操縱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種操縱器，特別是一種具有基于流體的散熱的操縱器。
【背景技術(shù)】
[0002]操縱器或機器人、特別是工業(yè)機器人是具有多個軸的通用機器，這些軸的運動是可自由編程的。在安全的人-機器人協(xié)作(MRK)中所使用的工業(yè)機器人要求工業(yè)機器人的外部溫度是無害的，從而使人在接觸機器人時不會由于操縱器或機器人的過熱的外部溫度而受傷。為此，通常需要限制與工業(yè)機器人的特別是發(fā)熱部件的接觸。另外，由企業(yè)內(nèi)部的實踐操作可知:機器人系統(tǒng)的主要熱源，例如變頻器或數(shù)字電子器件并不集成在工業(yè)機器人的結(jié)構(gòu)中，而是單獨地例如與機器人控制器一起被阻隔在控制柜中。將例如熱交換器置于控制柜中是一種被動的措施，而主動的措施是將例如液體冷卻器置于控制柜中，以導(dǎo)出所產(chǎn)生的熱量。
[0003]對于服務(wù)機器人，或者還有醫(yī)療機器人而言，對機器人的外部溫度有嚴(yán)格的要求，因為在這里出現(xiàn)直接的人-機器人交互是不可避免的。根據(jù)IS013732-1的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)應(yīng)用中的機器人的外部溫度不能超過48°C。在服務(wù)機器人或者醫(yī)療機器人的結(jié)構(gòu)中安裝有比工業(yè)機器人更多的熱源，例如功率電子器件或數(shù)字電子期間。許多服務(wù)機器人或醫(yī)療機器人是由輕質(zhì)部件構(gòu)成的，在此，執(zhí)行元件、變頻器和數(shù)字電子器件被集成在結(jié)構(gòu)中。有鑒于這些器件的高集成密度，實現(xiàn)已知的散熱措施基本上是非常困難的。
[0004]因此缺乏一種將服務(wù)機器人的熱源的熱量有效散出的措施，以使服務(wù)機器人能夠?qū)崿F(xiàn)較高的功率轉(zhuǎn)換。在此，特別是需要一種能夠控制溫度的導(dǎo)出的措施，以使部件的最高溫度Ts，max和服務(wù)機器人外殼上的最高溫度T B，max對于接觸服務(wù)機器人的人員來說不會有危險。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]因此，本實用新型的目的在于提出一種改進的散熱措施。在此，本實用新型的目的特別在于提出一種散熱措施，其能夠防止在運行階段超過機器人或操縱器的最大允許內(nèi)部溫度(例如Ts，max=75°C)，從而使得不會傷害到機器人的部件。本實用新型的另一目的是提出一種散熱措施，其能夠在運行階段防止超過機器人或操縱器的最大允許外部溫度(例如TB，max= 48°C )，以實現(xiàn)安全的MRK。
[0006]根據(jù)本實用新型的操縱器具有至少一個用于檢測濕度和/或溫度的傳感器。在此，優(yōu)選所述至少一個傳感器包括分別適用于測量濕度或溫度的濕度傳感器和/或溫度傳感器。此外，在操縱器的表面上至少局部地設(shè)有可滲入流體的開口。在此將操縱器設(shè)置為:基于所檢測到的濕度和/或檢測到的溫度，通過開口沿表面的方向輸送流體。在此，流體應(yīng)該從操縱器的內(nèi)部沿朝向外部的方向被輸送，并優(yōu)選被輸送到操縱器的外表面上。
[0007]在此，術(shù)語“表面”包括操縱器的可從外部接近的表面。在此，表面與環(huán)境大氣直接接觸。
[0008]由此根據(jù)本實用新型的操縱器設(shè)有有效的散熱裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:開孔中的流體或者操縱器表面上的流體能夠蒸發(fā)或汽化，在此，使操縱器表面或操縱器上的蒸發(fā)熱量或蒸發(fā)能量散去，從而使表面上的溫度降低。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解:該蒸發(fā)熱量相當(dāng)于使一定數(shù)量的液體在沒有溫度變化的情況下蒸發(fā)所需要的熱量。因此在操縱器的運行中，操縱器表面上的流體由于在運行條件下產(chǎn)生的熱量而蒸發(fā)。通過流體在表面上或表面附近的這種蒸發(fā)，可以為操縱器提供有效的冷卻:在操縱器中產(chǎn)生的熱或熱能被傳遞到操縱器的表面上，并在那里通過蒸發(fā)的流體帶走。
[0009]通過基于檢測到的濕度和/或溫度的流體輸送，可以有利地控制冷卻，由此例如可以顧及到操縱器的發(fā)熱。通過檢測濕度可以直接推導(dǎo)出蒸發(fā)速度，并可以據(jù)此調(diào)整流體輸送，以例如有效地利用流體并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)流體的輸送量。
[0010]優(yōu)選特別是在操縱器的接近操縱器的發(fā)熱部件(例如整流器或數(shù)字電子器件)的表面上設(shè)置開口。另外，優(yōu)選為由于操縱器的發(fā)熱而可能對MRK中的人員構(gòu)成危險的表面配置開口。
[0011]本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以使用不同的流體。在此，用水作為流體是特別有利的。此外，優(yōu)選開口從操縱器的結(jié)構(gòu)元件的內(nèi)側(cè)延伸至操縱器的外部，以使蒸發(fā)的流體可以從外部或表面直接進入到環(huán)境大氣當(dāng)中。優(yōu)選將開口集成在操縱器上，即，直接設(shè)置在操縱器中。替代地，也可以在安裝于操縱器上用于散熱的有孔的合成材料(例如聚氨酯)和/或過濾器(FilS)中構(gòu)成所述可滲入流體的開口。
[0012]優(yōu)選將開口構(gòu)造為直接位于操縱器的結(jié)構(gòu)上的孔，并特別優(yōu)選是鉆孔。由此可以使熱量直接通過操縱器表面上的流體蒸發(fā)而有效地散發(fā)。孔的尺寸或數(shù)目可以根據(jù)發(fā)熱和所使用的流體來調(diào)整。優(yōu)選還可以為操縱器的表面只配置一個可滲入流體的孔。
[0013]優(yōu)選所述至少一個傳感器包括濕度傳感器，優(yōu)選該濕度傳感器設(shè)置用于測量操縱器表面上的濕度。優(yōu)選所述至少一個傳感器包括溫度傳感器，優(yōu)選該溫度傳感器設(shè)置用于測量操縱器表面上和/或內(nèi)部的溫度。因此，優(yōu)選能夠直接確定表面特性。由此可以根據(jù)所檢測到的操縱器表面上的濕度直接推算出蒸發(fā)速度，并由此推算出導(dǎo)熱。此外，可以根據(jù)所檢測到的表面溫度檢測操縱器上的散熱效應(yīng)，如果由于操縱器的較高的外部溫度使得MRK不安全，則操縱器可以根據(jù)需要自動關(guān)閉。在使用溫度傳感器時，可以考慮根據(jù)相應(yīng)的模型推斷出操縱器的熱分布和發(fā)熱并相應(yīng)地調(diào)整對流體的輸送。
[0014]此外，優(yōu)選根據(jù)本實用新型的操縱器具有流體儲存器和/或用于通過可滲入流體的開口輸送流體的輸送裝置。例如可以使用泵或基于重力的流體輸送裝置作為輸送裝置。使用流體儲存器使得能夠靈活地使用操縱器，因為不需要為了實現(xiàn)連續(xù)的散熱而持久地連接到外部的流體源(例如水)。
[0015]優(yōu)選在操縱器的結(jié)構(gòu)中設(shè)置多個垂直的孔，從內(nèi)部將流體或液體泵送到這些孔中，這些流體或液體在操縱器的表面上蒸發(fā)。優(yōu)選通過濕度傳感器檢測未蒸發(fā)的液體。通過調(diào)節(jié)器對泵進行控制，從而使得總是有與可以通過操縱器的熱流被蒸發(fā)的流體一樣多的液體被泵送到結(jié)構(gòu)表面上。
[0016]優(yōu)選在操縱器的表面上形成通道，以便使流體能夠迅速而盡可能均勻地分散在表面上。優(yōu)選還可以在操縱器中設(shè)置多個小直徑的孔，以確保流體在表面上的均勻分布。優(yōu)選在表面上和/或在開口中涂覆特殊的涂層，用以抑制微滴的形成，由此可以支持在表面上的蒸發(fā)。涂層特別是可以包括從表面上可拆卸或不可拆卸的、多孔材料或具有通孔的材料的層，例如泡沫材料或毛氈。濕度傳感器和/或溫度傳感