CN110072359B - 一种密封舱体的保温散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封舱体的保温散热装置，包括隔热的密封舱体，密封舱体的底板上安装有元件载板，元件载板上开设有依次连通的第一槽孔、第二槽孔及第三槽孔；密封舱体的底板上固定有位于元件载板下方的支架，支架上滑动设有沿第二槽孔的长度方向滑动的导热组件，元件载板安装有位于第三槽孔内的推动机构，推动机构用于驱动导热组件滑动；密封舱体的底板上固接有位于第一槽孔内的两个支撑板，两个支撑板相向的侧面上开设有对称的弧形滑道，两个支撑板之间安装有沿弧形滑道滑动的隔热模块；隔热模块与支架之间设有用于驱动隔热模块滑动的驱动机构。改善了散热与保温两种状态不能保持平衡的状态，存在无法同时适应高温、低温环境下的情况。

Description

一种密封舱体的保温散热装置

技术领域

本发明涉及工业机器人散热设备领域，具体涉及一种密封舱体的保温散热装置。

背景技术

工业机器人在经历了诞生、成长、成熟期后，已成为制造业必不可少的核心装备，而且正在以惊人的速度项航空航天、军事、等各个领域渗透。其中在军事领域中，机器人主要用途是排爆、巡逻、侦察、打击等，由于其应用的特殊性，要求机器人达到IP67的防护等级，因此舱体全密封防尘防水，环境适应性要求-40℃～+55℃。

在夏季或高温地区使用时，在密封舱体内安装的电路板、电池发热后使得舱内温度升高，此时需要对密封舱体内进行快速散热，因此，密封舱体多采用金属材料进行导热；

然而在冬季或寒冷地域使用时，外界温度降低到-55℃～-20℃后，金属材料的快速导冷效果让舱内的温度也快速下降，此时，又需要在舱内进行加热。

综上，目前为提高密封舱体的散热效果采用金属材料进行散热，但是在低温环境下有造成内部温度过低的情况，无法正常运行；现有技术中存在散热与保温两种状态不能保持平衡的状态，存在无法同时适应高温、低温环境下的应用问题。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种密封舱体的保温散热装置，解决了现有技术中存在散热与保温两种状态不能保持平衡的状态，存在无法同时适应高温、低温环境下的应用的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种密封舱体的保温散热装置，包括隔热的密封舱体，所述密封舱体的底板上安装有元件载板，所述元件载板上开设有依次连通的第一槽孔、第二槽孔及第三槽孔；所述密封舱体的底板上固定有位于元件载板下方的支架，所述支架上滑动设有沿第二槽孔的长度方向滑动的导热组件，所述元件载板安装有位于第三槽孔内的推动机构，所述推动机构用于驱动导热组件滑动；所述密封舱体的底板上固接有位于第一槽孔内的两个支撑板，所述两个支撑板相向的侧面上开设有对称的弧形滑道，两个支撑板之间安装有沿弧形滑道滑动的隔热模块；所述隔热模块与支架之间设有用于驱动隔热模块滑动的驱动机构。

采用隔热的密封舱体将原件载板上的电路板及锂电池进行封装，在高温环境下使用时，需要快速将内部产生的热量通过密封舱体的外壳导出；先通过驱动机构拉动隔热模块在弧形滑道中滑动，从而将密封舱体内部与隔热模块接触的内侧面露出，再通过推动机构将导热组件推动到密封舱体接触，元件载板上的电子元器件工作产生的热量通过导热组件传递到密封舱体的壳体上后向外散发；而低温环境下使用时，让导热组件远离密封舱体的内侧面，同时让隔热模块移动复位将密封舱体的内侧面进行贴合，让整个密封舱体内部处于密闭状态，通过内部电子元器件的运行发热让内部处于正常温度范围内；通过隔热模块与导热组件切换贴合到密封舱体的内侧面的方式，让密封舱体在高温环境中能快速将内部热量导出，而在低温环境中时能够保证内部温度让电子元器件、锂电池正常工作，从而提供了一种散热与保温两种状态保持平衡的方式，能够同时适应高温、低温环境下的应用情况。

所述导热组件包括滑动安装在支架上并与元件载板接触的导热板，所述导热板内嵌设有若干沿其宽度方向均布的铜热管，所述铜热管上靠近两个支撑板的一端连接有导热片；所述导热板的下表面中部开设有半圆形结构的避让槽，导热板上还开设有连通避让槽的限位孔。

所述推动机构包括固定在元件载板上的“L”形的安装板，所述安装板的竖板上安装有转动架，所述转动架上转动安装有伸入到避让槽内的第一丝杆，所述转动架上还安装有第一电机，所述第一电机与第一丝杆之间通过齿轮组连接；所述第一丝杆上设有卡在限位孔内的驱动螺母。

所述隔热模块包括“L”形结构的隔热块，所述隔热块两端均固接有三角形结构的加固板，两个加固板的外侧面上均固接有与弧形滑道滑动配合的支柱；所述隔热块的底板上设有向下凸起的连接块。

所述驱动机构包括固定在支架上的转动架以及固定在密封舱体的底板上的支撑架，所述支撑架上转动设有伸入到转动架内的第二丝杆，所述转动架上安装有第二电机，所述第二电机与第二丝杆之间通过齿轮组连接；所述第二丝杆上设有与其螺纹配合的滑动块，所述滑动块的两侧通过转动销轴安装有摆动板，摆动板的悬空端通过转动销轴安装到连接块上。

所述隔热模块的材质为气凝胶。

所述密封舱体包括中框及固接在中框上下两侧的盖板，其中中框的材质为铝合金，盖板的材质为复合材料。

所述复合材料为聚酰胺。

所述密封舱体上除靠近隔热模块一侧的内侧面以外的所有内侧面上均覆盖有气凝胶膜。

所述元件载板的材质为铝合金。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、高温环境下使用时，让导热组件移动并贴合到密封舱体的内侧面，将元件载板上产生的热量通过导热组件传递到密封舱体的壳体上后散热到外界；低温环境下使用时，让隔热模块移动并贴合到密封舱体的内侧面，从而让内部产生的热量不散失，保持内部的温度满足电子元器件、锂电池的正常运行；通过导热组件与隔热模块的位置切换方式，对整个密封舱体内的温度适用范围进行状态切换，从而满足装置在外界温度超过适用温度范围后仍然能够正常运行；

2、通过改善散热、保温状态切换方式，避免了现有技术中增加电池容量、体积来做辅助加热的情况，同时也满足了将内部产生的热量快速导出散热的情况；

3、改善散热与保温的方式后，能够让整个装置实现低功耗、小型化、轻量化的适用状态，让装置的适应工况条件更宽。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明内部散热、保温结构的俯视轴侧图；

图3为本发明内部散热、保温结构的仰视轴测图；

图4为本发明元件载板的结构示意图；

图5为本发明隔热模块的结构示意图；

图中，密封舱体1、元件载板2、第一槽孔201、第二槽孔202、第三槽孔203、支架3、导热组件4、导热板41、铜热管42、导热片43、推动机构5、安装板51、转动架52、第一丝杆53、第一电机54、驱动螺母55、齿轮组56、支撑板6、弧形滑道60、隔热模块7、隔热块71、加固板72、支柱73、连接块74、驱动机构8、支撑架81、第二丝杆82、第二电机83、滑动块84、摆动板85。

实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1～图5所示，本发明所述的一种密封舱体的保温散热装置，包括隔热的密封舱体1，密封舱体1整体具有内部保温作用，密封舱体1包括中框及固接在中框上下两侧的盖板，其中中框的材质为铝合金，盖板的材质为复合材料，其中铝合金的牌号为7075，具有良好的导热效果，能够满足中框与外界的良好换热作用，而复合材料为聚酰胺，俗称尼龙，能够便于安装后一体结构型好，满足良好的密封效果，让整个密封舱体1具有密封与隔热效果，同时，在密封舱体1的内侧面上均覆盖有气凝胶膜，保持内部的隔热性能。

在密封舱体1的底板上安装有元件载板2，元件载板2的材质可采用铝合金，主要是能够安装电路板、锂电池等发热的电子元器件，产生的热量能够快速传递；元件载板2上开设有依次连通的第一槽孔201、第二槽孔202及第三槽孔203；所述密封舱体1的底板上固定有位于元件载板2下方的支架3，所述支架3上滑动设有沿第二槽孔202的长度方向滑动的导热组件4，所述元件载板2安装有位于第三槽孔203内的推动机构5，所述推动机构5用于驱动导热组件4滑动；所述密封舱体1的底板上固接有位于第一槽孔201内的两个支撑板6，所述两个支撑板6相向的侧面上开设有对称的弧形滑道60，两个支撑板6之间安装有沿弧形滑道60滑动的隔热模块7；所述隔热模块7与支架3之间设有用于驱动隔热模块7滑动的驱动机构8；通过隔热模块7与导热组件4的移动切换位置，能够与靠近的密封舱体1一侧贴合，从而实现保温或散热的情况，在密封舱体1上靠近隔热模块7一侧的侧面上不覆盖气凝胶膜，便于让导热组件4移动贴合后能够将热量导出进行散热；具体的切换过程为，高温环境中使用时，需要将内部热量通过密封舱体1散出，通过推动机构5推动导热组件4贴合到密封舱体1的内侧面上上，将元件载板2上产生的热量快速导出；而在低温环境中使用时，通过驱动机构8带动隔热模块7贴合在密封舱体1的内侧面上，从而隔绝内部温度散失，保持内部温度处于能够正常运行的范围内。

为了获得良好的导热效果，导热组件4的结构起到关键作用，导热组件4包括滑动安装在支架3上并与元件载板2接触的导热板41，导热板41可采用铝合金或石墨片等具有良好导热效果的材质，在导热板41内嵌设有若干沿其宽度方向均布的铜热管42，通过铜热管42加快热量的换热效果，铜热管42上靠近两个支撑板6的一端连接有导热片43，通过导热片43与密封舱体1的内侧面贴合后，形成元件载板2—导热板41—铜热管42—导热片43—密封舱体1的散热路线，加快内部散热；在导热板41的下表面中部开设有半圆形结构的避让槽，导热板41上还开设有连通避让槽的限位孔。

导热组件4的位置移动通过推动机构5进行驱动，而推动机构5包括固定在元件载板2上的“L”形的安装板51，所述安装板51的竖板上安装有转动架52，转动架52包括平行的两个定位板及位于两个定位板之间的4根支柱73；所述转动架52上转动安装有伸入到避让槽内的第一丝杆53，所述转动架52上还安装有第一电机54，所述第一电机54与第一丝杆53之间通过齿轮组56连接，齿轮组56安装在转动架52上进行动作传动；所述第一丝杆53上设有卡在限位孔内的驱动螺母55，通过第一电机54运行后，让第一丝杆53转动，从而让驱动螺母55沿第一丝杆53长度方向移动，推动导热板41滑动，而第一丝杆53正好插入到避让槽中，避免导热板41产生不平衡的情况。

在需要保温时，将隔热模块7移动并贴合在密封舱体1的内侧面上，从而让整个密封舱体1内部保持良好的隔热效果，而隔热模块7包括“L”形结构的隔热块71，所述隔热块71两端均固接有三角形结构的加固板72，两个加固板72的外侧面上均固接有与弧形滑道60滑动配合的支柱73；所述隔热块71的底板上设有向下凸起的连接块74，整个隔热模块7可一体成型制造，保证整体的结构稳定性；同时为了保持良好的隔热效果，隔热模块7采用的材质为气凝胶，与密封舱体1的其他侧面保持一致的隔热作用。

而隔热模块7在两个支撑板6上移动的过程是由驱动机构8进行带动，驱动机构8包括固定在支架3上的转动架52以及固定在密封舱体1的底板上的支撑架81，所述支撑架81上转动设有伸入到转动架52内的第二丝杆82，所述转动架52上安装有第二电机83，所述第二电机83与第二丝杆82之间通过齿轮组56连接；所述第二丝杆82上设有与其螺纹配合的滑动块84，所述滑动块84的两侧通过转动销轴安装有摆动板85，摆动板85的悬空端通过转动销轴安装到连接块74上；当第二电机83运行时，让第二丝杆82在支撑架81上转动，而滑动块84在摆动板85、隔热模块7的限位作用下只能被第二丝杆82驱动进行滑动，从而通过摆动板85拉动隔热模块7向下滑动或推动隔热模块7向上滑动。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”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或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，亦不对安装顺序进行限定。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：包括隔热的密封舱体(1)，所述密封舱体(1)的底板上安装有元件载板(2)，所述元件载板(2)上开设有依次连通的第一槽孔(201)、第二槽孔(202)及第三槽孔(203)；所述密封舱体(1)的底板上固定有位于元件载板(2)下方的支架(3)，所述支架(3)上滑动设有沿第二槽孔(202)的长度方向滑动的导热组件(4)，所述元件载板(2)安装有位于第三槽孔(203)内的推动机构(5)，所述推动机构(5)用于驱动导热组件(4)滑动；

所述密封舱体(1)的底板上固接有位于第一槽孔(201)内的两个支撑板(6)，所述两个支撑板(6)相向的侧面上开设有对称的弧形滑道(60)，两个支撑板(6)之间安装有沿弧形滑道(60)滑动的隔热模块(7)；

所述隔热模块(7)与支架(3)之间设有用于驱动隔热模块(7)滑动的驱动机构(8)；

所述密封舱体(1)包括中框及固接在中框上下两侧的盖板，其中中框的材质为铝合金，盖板的材质为复合材料；高温环境下使用时，让导热组件（4）移动并贴合到密封舱体（1）的内侧面，低温环境下使用时，让隔热模块（7）移动并贴合到密封舱体（1）的内侧面；

所述导热组件(4)包括滑动安装在支架(3)上并与元件载板(2)接触的导热板(41)，所述导热板(41)内嵌设有若干沿其宽度方向均布的铜热管(42)，所述铜热管(42)上靠近两个支撑板(6)的一端连接有导热片(43)；所述导热板(41)的下表面中部开设有半圆形结构的避让槽，导热板(41)上还开设有连通避让槽的限位孔，所述元件载板(2)的材质为铝合金。

2.根据权利要求1所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述推动机构(5)包括固定在元件载板(2)上的“L”形的安装板(51)，所述安装板(51)的竖板上安装有转动架(52)，所述转动架(52)上转动安装有伸入到避让槽内的第一丝杆(53)，所述转动架(52)上还安装有第一电机(54)，所述第一电机(54)与第一丝杆(53)之间通过齿轮组(56)连接；所述第一丝杆(53)上设有卡在限位孔内的驱动螺母(55)。

3.根据权利要求1所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述隔热模块(7)包括“L”形结构的隔热块(71)，所述隔热块(71)两端均固接有三角形结构的加固板(72)，两个加固板(72)的外侧面上均固接有与弧形滑道(60)滑动配合的支柱(73)；

所述隔热块(71)的底板上设有向下凸起的连接块(74)。

4.根据权利要求3所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述驱动机构(8)包括固定在支架(3)上的转动架(52)以及固定在密封舱体(1)的底板上的支撑架(81)，所述支撑架(81)上转动设有伸入到转动架(52)内的第二丝杆(82)，所述转动架(52)上安装有第二电机(83)，所述第二电机(83)与第二丝杆(82)之间通过齿轮组(56)连接；

所述第二丝杆(82)上设有与其螺纹配合的滑动块(84)，所述滑动块(84)的两侧通过转动销轴安装有摆动板(85)，摆动板(85)的悬空端通过转动销轴安装到连接块(74)上。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述隔热模块(7)的材质为气凝胶。

6.根据权利要求1所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述复合材料为聚酰胺。

7.根据权利要求1所述的一种密封舱体的保温散热装置，其特征在于：所述密封舱体(1)上除靠近隔热模块(7)一侧的内侧面以外的所有内侧面上均覆盖有气凝胶膜。