CN117255545A - 仿生热管理方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种仿生热管理方法,当外部空间的温度小于或等于第一预设温度,且IGBT模块的发热量和电池的发热量均小于第一预设发热量时,压缩机处于关闭状态,负压蒸发装置将热管换热器出液端的工质气化并排入外部空间;当外部空间温度大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度,或者,IGBT模块和电池中一者的发热量大于第一预设发热量且小于或等于第二预设发热量时,压缩机处于启动状态,负压蒸发装置处于关闭状态;当外部空间温度大于第二预设温度,或者,IGBT模块和电池中一者的发热量大于第二预设发热量时,压缩机和负压蒸发装置均处于启动状态。本申请提供的仿生热管理方法,解决了机器人在散热过程中噪声较大且功耗过大的问题。
Description
技术领域
本申请涉及机器人热管理技术领域,特别是涉及一种仿生热管理方法。
背景技术
随着科技进步,各类传感器应运而生,也因此为机器人的大规模应用创造了先决条件。可以理解的是,机器人要完成各种复杂的动作,离不开电源的供能和电机的驱动,通常,机器人拥有多个关节及对应的驱动电机。并且,机器人要持久完成高难度复杂的运动就需要有足够的能量,因而机器人上的电池功率密度越来越大,同时与驱动电机关联的IGBT模块(绝缘栅双极晶体管)的功率密度也在不断提高,因此,电池和IGBT模块的散热尤为关键。现在机器人的散热主要依赖于压缩机制冷,但是,压缩机频繁的启动会产生较大的噪声,并且,会导致机器人的功耗过大,不利于机器人的续航。
发明内容
基于此,有必要提供一种仿生热管理方法,以解决机器人在散热过程中噪声较大且功耗过大的问题。
本申请提供的仿生热管理方法通过仿生热管理系统对机器人进行换热,仿生热管理系统包括热管换热器、压缩机、冷凝器、负压蒸发装置和储液室,IGBT模块和电池分别通过对应的热管换热器,热管换热器通过管路依次连通压缩机和冷凝器,负压蒸发装置设置于热管换热器的出液端,负压蒸发装置能够使得热管换热器出液端的部分或者全部工质气化并排至外部空间,储液室连通于热管换热器的进液端或者出液端。
仿生热管理方法包括以下步骤:当外部空间的温度小于或等于第一预设温度,且IGBT模块的发热量和电池的发热量均小于第一预设发热量时,压缩机处于关闭状态,负压蒸发装置将热管换热器出液端的工质气化并排入外部空间;当仿生热管理系统内工质的量小于或等于第一预设量时,储液室向管路内输送工质;当外部空间温度大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度,或者,IGBT模块和电池中一者的发热量大于第一预设发热量且小于或等于第二预设发热量时,压缩机处于启动状态,以对IGBT模块和电池进行散热,且负压蒸发装置处于关闭状态;当外部空间温度大于第二预设温度,或者,IGBT模块和电池中一者的发热量大于第二预设发热量时,压缩机和负压蒸发装置均处于启动状态。
在其中一个实施例中,负压蒸发装置包括壳体、活塞、驱动元件、第一控制阀和第二控制阀,壳体设有气化腔,气化腔通过第一控制阀连通热管换热器的出液端,气化腔通过第二控制阀连通外部空间,活塞可活动地设于气化腔内,且驱动元件连接于活塞的有杆端,以带动活塞在气化腔内移动。仿生热管理方法还包括以下步骤:打开第一控制阀,并关断第二控制阀,驱动元件带动活塞朝向远离第一控制阀的方向移动,以使热管换热器出液端的工质通过第一控制阀进入气化腔;当进入气化腔的工质的量大于或等于第二预设量时,关闭第一控制阀,驱动元件带动活塞继续朝向远离第一控制阀的方向移动,以使气化腔内的液态工质气化为气态工质;打开第二控制阀,驱动元件带动活塞朝向靠近第一控制阀的方向移动,以使气化腔内的气态工质通过第二控制阀进入外部空间。
在其中一个实施例中,负压蒸发装置还包括多孔介质层,多孔介质层设于气化腔连通第一控制阀的一端,以使第一控制阀能够通过多孔介质层连通气化腔。
在其中一个实施例中,第二控制阀连通于气化腔未设置多孔介质层的一端,负压蒸发装置还包括第三控制阀和第四控制阀,多孔介质层为弹性材质,多孔介质层能够通过第三控制阀连通气化腔,且第三控制阀与气化腔的内壁活动密封配合,第四控制阀设于多孔介质层远离第三控制阀的一侧,多孔介质层能够通过第四控制阀连通外部空间。仿生热管理方法还包括以下步骤:关断第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀,打开第四控制阀,利用驱动元件驱动活塞挤压多孔介质层,以完全排出多孔介质层内的不凝气体;打开第一控制阀,并关断第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀,驱动元件带动活塞朝向远离第一控制阀的方向移动,以使热管换热器出液端的工质通过第一控制阀进入多孔介质层,直至多孔介质层部分或者全部回弹;关断第一控制阀、第二控制阀和第四控制阀,并打开第三控制阀,驱动元件带动活塞继续朝向远离第一控制阀的方向移动,以使多孔介质内的液态工质气化为气态工质并进入气化腔;打开第二控制阀,并关断第一控制阀、第三控制阀和第四控制阀,驱动元件带动活塞朝向靠近第一控制阀的方向移动,以使气化腔内的气态工质通过第二控制阀进入外部空间。
在其中一个实施例中,第三控制阀包括活动密封板和阀体部,第三控制阀通过活动密封板与气化腔的内壁活动密封配合,活动密封板设有通孔,阀体部设置于通孔处。
在其中一个实施例中,第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀和第四控制阀均为单向阀。
在其中一个实施例中,多孔介质层为海绵材料、碳材料、泡沫材料、水凝胶、多孔陶瓷、多孔金属材料或者多孔聚合物材料。
在其中一个实施例中,仿生热管理系统包括并联设置的第一换热回路、第二换热回路和第三换热回路,冷凝器分别通过第一换热回路、第二换热回路和第三换热回路连通压缩机。
在其中一个实施例中,仿生热管理系统还包括旁通管路,压缩机能够通过旁通管路连通冷凝器,且旁通管路设有截止阀。
在其中一个实施例中,储液室包括第一室、第二室和第三室,第一室设于机器人的头部,第二室设于机器人的胸腔,第三室设于机器人的腹腔。
与现有技术相比,本申请提供的仿生热管理方法,通过设置负压蒸发装置和储液室,则机器人在散热时,只需要在特定温度条件下启动压缩机对IGBT模块和电池进行散热,也即,无须频繁启动压缩机,因此,大大降低了机器人在散热过程中的噪声总量并有效降低了机器人的功耗。并且,通过负压蒸发装置和压缩机的配合工作,大大提高了仿生热管理系统的散热效率。
进一步地,由于负压蒸发装置能够将液态工质转化为气态工质排出机器人,此过程,相当于人体的汗液蒸发过程,甚至比汗液蒸发过程更加环保,主要在于,负压蒸发装置在排气过程中,不会有液态工质流淌至机器人表面或者地面,从而不会导致机器人表面或者地面被液态工质污染。
更进一步地,可以理解的是,由于压缩机也具备制热的功能,因此,通过设置仿生热管理系统,能够使机器人整体处于恒温状态,有利于机器人和人体进行交互时,人体的温度感受舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述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是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员而言,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为本申请提供的一实施例的机器人的结构示意图;
图2为本申请提供的一实施例的机器人的侧视图;
图3为本申请提供的一实施例的第一换热回路和旁通管路的连接示意图;
图4为本申请提供的一实施例的第二换热回路和旁通管路的连接示意图;
图5为本申请提供的一实施例的第三换热回路和旁通管路的连接示意图;
图6为本申请提供的一实施例的负压蒸发装置的结构示意图。
附图标记:100、热管换热器;200、压缩机;300、冷凝器;410、壳体;411、气化腔;420、活塞;430、驱动元件;440、第一控制阀;450、第二控制阀;460、第三控制阀;461、活动密封板;462、阀体部;470、第四控制阀;480、多孔介质层;510、第一室;520、第二室;530、第三室;600、IGBT模块;700、电池;800、风扇;910、第一换热回路;920、第二换热回路;930、第三换热回路;940、旁通管路;950、截止阀;1000、机器人。
具体实施方式
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述,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申请的限制。
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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
随着科技进步,各类传感器应运而生,也因此为机器人的大规模应用创造了先决条件。可以理解的是,机器人要完成各种复杂的动作,离不开电源的供能和电机的驱动,通常,机器人拥有多个关节及对应的驱动电机。并且,机器人要持久完成高难度复杂的运动就需要有足够的能量,因而机器人上的电池功率密度越来越大,同时与驱动电机关联的IGBT模块(绝缘栅双极晶体管)的功率密度也在不断提高,因此,电池和IGBT模块的散热尤为关键。现在机器人的散热主要依赖于压缩机制冷,但是,压缩机频繁的启动会产生较大的噪声,并且,会导致机器人的功耗过大,不利于机器人的续航。
请参阅图1-图6,为了解决机器人1000在散热过程中噪声较大且功耗过大的问题,本申请提供一种仿生热管理方法,该仿生热管理方法通过仿生热管理系统对机器人1000进行换热,仿生热管理系统包括热管换热器100、压缩机200、冷凝器300、负压蒸发装置和储液室,IGBT模块600和电池700分别对应设置有热管换热器100,热管换热器100用于对IGBT模块600或者电池700进行换热,并且,热管换热器100通过管路依次连通压缩机200和冷凝器300。负压蒸发装置设置于热管换热器100的出液端,并且,负压蒸发装置能够通过抽真空的方式,使得热管换热器100出液端的部分或者全部工质迅速气化并通过机器人1000体表的排气孔排至外部空间(通常为大气环境)。储液室连通于热管换热器100的进液端或者出液端。
需要注意的是,电池700和IGBT模块600可以全部或者部分浸没于热管换热器100,也可以贴设于热管换热器100的表面。
并且,需要注意的是,当负压蒸发装置只有一个时,负压蒸发装置设置于压缩机200的进气口之前,也即,所有支路的工质通过一个负压蒸发装置排出机器人1000体内,当负压蒸发装置的数量为多个时,可以是每一个支路对应设置一个负压蒸发装置,也可以是每一个热管换热器100的出液端设置一个负压蒸发装置。
仿生热管理方法包括以下步骤:当外部空间温度小于或等于第一预设温度(通常为秋冬季节),且IGBT模块600的发热量和电池700的发热量均小于第一预设发热量时,压缩机200处于关闭状态,负压蒸发装置将热管换热器100出液端的工质气化并排入外部空间。并且,当仿生热管理系统的管路内循环流动的工质的量小于或等于第一预设量时,储液室向管路内输送工质,以对管路内的工质进行及时补充。当外部空间温度大于第一预设温度(通常为春夏季节)且小于或等于第二预设温度,或者,IGBT模块600和电池700中一者的发热量大于第一预设发热量且小于或等于第二预设发热量时,压缩机200处于启动状态,以对IGBT模块600和电池700进行散热,且负压蒸发装置处于关闭状态。当外部空间温度大于第二预设温度(第二预设温度大于第一预设温度),或者,IGBT模块600和电池700中一者的发热量大于第二预设发热量(第二预设发热量大于第一预设发热量)时,压缩机200和负压蒸发装置均处于启动状态。
需要说明的是,机器人1000内部设有电连接的控制器、液位传感器和温度传感器,液位传感器用于检测管路内工质的量并将数据信号实时传送至控制器,以便于控制器实时作出反应。温度传感器能够检测IGBT模块600、电池700和外部空间的温度,并将检测的温度信号实时传送至控制器,以便于控制器实时作出反应。
由以上可知,通过设置负压蒸发装置和储液室,则机器人1000在散热时,只需要在特定温度条件下启动压缩机200对IGBT模块600和电池700进行散热,也即,无须频繁启动压缩机200,因此,大大降低了机器人1000在散热过程中的噪声总量并有效降低了机器人1000的功耗。并且,通过负压蒸发装置和压缩机200的配合工作,大大提高了仿生热管理系统的散热效率。
进一步地,由于负压蒸发装置能够将液态工质转化为气态工质排出机器人1000,此过程,相当于人体的汗液蒸发过程,甚至比汗液蒸发过程更加环保,主要在于,负压蒸发装置在排气过程中,不会有液态工质流淌至机器人1000表面或者地面,从而不会导致机器人1000表面或者地面被液态工质污染。
更进一步地,可以理解的是,由于压缩机200也具备制热的功能,因此,通过设置仿生热管理系统,能够使机器人1000整体处于恒温状态,有利于机器人1000和人体进行交互时,人体的温度感受舒适度。
在一实施例中,如图2所示,冷凝器300设置于机器人1000的背部,如此,有利于冷凝器300的散热,并且,降低了冷凝器300的装配难度。
在一实施例中,压缩机200设于机器人1000的胸腔,如此,有利于降低压缩机200的运行噪声。
在一实施例中,管路内的工质为水或者其他环保的制冷剂,尤其是,当管路内的工质为水时,有利于随时对储液室内的工质进行补充,大大降低了储液室内工质的补充成本,并提高了工质的补充便利性。并且,水属于完全无污染的材料,水气化排入外部空间不会造成任何污染,从而提高了机器人1000的使用环保性。机器人1000补水的过程相当于人体进行喝水,与之对应地,机器人1000的排气过程相当于人体的排汗,从而大大提高了机器人1000的仿生性。
在一实施例中,如图1所示,储液室包括第一室510、第二室520和第三室530,第一室510设于机器人1000的头部,第二室520设于机器人1000的胸腔,第三室530设于机器人1000的腹腔。通过储液室的多点式分布,大大提高了机器人1000各处管路内补充工质的速率和便捷性,并且,增加了机器人1000补充工质的途径。
为了提高冷凝器300的散热效率,在一实施例中,如图3所示,仿生热管理系统还包括风扇800,风扇800设置于冷凝器300的一侧,以加快冷凝器300和大气之间的换热。
具体地,在一实施例中,如图3-图5所示,仿生热管理系统包括并联设置的第一换热回路910、第二换热回路920和第三换热回路930,冷凝器300分别通过第一换热回路910、第二换热回路920和第三换热回路930连通压缩机200。第一换热回路910设于机器人1000的上半身,第二换热回路920设于机器人1000的下半身,第三换热回路930用于连通电池700端的热管换热器100。
需要说明的是,机器人1000的上半身包括机器人1000的头部、胸腔、腹腔和上肢,机器人1000的下半身包括机器人1000的下肢,电池700设置于机器人1000的胸腔位置。
如此设置,有利于仿生热管理系统合理分布于机器人1000的全身各处,从而大大提高了机器人1000全身各处的换热效果。
具体地,在一实施例中,如图3-图4所示,第一换热回路910包括多个并联设置的第一支路,同样的,第二换热回路920包括多个并联设置的第二支路。
进一步地,在一实施例中,第一支路、第二支路和第三支路均设有电连接控制器的截止阀950,以便于通过截止阀950控制每一支路(包括第一支路、第二支路和第三支路)的通断。
在一实施例中,如图3-图5所示,仿生热管理系统还包括旁通管路940,压缩机200能够通过旁通管路940直接连通冷凝器300,且旁通管路940设有电连接控制器的截止阀950。
如此,当机器人1000不需要换热时,可使工质通过旁通管路940进行循环,避免工质在仿生热管理系统内发生停滞。
在一实施例中,如图6所示,负压蒸发装置包括壳体410、活塞420、驱动元件430、第一控制阀440和第二控制阀450,壳体410设有气化腔411,气化腔411通过第一控制阀440连通热管换热器100的出液端,并且,气化腔411通过第二控制阀450连通外部空间。活塞420可活动地设于气化腔411内,且驱动元件430连接于活塞420的有杆端,以带动活塞420在气化腔411内移动。
具体地,第一控制阀440连接于壳体410远离驱动元件430的端部,第二控制阀450连接于壳体410的侧部。
进一步地,在一实施例中,驱动元件430为驱动电机或者驱动气缸。
仿生热管理方法还包括以下步骤:首先,打开第一控制阀440,并关断第二控制阀450。驱动元件430带动活塞420朝向远离第一控制阀440的方向移动,以使热管换热器100出液端的工质通过第一控制阀440进入气化腔411。当进入气化腔411的工质的量大于或等于第二预设量时,关闭第一控制阀440,并且,驱动元件430带动活塞420继续朝向远离第一控制阀440的方向移动,以使气化腔411内的液态工质气化为气态工质。之后,打开第二控制阀450,驱动元件430带动活塞420朝向靠近第一控制阀440的方向移动,以使气化腔411内的气态工质通过第二控制阀450进入外部空间。
需要说明的是,第一控制阀440、第二控制阀450和驱动元件430分别电连接控制器,控制器能够实时控制第一控制阀440、第二控制阀450和驱动元件430的动作。
如此设置,能够通过活塞420在气化腔411内制造出近似真空环境,以便于气化腔411内的液态工质能够快速气化,并且,通过第一控制阀440和第二控制阀450的相互配合,可控制气化腔411内液态工质的进液量,以及,能够通过及时关闭第一控制阀440和第二控制阀450,以避免外部空间中的大气以及管路中的液态工质继续进入气化腔411,而影响气化腔411内液态工质的气化,大大确保了气化腔411内液态工质的彻底气化。并且,当气化腔411内的液态工质完全气化之后,还可以通过打开第二控制阀450,以使气化腔411内的气态工质完全排入外部空间,以便于负压蒸发装置进行下一阶段的气化过程。
进一步地,为了提高排气效率,在一实施例中,第二控制阀450的数量为多个。
在一实施例中,如图6所示,负压蒸发装置还包括多孔介质层480,多孔介质层480设于气化腔411连通第一控制阀440的一端,以使第一控制阀440能够通过多孔介质层480连通气化腔411。
如此,液态工质能够先进入多孔介质层480,由于多孔介质层480为疏松多孔的结构,因此,极大地增大了液态工质的表面积,以便于加快液态工质的气化速率,从而提高机器人1000的散热速率。
更进一步地,在一实施例中,多孔介质层480包括但不限于海绵材料、碳材料、泡沫材料、水凝胶、多孔陶瓷、多孔金属材料和多孔聚合物材料等。
如此,有利于降低多孔介质层480的获取难度,进而降低机器人1000的生产成本。
在一实施例中,如图6所示,第二控制阀450连通于气化腔411未设置多孔介质层480的一端,负压蒸发装置还包括第三控制阀460和第四控制阀470,多孔介质层480为弹性材质(例如海绵材料),并且,多孔介质层480能够通过第三控制阀460连通气化腔411,且第三控制阀460与气化腔411的内壁活动密封配合,第四控制阀470设于多孔介质层480远离第三控制阀460的一侧,多孔介质层480能够通过第四控制阀470连通外部空间。
在一实施例中,第一控制阀440、第二控制阀450、第三控制阀460和第四控制阀470均为单向阀。
在一实施例中,第三控制阀460包括活动密封板461和阀体部462,第三控制阀460通过活动密封板461与气化腔411的内壁活动密封配合,活动密封板461设有通孔,阀体部462设置于通孔处。
仿生热管理方法还包括以下步骤:关断第一控制阀440、第二控制阀450和第三控制阀460,打开第四控制阀470,利用驱动元件430驱动活塞420挤压多孔介质层480(此过程中,活塞420能够推动第三控制阀460同步移动),以完全排出多孔介质层480内的不凝气体(主要为空气)。之后,打开第一控制阀440,并关断第二控制阀450、第三控制阀460和第四控制阀470,驱动元件430带动活塞420朝向远离第一控制阀440的方向移动,以使热管换热器100出液端的工质通过第一控制阀440进入多孔介质层480,直至多孔介质层480部分或者全部回弹。然后,关断第一控制阀440、第二控制阀450和第四控制阀470,并打开第三控制阀460,并且,驱动元件430带动活塞420继续朝向远离第一控制阀440的方向移动,以使多孔介质内的液态工质气化为气态工质并进入气化腔411。之后,打开第二控制阀450,并关断第一控制阀440、第三控制阀460和第四控制阀470,驱动元件430带动活塞420朝向靠近第一控制阀440的方向移动,以使气化腔411内的气态工质通过第二控制阀450进入外部空间。
如此设置,能够使得液态工质在进入气化腔411的过程中同时完成气化,避免工质以液态的形式存在于气化腔411内,有利于大幅提升液态工质在负压蒸发装置的气化程度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种仿生热管理方法,其特征在于,通过仿生热管理系统对机器人(1000)进行换热,所述仿生热管理系统包括热管换热器(100)、压缩机(200)、冷凝器(300)、负压蒸发装置和储液室,IGBT模块(600)和电池(700)分别通过对应的所述热管换热器(100)进行换热,所述热管换热器(100)通过管路依次连通所述压缩机(200)和所述冷凝器(300),所述负压蒸发装置设置于所述热管换热器(100)的出液端,所述负压蒸发装置能够使得所述热管换热器(100)出液端的部分或者全部工质气化并排至外部空间,所述储液室连通于所述热管换热器(100)的进液端或者出液端;
所述仿生热管理方法包括以下步骤:
当外部空间的温度小于或等于第一预设温度,且IGBT模块(600)的发热量和电池(700)的发热量均小于第一预设发热量时,所述压缩机(200)处于关闭状态,所述负压蒸发装置将所述热管换热器(100)出液端的工质气化并排入外部空间;
当所述仿生热管理系统内工质的量小于或等于第一预设量时,所述储液室向管路内输送工质;
当外部空间的温度大于第一预设温度且小于或等于第二预设温度,或者,IGBT模块(600)和电池(700)中一者的发热量大于第一预设发热量且小于或等于第二预设发热量时,所述压缩机(200)处于启动状态,以对IGBT模块(600)和电池(700)进行散热,且所述负压蒸发装置处于关闭状态;
当外部空间的温度大于第二预设温度,或者,IGBT模块(600)和电池(700)中一者的发热量大于第二预设发热量时,所述压缩机(200)和所述负压蒸发装置均处于启动状态。
2.根据权利要求1所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述负压蒸发装置包括壳体(410)、活塞(420)、驱动元件(430)、第一控制阀(440)和第二控制阀(450),所述壳体(410)设有气化腔(411),所述气化腔(411)通过所述第一控制阀(440)连通所述热管换热器(100)的出液端,所述气化腔(411)通过所述第二控制阀(450)连通外部空间,所述活塞(420)可活动地设于所述气化腔(411)内,且所述驱动元件(430)连接于所述活塞(420)的有杆端,以带动所述活塞(420)在所述气化腔(411)内移动;
所述仿生热管理方法还包括以下步骤:
打开所述第一控制阀(440),并关断所述第二控制阀(450),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)朝向远离所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述热管换热器(100)出液端的工质通过所述第一控制阀(440)进入所述气化腔(411);
当进入所述气化腔(411)的工质的量大于或等于第二预设量时,关闭所述第一控制阀(440),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)继续朝向远离所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述气化腔(411)内的液态工质气化为气态工质;
打开所述第二控制阀(450),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)朝向靠近所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述气化腔(411)内的气态工质通过所述第二控制阀(450)进入外部空间。
3.根据权利要求2所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述负压蒸发装置还包括多孔介质层(480),所述多孔介质层(480)设于所述气化腔(411)连通所述第一控制阀(440)的一端,以使所述第一控制阀(440)能够通过所述多孔介质层(480)连通所述气化腔(411)。
4.根据权利要求3所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述第二控制阀(450)连通于所述气化腔(411)未设置所述多孔介质层(480)的一端,所述负压蒸发装置还包括第三控制阀(460)和第四控制阀(470),所述多孔介质层(480)为弹性材质,所述多孔介质层(480)能够通过所述第三控制阀(460)连通所述气化腔(411),且所述第三控制阀(460)与所述气化腔(411)的内壁活动密封配合,所述第四控制阀(470)设于所述多孔介质层(480)远离所述第三控制阀(460)的一侧,所述多孔介质层(480)能够通过所述第四控制阀(470)连通外部空间;
所述仿生热管理方法还包括以下步骤:关断所述第一控制阀(440)、所述第二控制阀(450)和所述第三控制阀(460),打开所述第四控制阀(470),利用所述驱动元件(430)驱动所述活塞(420)挤压所述多孔介质层(480),以完全排出所述多孔介质层(480)内的不凝气体;
打开所述第一控制阀(440),并关断所述第二控制阀(450)、所述第三控制阀(460)和所述第四控制阀(470),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)朝向远离所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述热管换热器(100)出液端的工质通过所述第一控制阀(440)进入所述多孔介质层(480),直至所述多孔介质层(480)部分或者全部回弹;
关断所述第一控制阀(440)、所述第二控制阀(450)和所述第四控制阀(470),并打开所述第三控制阀(460),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)继续朝向远离所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述多孔介质内的液态工质气化为气态工质并进入所述气化腔(411);
打开所述第二控制阀(450),并关断所述第一控制阀(440)、所述第三控制阀(460)和所述第四控制阀(470),所述驱动元件(430)带动所述活塞(420)朝向靠近所述第一控制阀(440)的方向移动,以使所述气化腔(411)内的气态工质通过所述第二控制阀(450)进入外部空间。
5.根据权利要求4所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述第三控制阀(460)包括活动密封板(461)和阀体部(462),所述第三控制阀(460)通过所述活动密封板(461)与所述气化腔(411)的内壁活动密封配合,所述活动密封板(461)设有通孔,所述阀体部(462)设置于所述通孔处。
6.根据权利要求4所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述第一控制阀(440)、所述第二控制阀(450)、所述第三控制阀(460)和所述第四控制阀(470)均为单向阀。
7.根据权利要求3所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述多孔介质层(480)为海绵材料、碳材料、泡沫材料、水凝胶、多孔陶瓷、多孔金属材料或者多孔聚合物材料。
8.根据权利要求1所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述仿生热管理系统包括并联设置的第一换热回路(910)、第二换热回路(920)和第三换热回路(930),所述冷凝器(300)分别通过所述第一换热回路(910)、所述第二换热回路(920)和所述第三换热回路(930)连通所述压缩机(200)。
9.根据权利要求1所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述仿生热管理系统还包括旁通管路(940),所述压缩机(200)能够通过所述旁通管路(940)连通所述冷凝器(300),且所述旁通管路(940)设有截止阀(950)。
10.根据权利要求1所述的仿生热管理方法,其特征在于,所述储液室包括第一室(510)、第二室(520)和第三室(530),所述第一室(510)设于机器人(1000)的头部,所述第二室(520)设于机器人(1000)的胸腔,所述第三室(530)设于机器人(1000)的腹腔。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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