外壳（1），其特征在于：外壳（1）内部背面固定连接有电路板（2），所述电路板（2）的表面焊接有电子器件（3），所述电子器件（3）的表面连接有第一导热板（4），所述电子器件（3）的表面且位于第一导热板（4）的底部通过螺栓连接有第二导热板（5），所述电子器件（3）的表面且位于第二导热板（5）的底部通过螺栓连接有第三导热板（6）；

所述第一导热板（4）的左侧焊接有第一导热棒（7），所述第二导热板（5）的左侧焊接有第二导热棒（8），所述第三导热板（6）的左侧焊接有第三导热棒（9），所述第一导热棒（7）、第二导热棒（8）和第三导热棒（9）的左侧焊接有散热板（10），所述散热板（10）的表面焊接有制冷片（11），所述外壳（1）内壁的左侧固定安装有散热装置（12），所述散热装置（12）内壁的底部通过支撑杆（13）固定连接有散热电机（14），所述散热电机（14）的输出端固定安装有扇叶（15），所述散热电机（14）的顶部固定连接有功率调节器（16），所述功率调节器（16）的顶部焊接有单片机（17），所述散热板（10）的右侧固定连接有第一温度传感器（18），所述散热装置（12）内壁的顶部固定连接有第二温度传感器（19）。

2.根据权利要求1所述的一种利于散热的机器人控制器，其特征在于：所述外壳（1）的表面固定连接有扬声器（22），所述扬声器（22）的表面固定连接有保护盖板（23），所述保护盖板（23）的表面开设有通孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种利于散热的机器人控制器，其特征在于：所述外壳（1）的表面固定连接有温度显示屏（24），所述温度显示屏（24）的输入端与单片机（17）的输出端单向连接。

4.根据权利要求1-3所述的一种利于散热的机器人控制器，其特征在于：所述外壳（1）的左侧且对应扇叶（15）的位置固定连接有出风板（25），所述出风板（25）的表面开设有透气孔。

5.根据权利要求1-4所述的一种利于散热的机器人控制器，其特征在于：所述外壳（1）的右侧固定连接有出风板（26），所述出风板（26）的表面开设有透气孔。