抽拉式散热装置及机器人的制作方法

本申请涉及零部件的散热装置，特别是涉及一种抽拉式散热装置及机器人。

背景技术：

1、随着现代传感技术的快速发展，机器人系统通过集成多维度感知能力实现了规模化应用。在机器人执行复杂动作的机电系统中，多自由度关节结构与配套驱动电机构成的动力单元对能量供给提出严苛要求。为满足持续高强度作业需求，当前机器人的能量存储系统（电池组）与功率转换核心元件（igbt绝缘栅双极晶体管模块）均呈现出显著提升的功率密度特性。这种技术演进在为机器人提供更强动力的同时，也使得热管理成为制约系统可靠性的关键瓶颈。

2、当前主流的液冷散热方案采用冷却液直接或者间接接触发热元件（包括但不限于电机定子、igbt模块和电池等元器件），并通过冷却液的流动带走发热元件产生的热量，并且，冷却液通常需要借助空气冷凝器或者压缩机实现自身的降温再循环。

3、但是，当使用空气冷凝器对冷却液散热时，环境温度过高则导致冷却液无法及时散热，进而可能导致发热元件过热损坏，而当使用压缩机进行制冷时，则由于压缩机体积和重量过大，导致其在机器人内的安装较为困难，甚至影响机器人的正常工作，并且，压缩机的噪声较大，会影响机器人的使用体验。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种抽拉式散热装置及机器人，以解决现有的冷却液的散热方案容易受环境温度制约导致散热效率下降、散热装置装配困难以及散热装置噪声较大的问题。

2、本申请提供的抽拉式散热装置包括杆体、活动套、壳体和联动阀，壳体设有抽拉腔，活动套沿着预设轴向可活动地设置于抽拉腔，并将抽拉腔分隔为散热腔和排气腔，散热腔内设有液态工质，散热腔用于对功率元件的发热面进行散热；活动套设有内腔和连通孔，连通孔能够连通散热腔和排气腔，杆体的一端设有限位部，杆体的另一端通过限位部可活动地设置于内腔并沿着预设轴向和内腔的两端限位配合，联动阀和限位部活动配合；当限位部抵接于内腔远离功率元件的一端时，联动阀关闭连通孔，当限位部带动活动套继续移动以使散热腔扩张时，散热腔内的液态工质能够相变为气态工质；当限位部抵接于内腔靠近功率元件的一端时，联动阀打开连通孔，当限位部带动活动套继续移动以使散热腔收缩时，散热腔内的气态工质能够依次通过连通孔和排气腔进入大气环境。

3、在其中一个实施例中，联动阀包括阀塞和杠杆机构，杠杆机构的一端连接阀塞，另一端和限位部压接配合，当杆体带动限位部沿着预设轴向移动时，限位部能够使杠杆机构围绕支点转动并带动阀塞打开或者关闭连通孔。

4、在其中一个实施例中，杠杆机构包括支撑杆、连杆和弹性件，支撑杆一端连接于内腔的内壁，另一端铰接于连杆以形成杠杆机构的支点，连杆一端连接于阀塞，另一端铰接于弹性件，弹性件连接于内腔的内壁；当限位部压缩弹性件时，弹性件能够带动连杆围绕支点转动并使阀塞打开连通孔；当限位部和弹性件分离时，弹性件能够推动连杆围绕支点转动并使阀塞关闭连通孔。

5、在其中一个实施例中，抽拉式散热装置还包括储液部，储液部内设有液态工质并连通散热腔。

6、在其中一个实施例中，抽拉式散热装置还包括吸液芯，吸液芯一端设置于储液部，另一端设置于散热腔的内壁，以使液态工质能够从储液部通过吸液芯进入散热腔，并使散热腔内的液态工质吸附于吸液芯。

7、在其中一个实施例中，储液部内液态工质的液位高度低于散热腔内吸液芯的设置高度。

8、在其中一个实施例中，连通孔包括第一孔和第二孔，第一孔设置于活动套靠近功率元件的一端，第一孔连通内腔和散热腔，第二孔设置于活动套远离功率元件的一端，第二孔连通内腔和排气腔，限位部能够使联动阀打开或者关闭第一孔和第二孔中的一者或两者。

9、在其中一个实施例中，活动套靠近功率元件的底壁、壳体的侧壁和功率元件的发热面围设形成散热腔。

10、在其中一个实施例中，散热腔远离排气腔一端的底壁接触功率元件的发热面。

11、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抽拉式散热装置。

12、与现有技术相比，本申请提供的抽拉式散热装置及机器人，其核心创新点在于通过杆体驱动活动套在抽拉腔内往复移动，结合联动阀的开闭控制，实现了散热腔内液态工质的周期性气化和排出，从而达到持续有效的散热效果。这种设计巧妙地利用了相变材料的高效热吸收特性，同时解决了气态工质的定向排放问题，避免了传统液冷散热方案中对环境温度的依赖和大型制冷设备的使用。

13、这种设计的关键在于杆体、活动套和联动阀的协同工作。杆体的往复运动不仅驱动活动套移动，还通过限位部控制联动阀的开闭时机。活动套的移动实现了散热腔容积的周期性变化，而联动阀的开闭确保了气态工质的定向排放。这种协同工作机制保证了散热过程的连续性和高效性。

技术特征：

1.一种抽拉式散热装置，其特征在于，包括杆体（100）、活动套（200）、壳体（300）和联动阀（400），所述壳体（300）设有抽拉腔，所述活动套（200）沿着预设轴向可活动地设置于所述抽拉腔，并将所述抽拉腔分隔为散热腔（311）和排气腔（312），所述散热腔（311）内设有液态工质，所述散热腔（311）用于对功率元件（700）的发热面进行散热；

2.根据权利要求1所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述联动阀（400）包括阀塞（410）和杠杆机构，所述杠杆机构的一端连接所述阀塞（410），另一端和所述限位部（110）压接配合，当所述杆体（100）带动所述限位部（110）沿着预设轴向移动时，所述限位部（110）能够使所述杠杆机构围绕支点转动并带动所述阀塞（410）打开或者关闭所述连通孔（220）。

3.根据权利要求2所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述杠杆机构包括支撑杆（421）、连杆（422）和弹性件（423），所述支撑杆（421）一端连接于所述内腔（210）的内壁，另一端铰接于所述连杆（422）以形成所述杠杆机构的支点，所述连杆（422）一端连接于所述阀塞（410），另一端铰接于所述弹性件（423），所述弹性件（423）连接于所述内腔（210）的内壁；

4.根据权利要求1所述的抽拉式散热装置，其特征在于，还包括储液部（500），所述储液部（500）内设有液态工质并连通所述散热腔（311）。

5.根据权利要求4所述的抽拉式散热装置，其特征在于，还包括吸液芯（600），所述吸液芯（600）一端设置于所述储液部（500），另一端设置于所述散热腔（311）的内壁，以使液态工质能够从所述储液部（500）通过所述吸液芯（600）进入所述散热腔（311），并使所述散热腔（311）内的液态工质吸附于所述吸液芯（600）。

6.根据权利要求5所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述储液部（500）内液态工质的液位高度低于所述散热腔（311）内吸液芯（600）的设置高度。

7.根据权利要求1所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述连通孔（220）包括第一孔（221）和第二孔（222），所述第一孔（221）设置于所述活动套（200）靠近功率元件（700）的一端，所述第一孔（221）连通所述内腔（210）和所述散热腔（311），所述第二孔（222）设置于所述活动套（200）远离功率元件（700）的一端，所述第二孔（222）连通所述内腔（210）和所述排气腔（312），所述限位部（110）能够使所述联动阀（400）打开或者关闭所述第一孔（221）和所述第二孔（222）中的一者或两者。

8.根据权利要求1所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述活动套（200）靠近功率元件（700）的底壁、所述壳体（300）的侧壁和功率元件（700）的发热面围设形成所述散热腔（311）。

9.根据权利要求1所述的抽拉式散热装置，其特征在于，所述散热腔（311）远离所述排气腔（312）一端的底壁接触功率元件（700）的发热面。

10.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-权利要求9任意一项所述的抽拉式散热装置。

技术总结
本申请涉及一种抽拉式散热装置及机器人，抽拉式散热装置包括杆体、活动套、壳体和联动阀，壳体设有抽拉腔，活动套将抽拉腔分隔为散热腔和排气腔；活动套设有内腔和连通孔，杆体的一端设有限位部并和内腔的两端限位配合；当限位部抵接于内腔远离功率元件的一端时，连通孔关闭，当杆体带动活动套移动以使散热腔扩张时，散热腔内的液态工质相变为气态工质；当限位部抵接于内腔靠近功率元件的一端时，连通孔打开，当杆体带动活动套移动以使散热腔收缩时，散热腔内的气态工质依次通过连通孔和排气腔进入大气环境。本申请提供的抽拉式散热装置及机器人，解决了冷却液的散热方案容易受环境温度制约导致散热效率较低、装配困难以及噪声较大的问题。

技术研发人员：陆国栋,奚俊彬,史婷婷,张丁革,柴中华
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：
技术公布日：2025/4/24