CN109773753A - 一种高效物理降温机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效物理降温机械臂，属于机械臂降温技术领域，一种高效物理降温机械臂，包括固定盘，固定盘的上端固定连接有底座，底座的一侧壁上固定连接有控制器，底座上转动连接有转座，转座上连接有机械臂主体，固定盘上开凿有限位孔，限位孔上插设有主轴，主轴上转动连接有一对与底座相匹配的导热板，导热板远离底座的一侧壁上固定连接有多个散热翅片，固定盘的上端连接有固定座，可以实现利用水蒸发散热的原理对机械臂的进行散热，灵活程度高，针对性强，可通过物联网的技术对机械臂的温度情况进行实时监控，便于及时发现机械臂的潜在问题，大幅提升了对机械臂维护的准确性和准时性，从而大幅降低维护的成本。
Description
技术领域
本发明涉及机械臂降温技术领域，更具体地说，涉及一种高效物理降温机械臂。
背景技术
机械臂也称机械手臂，是机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维(或二维)空间上的某一点进行作业。
机械臂是一个复杂系统,存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务,需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿。机械手臂根据结构形式的不同分为多关节机械手臂，直角坐标系机械手臂，球坐标系机械手臂，极坐标机械手臂，柱坐标机械手臂等。右图为常见的六自由度机械手臂。他有X移动，Y移动，Z移动，X转动，Y转动，Z转动六个自由度组成。
一般的机械臂转动底座所承受的作用力最大，因为需要对整个机械臂进行支撑，所需转动的次数也较为频繁，长时间的使用会产生较大的热量，现有技术中一般采用风冷的方式进行散热，也有很少采用水冷的方式进行散热，很多的操作环境中无法使用风冷，可能会对加工的设备造成影响，使用水冷的成本又太高，利用率较低，而且后期的维护较为麻烦，很多机械臂的故障都是从底座的温度上表现的，无针对性的降温并不能掌握机械臂的正常情况，不利于准确的及时维护和管理，长时间会造成设备维护费用的增加，严重时还会导致影响生产。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效物理降温机械臂，它可以实现利用水蒸发散热的原理对机械臂的进行散热，灵活程度高，针对性强，可通过物联网的技术对机械臂的温度情况进行实时监控，便于及时发现机械臂的潜在问题，大幅提升了对机械臂维护的准确性和准时性，从而大幅降低维护的成本。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种高效物理降温机械臂，包括固定盘，所述固定盘的上端固定连接有底座，所述底座的一侧壁上固定连接有控制器，所述底座上转动连接有转座，所述转座上连接有机械臂主体，所述固定盘上开凿有限位孔，所述限位孔上插设有主轴，所述主轴上转动连接有一对与底座相匹配的导热板，所述导热板远离底座的一侧壁上固定连接有多个散热翅片，所述固定盘的上端连接有固定座，所述固定座上固定连接有支撑架，所述固定盘上开凿有与支撑架相对应的通孔，所述支撑架的下端连接有输水管，且输水管贯穿通孔，所述支撑架上固定连接有一对与导热板相对应的中继管，所述中继管上固定连接有与散热翅片相匹配的喷水头，所述喷水头上开凿有出水孔，所述输水管、中继管和喷水头依次连通，所述输水管上连接有电磁阀，且电磁阀位于支撑架内，所述支撑架上固定连接有主控盒，所述主控盒与电磁阀电性连接，所述固定盘上开凿有多个螺钉槽，所述螺钉槽内开凿有主螺纹孔，所述主螺纹孔上螺纹连接有主固定螺钉，它可以实现利用水蒸发散热的原理对机械臂的进行散热，灵活程度高，针对性强，可通过物联网的技术对机械臂的温度情况进行实时监控，便于及时发现机械臂的潜在问题，大幅提升了对机械臂维护的准确性和准时性，从而大幅降低维护的成本。
进一步的，所述散热翅片的侧壁上固定连接有海绵片，具有一定的吸水功能，易于将水分保持覆盖在散热翅片上。
进一步的，所述导热板的下端固定连接有集水盒，且散热翅片和海绵片的下端均位于集水盒内，集水盒可临时储存多余的水，不易使多余的水外洒。
进一步的，所述导热板与底座之间设有石墨烯导热层，导热性能好，可大幅增强导热的效果。
进一步的，所述固定盘上开凿有一对与固定座相匹配的副螺纹孔，所述固定座与副螺纹孔之间连接有一对副固定螺钉，便于将固定座固定连接在固定盘上，且便于拆卸和维护。
进一步的，所述主控盒上设有多个指示灯，多个指示灯包括电源指示灯、故障指示灯、工作指示灯和联网指示灯，可通过指示灯直观的看到主控盒的工作状态。
进一步的，所述喷水头的出水端位于一对散热翅片之间，所述出水孔的排布范围为160-180度，可保证水喷洒在导热板和散热翅片上，且水不易外洒。
进一步的，所述支撑架靠近底座的一侧壁上固定连接有温度传感器，所述温度传感器与主控盒电性连接，通过温度传感器可检测底座的温度，便于主控盒根据温度作出相应的指令。
进一步的，所述输水管与自来水系统连接，也可以与有压力的水源连接，无需水泵，即可实现水的喷洒。
进一步的，所述主控盒与物联网设备连接，所述物联网设备与云端服务器连接，通过物联网设备和云端服务器，可在后台终端查看主控盒的工作状态，也可实时监测温度传感器的温度，通过大数据的分析，可得到相对应机械臂高温的次数和时间，便于及时发现异常和故障。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现利用水蒸发散热的原理对机械臂的进行散热，灵活程度高，针对性强，可通过物联网的技术对机械臂的温度情况进行实时监控，便于及时发现机械臂的潜在问题，大幅提升了对机械臂维护的准确性和准时性，从而大幅降低维护的成本。
(2)散热翅片的侧壁上固定连接有海绵片，具有一定的吸水功能，易于将水分保持覆盖在散热翅片上。
(3)导热板的下端固定连接有集水盒，且散热翅片和海绵片的下端均位于集水盒内，集水盒可临时储存多余的水，不易使多余的水外洒。
(4)导热板与底座之间设有石墨烯导热层，导热性能好，可大幅增强导热的效果。
(5)固定盘上开凿有一对与固定座相匹配的副螺纹孔，固定座与副螺纹孔之间连接有一对副固定螺钉，便于将固定座固定连接在固定盘上，且便于拆卸和维护。
(6)主控盒上设有多个指示灯，多个指示灯包括电源指示灯、故障指示灯、工作指示灯和联网指示灯，可通过指示灯直观的看到主控盒的工作状态。
(7)喷水头的出水端位于一对散热翅片之间，出水孔的排布范围为160-180度，可保证水喷洒在导热板和散热翅片上，且水不易外洒。
(8)支撑架靠近底座的一侧壁上固定连接有温度传感器，温度传感器与主控盒电性连接，通过温度传感器可检测底座的温度，便于主控盒根据温度作出相应的指令。
(9)输水管与自来水系统连接，也可以与有压力的水源连接，无需水泵，即可实现水的喷洒。
(10)主控盒与物联网设备连接，物联网设备与云端服务器连接，通过物联网设备和云端服务器，可在后台终端查看主控盒的工作状态，也可实时监测温度传感器的温度，通过大数据的分析，可得到相对应机械臂高温的次数和时间，便于及时发现异常和故障。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为图1中A处结构示意图；
图3为本发明的结构示意图二；
图4为本发明的散热机构分解结构示意图；
图5为图4中B处结构示意图；
图6为本发明的底座底部结构示意图。
图中标号说明：
1固定盘、2主固定螺钉、3底座、4控制器、5转座、6机械臂主体、7导热板、8散热翅片、9海绵片、10主轴、11限位孔、12集水盒、13支撑架、14主控盒、15固定座、16副固定螺钉、17输水管、18通孔、19副螺纹孔、20中继管、21喷水头、22出水孔。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1和图3，一种高效物理降温机械臂，包括固定盘1，固定盘1的上端固定连接有底座3，底座3的一侧壁上固定连接有控制器4，底座3上转动连接有转座5，转座5上连接有机械臂主体6。
请参阅图1-6，固定盘1上开凿有限位孔11，限位孔11上插设有主轴10，主轴10上转动连接有一对与底座3相匹配的导热板7，导热板7远离底座3的一侧壁上固定连接有多个散热翅片8，固定盘1的上端连接有固定座15，固定座15上固定连接有支撑架13，固定盘1上开凿有与支撑架13相对应的通孔18，支撑架13的下端连接有输水管17，且输水管17贯穿通孔18，支撑架13上固定连接有一对与导热板7相对应的中继管20，中继管20上固定连接有与散热翅片8相匹配的喷水头21，喷水头21上开凿有出水孔22，输水管17、中继管20和喷水头21依次连通，输水管17上连接有电磁阀，且电磁阀位于支撑架13内，支撑架13上固定连接有主控盒14，主控盒14与电磁阀电性连接，固定盘1上开凿有多个螺钉槽，螺钉槽内开凿有主螺纹孔，主螺纹孔上螺纹连接有主固定螺钉2，螺钉槽可使主固定螺钉2不高于固定盘1上端所在的平面，便于安装其他的结构。
请参阅图2，散热翅片8的侧壁上固定连接有海绵片9，具有一定的吸水功能，易于将水分保持覆盖在散热翅片8上，导热板7的下端固定连接有集水盒12，且散热翅片8和海绵片9的下端均位于集水盒12内，集水盒12可临时储存多余的水，不易使多余的水外洒，固定盘1上开凿有一对与固定座15相匹配的副螺纹孔19，固定座15与副螺纹孔19之间连接有一对副固定螺钉16，便于将固定座15固定连接在固定盘1上，且便于拆卸和维护，主控盒14上设有多个指示灯，多个指示灯包括电源指示灯、故障指示灯、工作指示灯和联网指示灯，可通过指示灯直观的看到主控盒14的工作状态。
请参阅图4-5，喷水头21的出水端位于一对散热翅片8之间，出水孔22的排布范围为160-180度，可保证水喷洒在导热板7和散热翅片8上，且水不易外洒。
导热板7与底座3之间设有石墨烯导热层，导热性能好，可大幅增强导热的效果，支撑架13靠近底座3的一侧壁上固定连接有温度传感器，温度传感器与主控盒14电性连接，通过温度传感器可检测底座3的温度，便于主控盒14根据温度作出相应的指令。
主控盒14与物联网设备连接，物联网设备与云端服务器连接，通过物联网设备和云端服务器，可在后台终端查看主控盒14的工作状态，也可实时监测温度传感器的温度，通过大数据的分析，可得到相对应机械臂高温的次数和时间，便于及时发现异常和故障。
主轴10和导热板7可从固定盘1上拆卸，固定座15也可从固定盘1上拆卸，安装简便，适用范围广，输水管17与自来水系统连接，也可以与有压力的水源连接，无需水泵，即可实现水的喷洒。
使用时，可将主控盒14接通电源，主控盒14内部包括微处理器，可通过本领域技术人员设定温度阈值，当温度传感器感应到的温度大于温度阈值时，主控盒14会控制电磁阀开启，水流会依次通过输水管17、中继管20和喷水头21从出水孔22喷洒出，水压不会使出水孔22喷洒出的水产生迸溅，电磁阀开启后为延时自动关闭，延时时间可以为3秒，水喷洒在导热板7和散热翅片8上后，在高温的情况下会蒸发，蒸发吸热，可快速将温度降低，且部分的水会喷洒在海绵片9上，便于较长时间的保持散热翅片8表面的水分，可持续蒸发，电磁阀自动关闭后，温度传感器会再次对温度进行检测，当达到阈值时会再次进行喷水，如果产生多余的水会流入集水盒12内，每次的喷水量可作限制，使得集水盒12内的水不至于外溢。
每个主控盒14都有单独的编号，且编号均与单独的机械臂相对应，通过物联网设备和云端服务器即可得到不同机械臂的温度情况，同样可由本领域技术人员开发相应的软件，可对主控盒14上温度传感器检测到的温度进行监控和统计，经常发生高温的机械臂就有可能内部出现了某些故障，应该及时的维护和检修，也便于机械臂的生产商掌握产品使用的温度数据，便于进行优化和研究，以便进一步改进产品。
本方案可以实现利用水蒸发散热的原理对机械臂的进行散热，灵活程度高，针对性强，可通过物联网的技术对机械臂的温度情况进行实时监控，便于及时发现机械臂的潜在问题，大幅提升了对机械臂维护的准确性和准时性，从而大幅降低维护的成本。
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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种高效物理降温机械臂，包括固定盘(1)，所述固定盘(1)的上端固定连接有底座(3)，所述底座(3)的一侧壁上固定连接有控制器(4)，所述底座(3)上转动连接有转座(5)，所述转座(5)上连接有机械臂主体(6)，其特征在于：所述固定盘(1)上开凿有限位孔(11)，所述限位孔(11)上插设有主轴(10)，所述主轴(10)上转动连接有一对与底座(3)相匹配的导热板(7)，所述导热板(7)远离底座(3)的一侧壁上固定连接有多个散热翅片(8)，所述固定盘(1)的上端连接有固定座(15)，所述固定座(15)上固定连接有支撑架(13)，所述固定盘(1)上开凿有与支撑架(13)相对应的通孔(18)，所述支撑架(13)的下端连接有输水管(17)，且输水管(17)贯穿通孔(18)，所述支撑架(13)上固定连接有一对与导热板(7)相对应的中继管(20)，所述中继管(20)上固定连接有与散热翅片(8)相匹配的喷水头(21)，所述喷水头(21)上开凿有出水孔(22)，所述输水管(17)、中继管(20)和喷水头(21)依次连通，所述输水管(17)上连接有电磁阀，且电磁阀位于支撑架(13)内，所述支撑架(13)上固定连接有主控盒(14)，所述主控盒(14)与电磁阀电性连接，所述固定盘(1)上开凿有多个螺钉槽，所述螺钉槽内开凿有主螺纹孔，所述主螺纹孔上螺纹连接有主固定螺钉(2)。
2.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述散热翅片(8)的侧壁上固定连接有海绵片(9)。
3.根据权利要求1或2所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述导热板(7)的下端固定连接有集水盒(12)，且散热翅片(8)和海绵片(9)的下端均位于集水盒(12)内。
4.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述导热板(7)与底座(3)之间设有石墨烯导热层。
5.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述固定盘(1)上开凿有一对与固定座(15)相匹配的副螺纹孔(19)，所述固定座(15)与副螺纹孔(19)之间连接有一对副固定螺钉(16)。
6.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述主控盒(14)上设有多个指示灯，多个指示灯包括电源指示灯、故障指示灯、工作指示灯和联网指示灯。
7.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述喷水头(21)的出水端位于一对散热翅片(8)之间，所述出水孔(22)的排布范围为160-180度。
8.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述支撑架(13)靠近底座(3)的一侧壁上固定连接有温度传感器，所述温度传感器与主控盒(14)电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述输水管(17)与自来水系统连接。
10.根据权利要求1所述的一种高效物理降温机械臂，其特征在于：所述主控盒(14)与物联网设备连接，所述物联网设备与云端服务器连接。
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