CN109588020A - 一种机器人散热系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机器人技术领域，提供了一种机器人散热系统及机器人，所述机器人散热系统包括身体支架；至少一个控制电路板，设于身体支架的一侧；电源控制板，设于身体支架设有控制电路板的一侧；电池包，嵌设于身体支架内；至少一个第一导热件，设于身体支架的表面上，与控制电路板一一对应，用于将对应的控制电路板的热量传递至身体支架；至少一个第二导热件，设于身体支架的表面上，与电源控制板对应，用于将电源控制板的热量传递至身体支架；以及至少一个散热件，设于身体支架上，用于将身体支架和电池包的热量散至空气中。本发明可以将机器人内部的热量及时有效地散出去，从而有效降低了机器人系统的温度，保证了机器人系统的稳定运行。

Description

一种机器人散热系统及机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人散热系统及机器人。

背景技术

机器人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的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。

目前，机器人在工作时，其处理器、电池等发热较多，而处理器、电池等又被包裹在机器人内部，如果只靠空气自然散热能力明显无法及时有效地将热量散出去，在长时间工作后会造成机器人行动迟缓，甚至会烧坏控制电路芯片。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人散热系统，旨在解决目前机器人内部产生的热量无法及时有效地散出去的技术问题。

本发明是这样实现的，一种机器人散热系统，包括：

身体支架；

至少一个控制电路板，设于所述身体支架的一侧；

电源控制板，设于所述身体支架设有所述控制电路板的一侧；

电池包，嵌设于所述身体支架内；

至少一个第一导热件，设于所述身体支架的表面上，与所述控制电路板一一对应，用于将对应的所述控制电路板的热量传递至所述身体支架；

至少一个第二导热件，设于所述身体支架的表面上，与所述电源控制板对应，用于将所述电源控制板的热量传递至所述身体支架；以及

至少一个散热件，设于所述身体支架上，用于将所述身体支架和电池包的热量散至空气中。

在一个实施例中，所述身体支架包括：

前板，所述控制电路板和电源控制板均安装于所述前板上，所述第一导热件和第二导热件设于所述前板安装有所述控制电路板和电源控制板的表面上；

后板，与所述前板相对设置；

顶板，两端分别与所述前板和后板连接；

底板，与所述顶板相对设置；

第一侧板，设于所述顶板与底板之间，且两端分别与所述前板和后板连接；以及

第二侧板，与所述第一侧板相对设置，所述电池包嵌设于所述前板、后板、顶板、底板、第一侧板和第二侧板围合形成的空间内。

在一个实施例中，所述前板与所述电源控制板对应的位置开设有第一通孔，以及位于所述第一通孔下方的缺口，所述第一通孔与缺口之间形成条形部，所述条形部内以及所述条形部的两端分别设有所述第二导热件。

在一个实施例中，所述前板与所述控制电路板对应的位置开设有第二通孔，所述第二通孔内设有第一散热件，所述第一散热件与所述控制电路板电性连接并通过所述控制电路板控制。

在一个实施例中，所述前板与所述后板相对的一侧的侧面上开设有多个条形槽，所述条形槽与所述控制电路板对应且位于所述第二通孔的四周。

在一个实施例中，所述机器人散热系统还包括固定板，所述固定板的两端分别与所述前板和后板连接，且所述固定板位于所述电池包的上方，所述固定板上固定有第二散热件，所述第二散热件与所述电源控制板电性连接并通过所述电源控制板控制。

在一个实施例中，所述固定板上开设有第三通孔，以及位于所述第三通孔四周的多个第四通孔。

在一个实施例中，所述顶板与所述固定板对应的位置开设有第五通孔。

在一个实施例中，所述控制电路板和电源控制板上均安装有温度检测传感器。

本发明的另一目的在于提供一种机器人，其包括如上述所述的机器人散热系统。

实施本发明的一种机器人散热系统，具有以下有益效果：其通过在身体支架的表面设置与控制电路板一一对应的第一导热件，并在身体支架的表面设置与电源控制板对应的第二导热件，控制电路板产生的热量通过第一导热件传递至身体支架上，电源控制板产生的热量通过第二导热件传递至身体支架上，而身体支架上的热量以及电池包产生的热量在至少一个散热件的作用下通过流动的空气及时有效地散发到空气中，从而有效降低了机器人系统的温度，保证了机器人系统的稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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他的附图。

图1是本发明实施例提供的机器人散热系统的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的机器人散热系统的侧视图；

图3是本发明实施例提供的机器人散热系统的爆炸结构示意图；

图4是本发明实施例提供的机器人散热系统的前板的侧视图；

图5是本发明实施例提供的机器人散热系统的部分结构的侧视图；

图6是本发明实施例提供的机器人散热系统的固定板的俯视图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-身体支架；11-前板；111-第一通孔；112-缺口；113-条形部；114-第二通孔；115-条形槽；凸台-116；12-后板；121-第六通孔；13-顶板；131-第五通孔；14-底板；15-第一侧板；16-第二侧板；2-控制电路板；21-第一控制电路板；22-第二控制电路板；3-电源控制板；4-电池包；5-第一导热件；6-第二导热件；71-第一散热件；72-第二散热件；8-固定板；81-第三通孔；82-第四通孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图3，本发明实施例提供的机器人散热系统包括身体支架1、至少一个控制电路板2、电源控制板3、电池包4、至少一个第一导热件5、至少一个第二导热件6，以及至少一个散热件。其中，至少一个控制电路板2设置于身体支架1的一侧；电源控制板3设置于身体支架1设有控制电路板2的一侧，即控制电路板2和电源控制板3设置于身体支架1的同一侧，以便于布线；电池包4嵌设于身体支架1内，使得整体结构更加紧凑；至少一个第一导热件5设置于身体支架1的表面上，且与控制电路板2一一对应，该第一导热件5位于对应的控制电路板2与身体支架1之间，该第一导热件5的两相对表面分别抵接于控制电路板2和身体支架1上，并用于将对应的控制电路板2产生的热量传递至身体支架1；至少一个第二导热件6设置于身体支架1的表面上，且与电源控制板3对应，该第二导热件6位于电源控制板3与身体支架1之间，该第二导热件6的两相对表面分别抵接于电源控制板3和身体支架1上，并用于将电源控制板3产生的热量传递至身体支架1；至少一个散热件设置于身体支架1上，该散热件用于将身体支架1和电池包4的热量散至空气中。

本发明实施例通过微小的经济成本，解决了机器人硬件系统的散热问题。具体地，本发明实施例通过在身体支架1的表面设置与控制电路板2一一对应的第一导热件5，并在身体支架1的表面设置与电源控制板3对应的第二导热件6，控制电路板2产生的热量通过第一导热件5传递至身体支架1上，电源控制板3产生的热量通过第二导热件6传递至身体支架1上，而身体支架1上的热量以及电池包4产生的热量在至少一个散热件的作用下通过流动的空气及时有效地散发到空气中，从而有效降低了机器人系统的温度，保证了机器人系统的稳定运行。

在具体应用中，第一导热件5可以采用高导热系数的导热硅脂制备，第二导热件6可以采用高导热系数的导热硅胶垫制备，散热件可以采用散热风扇。当然，第一导热件5和第二导热件6也可采用其它导热系数较好的材料制备，散热件也可以采用散热片、散热板、散热器等形式。优选地，第一导热件5和第二导热件6均粘贴于身体支架1的表面上。

在一个实施例中，身体支架1包括前板11、后板12、顶板13、底板14、第一侧板15和第二侧板16。其中，后板12与前板11相对设置，底板14与顶板13相对设置，第一侧板15与第二侧板16相对设置，顶板13的两端分别与前板11和后板12连接，第一侧板15设置于顶板13与底板14之间，且第一侧板15的两端分别与前板11和后板12连接，前板11、后板12、顶板13、底板14、第一侧板15和第二侧板16围合形成一个收容空间，上述电池包4嵌设于该收容空间内。控制电路板2和电源控制板3均安装于前板11上，并位于前板11远离后板12的一侧；第一导热件5和第二导热件6设置于前板11安装有控制电路板2和电源控制板3的表面上，即第一导热件5和第二导热件6设置于前板11远离后板12的一侧表面上，并分别与控制电路板2和电源控制板3的位置对应。在具体应用中，电池包4位于身体支架1的底端，即电池包4靠近底板14设置，大致位于电源控制板3的后方。为了电池包4的充分散热，在第一侧板15和第二侧板16上分别设置有镂空区域。

在一个实施例中，在身体支架1的前板11远离后板12的一侧并排设置有两个控制电路板2，具体为第一控制电路板21和第二控制电路板22，相应地，在前板11远离后板12的一侧的表面设置有两个第一导热件5，分别与第一控制电路板21和第二控制电路板22对应，用于将第一控制电路板21和第二控制电路板22产生的热量传递至前板11。其中，第一控制电路板21和第二控制电路板22上的主要产热元器件为中央处理器，故，第一导热件5的位置优选为与第一控制电路板21和第二控制电路板22的中央处理器的位置相对。在本实施例中，由第一导热件5传导的前板11上的热量大部分通过热传递扩散到所有结构件上，包括后板12、顶板13、底板14、第一侧板15和第二侧板16。

在具体应用中，在前板11上设置有多个安装柱，在安装柱内开设有多个安装孔，相应地，在第一控制电路板21和第二控制电路板22的四周开设有多个与安装孔对应的通孔，第一控制电路板21和第二控制电路板22通过螺钉固定于安装孔内。具体地，螺钉的一端穿过第一控制电路板21或第二控制电路板22的通孔后固定于对应的安装孔内。由于安装柱的存在，使得第一控制电路板21和第二控制电路板22并未完全贴合前板11，这样便于散热。另外，在前板11上设置有凸台116，第一导热件5设置于凸台116上，使得第一导热件5紧贴第一控制电路板21和第二控制电路板22的背面，以便于及时有效地将第一控制电路板21和第二控制电路板22的热量传递至前板11。

在一个实施例中，请结合图4和图5，在前板11与电源控制板3对应的位置开设有第一通孔111，以及位于第一通孔111下方的缺口112，该第一通孔111与缺口112之间形成条形部113。在本实施例中，在条形部113内以及条形部113的两端分别设置有第二导热件6，即在前板11的表面设置有三个第二导热件6，其中一个位于条形部113的表面并呈水平设置，另外两个位于条形部113的两端并呈竖直设置，该三个第二导热件6用于将电源控制板3产生的热量传递至前板11。在本实施例中，设置第一通孔111和缺口112便于电源控制板3散热，还便于电池包4散热，由第二导热件6传导的前板11上的热量大部分通过热传递扩散到所有结构件上，包括后板12、顶板13、底板14、第一侧板15和第二侧板16。在其它实施例中，第二导热件6的个数以及设置方式也可采用其它形式，以便于导热和散热为准。

在具体应用中，电源控制板3的安装方式与控制电路板2的安装方式类似，即在前板11上设置有多个安装柱，在安装柱内开设有多个安装孔，相应地，在电源控制板3的四周开设有多个与安装孔对应的通孔，电源控制板3通过螺钉固定于安装孔内。具体地，螺钉的一端穿过电源控制板3的通孔后固定于对应的安装孔内。由于安装柱的存在，使得电源控制板3并未完全贴合前板11，这样便于散热。另外，第二导热件6具有一定厚度，使得其两侧可以分别紧贴前板11的表面和电源控制板3的背面，以便于及时有效地将电源控制板3的热量传递至前板11。

在一个实施例中，在前板11与控制电路板2对应的位置开设有第二通孔114，在第二通孔114内设置有第一散热件71。在本实施例中，第一散热件71与控制电路板2电性连接并通过控制电路板2控制。其中，当控制电路板2包括第一控制电路板21和第二控制电路板22时，第二通孔114位于前板11与第一控制电路板21和第二控制电路板22相对的中心区域。在具体应用中，在第一控制电路板21和第二控制电路板22上均安装有温度检测传感器，该温度检测传感器用于实时检测控制电路板器件的温度，假设第二控制电路板22产生的热量较大，此时将第一散热件71与第二控制电路板22电性连接并通过第二控制电路板22控制，当温度高于一定值时，第一散热件71才开始工作，便于节约电量。另外，第一散热件71可通过螺钉安装于第二通孔114内，具体地，在第一散热件71上开设有螺纹孔，在第二通孔114的周向也开设有螺纹孔，螺钉的一端穿过第一散热件71的螺纹孔后固定于第二通孔114周向的螺纹孔内。

优选地，为了提高第一散热件71的散热效果，在后板12上开设有第六通孔121，该第六通孔121与第二通孔114正对，便于空气对流。

在一个实施例中，在前板11与后板12相对的一侧的侧面上开设有多个条形槽115，该条形槽115与控制电路板2对应且位于第二通孔114的四周。在本实施例中，通过设置条形槽115可以增加前板11的散热面积，以进一步加强散热效果。

在一个实施例中，请结合图6，机器人散热系统还包括固定板8，该固定板8的两端分别与前板11和后板12连接，且该固定板8位于电池包4的上方。在本实施例中，在固定板8上固定有第二散热件72，该第二散热件72与电源控制板3电性连接并通过电源控制板3控制。在具体应用中，在电源控制板3上安装有温度检测传感器，该温度检测传感器用于实时检测电源控制板3器件的温度，当温度高于一定值时，第二散热件72才开始工作，便于节约电量；但是当给电池包4充电时，第二散热件72保持持续运行。优选地，第二散热件72的散热能力大于第一散热件71。另外，第二散热件72可通过螺钉固定于固定板8上，具体地，在第二散热件72的四周开设有螺纹孔，在固定板8上也开设有螺纹孔，螺钉的一端穿过第二散热件72上的螺纹孔后固定于固定板8上的螺纹孔内。

在一个实施例中，为了便于电池包4的散热，在固定板8上开设有第三通孔81，以及位于第三通孔81四周的多个第四通孔82，第三通孔81和第四通孔82的存在便于空气对流。

优选地，为了提高第二散热件72的散热效果，在顶板13与固定板8对应的位置上开设有第五通孔131，该第五通孔131与第三通孔81正对，便于空气对流。

本发明实施例还提供了一种机器人，其包括如上述所述的机器人散热系统。在本实施例中，通过采用上述散热系统，其充分利于机器人骨架结构，经济有效地解决了机器人散热问题，为机器人的稳定运行提供了保障。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人散热系统，其特征在于，包括：

身体支架；

至少一个控制电路板，设于所述身体支架的一侧；

电源控制板，设于所述身体支架设有所述控制电路板的一侧；

电池包，嵌设于所述身体支架内；

至少一个第一导热件，设于所述身体支架的表面上，与所述控制电路板一一对应，用于将对应的所述控制电路板的热量传递至所述身体支架；

至少一个第二导热件，设于所述身体支架的表面上，与所述电源控制板对应，用于将所述电源控制板的热量传递至所述身体支架；以及

至少一个散热件，设于所述身体支架上，用于将所述身体支架和电池包的热量散至空气中。

2.如权利要求1所述的机器人散热系统，其特征在于，所述身体支架包括：

前板，所述控制电路板和电源控制板均安装于所述前板上，所述第一导热件和第二导热件设于所述前板安装有所述控制电路板和电源控制板的表面上；

后板，与所述前板相对设置；

顶板，两端分别与所述前板和后板连接；

底板，与所述顶板相对设置；

第一侧板，设于所述顶板与底板之间，且两端分别与所述前板和后板连接；以及

第二侧板，与所述第一侧板相对设置，所述电池包嵌设于所述前板、后板、顶板、底板、第一侧板和第二侧板围合形成的空间内。

3.如权利要求2所述的机器人散热系统，其特征在于，所述前板与所述电源控制板对应的位置开设有第一通孔，以及位于所述第一通孔下方的缺口，所述第一通孔与缺口之间形成条形部，所述条形部内以及所述条形部的两端分别设有所述第二导热件。

4.如权利要求2所述的机器人散热系统，其特征在于，所述前板与所述控制电路板对应的位置开设有第二通孔，所述第二通孔内设有第一散热件，所述第一散热件与所述控制电路板电性连接并通过所述控制电路板控制。

5.如权利要求4所述的机器人散热系统，其特征在于，所述前板与所述后板相对的一侧的侧面上开设有多个条形槽，所述条形槽与所述控制电路板对应且位于所述第二通孔的四周。

6.如权利要求2所述的机器人散热系统，其特征在于，所述机器人散热系统还包括固定板，所述固定板的两端分别与所述前板和后板连接，且所述固定板位于所述电池包的上方，所述固定板上固定有第二散热件，所述第二散热件与所述电源控制板电性连接并通过所述电源控制板控制。

7.如权利要求6所述的机器人散热系统，其特征在于，所述固定板上开设有第三通孔，以及位于所述第三通孔四周的多个第四通孔。

8.如权利要求7所述的机器人散热系统，其特征在于，所述顶板与所述固定板对应的位置开设有第五通孔。

9.如权利要求1至8任一项所述的机器人散热系统，其特征在于，所述控制电路板和电源控制板上均安装有温度检测传感器。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的机器人散热系统。