集中排液式热管理系统及机器人的制作方法

本申请涉及机器人热管理，特别是涉及一种集中排液式热管理系统及机器人。

背景技术：

1、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。

2、现在机器人的散热主要依赖于压缩机对热管换热器进行制冷，但是，压缩机功率大，会大大增加机器人的功耗，从而降低机器人的续航。而且，压缩机需要配置专门的冷凝器进行散热，因此，整体结构较为复杂，进而会导致机器人的重量和成本大大增加。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种集中排液式热管理系统及机器人，以解决现有的压缩机制冷功耗大且结构复杂的问题。

2、本申请提供的集中排液式热管理系统包括分液室、控制阀、夹套、排液阀、驱动泵和热管换热器，热管换热器包括连通的蒸发段和冷凝段，功率元件设置于蒸发段，以使蒸发段内的液态工质能够吸热气化并进入冷凝段。夹套套设于冷凝段外侧，分液室内储存有液态制冷剂，分液室、控制阀、夹套和排液阀能够连通形成冷却流路，驱动泵能够驱动制冷剂在冷却流路内流动，以使冷凝段内的气态工质能够放热液化并回流至蒸发段。

3、在其中一个实施例中，集中排液式热管理系统还包括储液室，夹套能够通过储液室连通排液阀，当排液阀关闭时，制冷剂能够通过夹套进入储液室并储存于储液室内。

4、在其中一个实施例中，集中排液式热管理系统还包括控制模块和第二液位传感器，控制模块分别电连接第二液位传感器和排液阀，第二液位传感器设置于储液室内，当第二液位传感器测得储液室内的制冷剂液位高于第三预设液位时，控制模块能够控制排液阀打开，以使储液室内的制冷剂通过排液阀排出。

5、在其中一个实施例中，夹套和控制阀一一对应设置，定义每一夹套和对应的控制阀构成一路散热支路，多个散热支路并联设置，且分液室能够分别通过多个散热支路连通排液阀。

6、在其中一个实施例中，集中排液式热管理系统还包括控制模块、第一液位传感器和报警器，控制模块分别电连接第一液位传感器和报警器，第一液位传感器设置于分液室内，当第一液位传感器测得分液室内的制冷剂液位低于第一预设液位或者高于第二预设液位时，控制模块能够控制报警器发出警报。

7、在其中一个实施例中，集中排液式热管理系统还包括控制模块和温度传感器，控制模块分别电连接驱动泵、控制阀、排液阀和温度传感器，温度传感器设于功率元件，当温度传感器检测得功率元件的温度大于或等于预设温度时，控制模块能够控制排液阀和控制阀打开，并使驱动泵驱动制冷剂依次通过分液室、控制阀、夹套和排液阀进入外部大气。

8、在其中一个实施例中，驱动泵为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵或者螺杆泵。

9、在其中一个实施例中，功率元件部分或者全部浸没于蒸发段的工质内；或者，功率元件贴设于蒸发段的外表面。

10、本申请还提供一种机器人，该机器人包括以上任意一个实施例所述的集中排液式热管理系统。

11、在其中一个实施例中，分液室的数量为三个，分别定义为第一室、第二室和第三室，第一室设置于机器人的头部，第二室设置于机器人的胸腔，第三室设置于机器人的腹腔。

12、与现有技术相比，本申请提供的集中排液式热管理系统及机器人，如此设置，当功率元件发热时，功率元件能够将热量传递至蒸发段内的液态工质，以使液态工质气化并进入冷凝段。之后，控制阀打开，分液室内的制冷剂通过控制阀进入夹套，由于夹套套设于冷凝段的外侧，因此，夹套内的制冷剂能够对冷凝段散热，以使冷凝段内的气态工质液化并回流至蒸发段。并且，当排液阀打开时，夹套内的制冷剂会通过排液阀排出。

13、由以上可知，本申请只需设置驱动泵驱动冷却流路内的制冷剂流动，即可实现热管换热器的工质循环，进行实现功率元件的散热。相比于设置压缩机，显然，本申请中的驱动泵功耗更小，并且，相对于压缩机需要配置专门的冷凝器进行散热，驱动泵搭配分液室的结构更加简单。

技术特征：

1.一种集中排液式热管理系统，其特征在于，包括分液室(100)、控制阀(200)、夹套(300)、排液阀(400)、驱动泵(500)和热管换热器(600)，所述热管换热器(600)包括连通的蒸发段(610)和冷凝段(620)，功率元件(700)设置于所述蒸发段(610)，以使所述蒸发段(610)内的液态工质能够吸热气化并进入所述冷凝段(620)；

2.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，还包括储液室(800)，所述夹套(300)能够通过所述储液室(800)连通所述排液阀(400)，当所述排液阀(400)关闭时，制冷剂能够通过所述夹套(300)进入所述储液室(800)并储存于所述储液室(800)内。

3.根据权利要求2所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，还包括控制模块和第二液位传感器，所述控制模块分别电连接所述第二液位传感器和所述排液阀(400)，所述第二液位传感器设置于所述储液室(800)内，当所述第二液位传感器测得所述储液室(800)内的制冷剂液位高于第三预设液位时，所述控制模块能够控制所述排液阀(400)打开，以使所述储液室(800)内的制冷剂通过所述排液阀(400)排出。

4.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，所述夹套(300)和所述控制阀(200)一一对应设置，定义每一所述夹套(300)和对应的所述控制阀(200)构成一路散热支路，多个所述散热支路并联设置，且所述分液室(100)能够分别通过多个所述散热支路连通所述排液阀(400)。

5.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，还包括控制模块、第一液位传感器和报警器，所述控制模块分别电连接所述第一液位传感器和所述报警器，所述第一液位传感器设置于所述分液室(100)内，当所述第一液位传感器测得所述分液室(100)内的制冷剂液位低于第一预设液位或者高于第二预设液位时，所述控制模块均能够控制所述报警器发出警报。

6.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，还包括控制模块和温度传感器，所述控制模块分别电连接所述驱动泵(500)、所述控制阀(200)、所述排液阀(400)和所述温度传感器，所述温度传感器设于功率元件(700)，当所述温度传感器检测得功率元件(700)的温度大于或等于预设温度时，所述控制模块能够控制所述排液阀(400)和所述控制阀(200)打开，并使所述驱动泵(500)驱动制冷剂依次通过所述分液室(100)、所述控制阀(200)、所述夹套(300)和所述排液阀(400)进入外部大气。

7.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，所述驱动泵(500)为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵或者螺杆泵。

8.根据权利要求1所述的集中排液式热管理系统，其特征在于，功率元件(700)部分或者全部浸没于所述蒸发段(610)的工质内；

9.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-权利要求8任意一项所述的集中排液式热管理系统。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述分液室(100)的数量为三个，分别定义为第一室(110)、第二室(120)和第三室(130)，所述第一室(110)设置于所述机器人(1000)的头部，所述第二室(120)设置于所述机器人(1000)的胸腔，所述第三室(130)设置于所述机器人(1000)的腹腔。

技术总结
本申请涉及一种集中排液式热管理系统及机器人，集中排液式热管理系统包括分液室、控制阀、夹套、排液阀、驱动泵和热管换热器，热管换热器包括连通的蒸发段和冷凝段，功率元件设置于蒸发段，以使蒸发段内的液态工质能够吸热气化并进入冷凝段。夹套套设于冷凝段外侧，分液室内储存有液态制冷剂，分液室、控制阀、夹套和排液阀能够连通形成冷却流路，驱动泵能够驱动制冷剂在冷却流路内流动，以使冷凝段内的气态工质能够放热液化并回流至蒸发段。本申请提供的集中排液式热管理系统及机器人，解决了压缩机制冷功耗大且结构复杂的问题。

技术研发人员：陆国栋,柴中华,奚俊彬,史婷婷
受保护的技术使用者：浙江银轮机械股份有限公司
技术研发日：20240530
技术公布日：2025/2/13