CN117863230A - 一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其包括外部水层结构、第一隔热层、内部水层结构，所述外部水层结构用于给消防机器人外部进行降温，所述内部水层结构用于给消防机器人内部设备进行降温，所述外部水层结构上设置有外部水箱，所述外部水层结构与所述外部水箱连通，所述内部水层结构上设置有用于抽取所述内部水层结构内水并供给至所述外部水箱内的水泵，所述外部水箱内设置有第二隔热层，外部设备安装在所述第二隔热层内。本申请提供了一种散热性能和隔热性能均较好的散热系统来支撑耐高温侦查消防机器人的运行。
Description
技术领域
本申请涉及消防机器人的技术领域，尤其是涉及一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统。
背景技术
在火场情况未明确、火势较大，消防员无法进入并开展消防工作时，耐高温侦查机器人可以直接穿过着火地带，伸入高温火场对火情进行实时监测，它具备图像采集、热源检测、环境检测等功能，能够针对地获取起火部位、被困人员情况、燃烧物质性质、火势蔓延的途径、火灾范围等重要信息，火势对重点设备和区域有无影响等，为火灾现场救援指挥决策提供第一手数据，在现场易燃物泄露并蔓延，火势猛烈人和设备必须撤退保持一定的安全距离时，耐高温侦查消防机器人仍可以继续坚守阵地，在明火中自由行动以执行侦查任务。
而耐高温侦查消防机器人在火场中行动时，需要同时对耐高温侦查消防机器人的外部设备（如摄像机）和内部设备（电机、电池、驱动器等）进行散热降温，还要保障耐高温侦查消防机器人外壳的隔热效果，以保证耐高温侦查消防机器人内部电子元件的稳定运行，因此，需要一种散热性能和隔热性能均较好的散热系统来支撑耐高温侦查消防机器人的运行。
发明内容
为了提供一种散热性能和隔热性能均较好的散热系统来支撑耐高温侦查消防机器人的运行，本申请提供一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统。
本申请提供的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，采用如下的技术方案：
一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，包括外部水层结构、第一隔热层、内部水层结构，所述外部水层结构用于给消防机器人外部进行降温，所述内部水层结构用于给消防机器人内部设备进行降温，所述外部水层结构上设置有外部水箱，所述外部水层结构与所述外部水箱连通，所述内部水层结构上设置有用于抽取所述内部水层结构内水并供给至所述外部水箱内的水泵，所述外部水箱内设置有第二隔热层，外部设备安装在所述第二隔热层内。
通过采用上述技术方案，外部水层对机器人外部进行降温，内部水层对机器人内部进行降温，第一隔热层能够隔绝外部大部分热量，确保机器人内部温度不会过度升高，在内部水层对内部设备进行降温后，会在水泵的作用下继续朝向外部水箱流动，对外部水箱进行喷水降温，而安装在第二隔热层内的设备在外部水箱和第二隔热层的双重作用下能够保持一个稳定的工作温度，使得外部设备能够正常工作，保证了耐高温侦查消防机器人上设备的隔热性能，外部水层结构内部的水由于直接接触较高的温度，会产生蒸发现象，对外部水箱进行喷水也是持续地对外部水层结构内进行补水，使其始终能够保持外部的冷却降温效果，保证了耐高温侦查消防机器人上的散热性能，支撑耐高温侦查消防机器人的运行。
优选的，所述外部水箱上开设有排气口。
通过采用上述技术方案，通过排气口的设置，由于外部水层结构与外部水箱连通，外部水层结构与外部水箱中蒸发产生的气体均会在排气口处排出，同时蒸发吸热，可以有效控制第二隔热层内部的温度。
优选的，所述第一隔热层为岩棉隔热层。
通过采用上述技术方案，岩棉隔热层表面强硬坚固，可以承受一定的重量，在具有良好隔热效果的同时，还具有良好的抗风、抗冲击能力，且具有耐高温、酸碱、抗腐蚀、抗老化等优点，能够实现在火场的严酷环境下进行隔热。
优选的，所述内部水层结构上设置有便于对内部设备进行散热降温的冷板换热器。
通过采用上述技术方案，通过冷板换热器的设置，冷却水可以通过冷板换热器内部流道对内部设备进行散热，增加了内部设备的散热效果，确保内部设备能够保持正常的工作温度。
优选的，所述第二隔热层包括岩棉中间层和隔热腔体层。
通过采用上述技术方案，通过岩棉中间层和隔热腔体层的设置，岩棉中间层和隔热腔体层与外部水箱中的水构成了三层防护结构，可以确保安装在隔热腔体层内部的设备工作温度控制在60℃以下。
优选的，所述第二隔热层内设置有温度传感器。
通过采用上述技术方案，通过温度传感器的设置，温度传感器与外界PLC设备电连接，温度传感器可以实时检测第二隔热层内部温度并发送信号给外界PLC设备，外界PLC设备接收电信号并处理电信号，当检测到电信号中反馈温度过高时，外界PLC设备可以控制并增大水泵的输出流量，从而控制外部设备的工作环境温度。
优选的，所述内部水层结构上设置有冷却水补充装置。
通过采用上述技术方案，通过冷却水补充装置的设置，当内部水层结构中的水快要用完时，可以通过冷却水补充装置进行补充，确保长时间运行。
优选的，所述内部水层结构至少能容纳120升水。
通过采用上述技术方案，内部水层容纳水的最低要求，使得机器人本身具有一定重量的同时，还可以保证一定时间的正常运行。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过内部水层结构、第一隔热层、外部水层结构、外部水箱、第二隔热层的设置，外部水层结构对机器人外部进行降温，内部水层结构对机器人内部设备进行降温，第一隔热层和第二隔热层能够隔绝外部大部分热量，确保机器人上的设备温度不会过度升高，且内部水层结构对内部进行降温后，会通入外部水箱中，持续地对外部进行补水和降温，确保了外部设备的散热效果并使得外部设备能够正常工作，保证了机器人上的散热性能，实现了耐高温侦查消防机器人的正常运行；
2.通过温度传感器的设置，当温度传感器检测到工作温度过高时，可以通过PLC设备控制水泵加大输出流量进行降温，便于保持温度维持在正常温度范围内；
3.通过冷却水补充装置的设置，能够实现冷却水的补充，便于保证机器人长时间运行。
附图说明
图1是本申请实施例一中主要体现整体系统的原理示意图。
图2是本申请实施例二中主要体现整体系统的原理示意图
附图标记：1、外部水层结构；2、第一隔热层；3、内部水层结构；4、外部水箱；5、水泵；6、第二隔热层；61、岩棉中间层；62、隔热腔体层；7、排气口；8、冷板换热器；9、温度传感器；10、冷却水补充装置；20、防火膨胀层。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统。
实施例一：
如图1所示，一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统包括外部水层结构1、第一隔热层2、内部水层结构3，本实施例中，内部水层结构3形成的厚度至少为50mm，内部水层结构3会在机器人内部形成一个由壳体装设水的防护层，内部水层结构3中至少能容纳120升水，内部水层结构3上还连接有冷却水补充装置10，冷却水补充装置10为连接在内部水层结构3上的防火软管，防火软管可以连接外部水源并且对内部水层结构3进行补水，内部水层结构3位于第一隔热层2内部，内部水层结构3上安装有水泵5，内部水层结构3上还安装有便于对内部设备进行散热降温的冷板换热器8，内部水层结构3中的冷却水流入冷板换热器8内部流道实时给安装在机器人内部的电池等设备进行散热。
如图1所示，第一隔热层2为岩棉隔热层，第一隔热层2将机器人内部和机器人外部分隔，作为机器人的壳体部分替代使用，外部水层结构1布设在机器人外部，用于给机器人外部进行降温，本实施例中，外部水层结构1在机器人外部的厚度最少为20mm，外部水层结构1会在机器人外部形成一个由壳体装设水的防护层，外部水层结构1上安装有外部水箱4，外部水箱4与外部水层结构1内水路连通，外部水箱4内部安装有第二隔热层6，第二隔热层6包括岩棉中间层61和隔热腔体层62，外部设备安装在第二隔热层6内部，更进一步来说，外部设备是安装在隔热腔体层62内，通过内部设置电池进行供电使用，本实施例中，隔热腔体层62选用夹层玻璃，可以在不对设备进行遮挡的同时有效地进行隔热，在外部设备外侧，构成了水、隔热腔体、岩棉三层散热或隔热防护结构，可以确保外部设备的工作温度控制在60℃以下，在水箱上侧开设有排气口7，且水箱上侧正对于内部水层结构3穿出第一隔热层2的管路，内部水层结构3在冷却完内部设备后，会在水泵5的作用下向外排出并喷出至水箱处，一方面是给水箱连通的外部水层结构1进行补水，另一方面对水箱处进行降温，便于保持外部设备的工作温度，同时水箱处以及外部水层结构1受热蒸发的水蒸气也会沿排气口7排出，便于控制水箱处的温度。
如图1所示，隔热腔体层62内还安装温度传感器9，温度传感器9与外界PLC设备电连接，温度传感器9可以实时检测第二隔热层6内部温度并发送信号给外界PLC设备，外界PLC设备接收电信号并处理电信号，当检测到电信号中反馈温度过高时，外界PLC设备可以控制并增大水泵5的输出流量，从而控制外部设备的工作环境温度。
本申请实施例一的实施原理为：投入实际使用时，内部水层结构3对机器人内部进行降温，外部水层结构1对机器人外部进行降温，同时，第一隔热层2将大部分外部热量隔绝，减少了外部热量对机器人内部的影响，外部水层结构1由于受到火场影响较大，外部水层结构1会源源不断地进行蒸发，内部水层结构3中的水在对内部进行降温后在水泵5的作用下喷出至外部水箱4处，对外部水层结构1进行补水和降温，位于机器人外部的设备安装在第二隔热层6内且位于外部水箱4中，采用三层散热和隔热结构来对外部设备进行降温以保证工作温度。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别为：如图2所示，外部水层结构1上设置有防火膨胀层20，防火膨胀层20填充在外部水层结构1的壳体内部，本实施例中，防火膨胀层20具体由防火胶水、膨胀蛭石、聚丙烯耐火纤维、聚氨酯发泡剂组成，由于机器人需要进入火场中使用，外部水层结构1在受外界冲击局部破损时，防火膨胀层20露出，防火膨胀层20中的膨胀蛭石能够遇火迅速膨胀形成蜂窝状封堵破损部位，减少了继续破损从而导致外部水层结构1被局部破坏的情况。
本申请实施例二的实施原理为：投入实际使用时，内部水层结构3对机器人内部进行降温，外部水层结构1对机器人外部进行降温，同时，第一隔热层2将大部分外部热量隔绝，减少了外部热量对机器人内部的影响，外部水层结构1由于受到火场影响较大，外部水层结构1会源源不断地进行蒸发，内部水层结构3中的水在对内部进行降温后在水泵5的作用下喷出至外部水箱4处，对外部水层结构1进行补水和降温，位于机器人外部的设备安装在第二隔热层6内且位于外部水箱4中，采用三层散热和隔热结构来对外部设备进行降温以保证工作温度，且当外部水层结构1受外界冲击破损时，防火膨胀层20露出，防火膨胀层20能够遇火迅速膨胀并将破损处封堵，减少了外部水层的局部破坏。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：包括外部水层结构(1)、第一隔热层(2)、内部水层结构(3)，所述外部水层结构(1)用于给消防机器人外部进行降温，所述内部水层结构(3)用于给消防机器人内部设备进行降温，所述外部水层结构(1)上设置有外部水箱(4)，所述外部水层结构(1)与所述外部水箱(4)连通，所述内部水层结构(3)上设置有用于抽取所述内部水层结构(3)内水并供给至所述外部水箱(4)内的水泵(5)，所述外部水箱(4)内设置有第二隔热层(6)，外部设备安装在所述第二隔热层(6)内。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述外部水箱(4)上开设有排气口(7)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述第一隔热层(2)为岩棉隔热层。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述内部水层结构(3)上设置有便于对内部设备进行散热降温的冷板换热器(8)。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述第二隔热层(6)包括岩棉中间层(61)和隔热腔体层(62)。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述第二隔热层(6)内设置有温度传感器(9)。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述内部水层结构(3)上设置有冷却水补充装置(10)。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述内部水层结构(3)至少能容纳120升水。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温侦查消防机器人水冷散热系统，其特征在于：所述外部水层结构(1)上设置有防火膨胀层(20)。
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