操縱器的制造方法
【技術領域】
[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】
[0002]操縱器或機器人、特別是工業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-機器人協作(MRK)中所使用的工業機器人要求工業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機器人的特別是發熱部件的接觸。另外，由企業內部的實踐操作可知:機器人系統的主要熱源，例如變頻器或數字電子器件并不集成在工業機器人的結構中，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，以導出所產生的熱量。
[0003]對于服務機器人，或者還有醫療機器人而言，對機器人的外部溫度有嚴格的要求，因為在這里出現直接的人-機器人交互是不可避免的。根據IS013732-1的標準，大多數應用中的機器人的外部溫度不能超過48°C。在服務機器人或者醫療機器人的結構中安裝有比工業機器人更多的熱源，例如功率電子器件或數字電子期間。許多服務機器人或醫療機器人是由輕質部件構成的，在此，執行元件、變頻器和數字電子器件被集成在結構中。有鑒于這些器件的高集成密度，實現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機器人的熱源的熱量有效散出的措施，以使服務機器人能夠實現較高的功率轉換。在此，特別是需要一種能夠控制溫度的導出的措施，以使部件的最高溫度Ts，max和服務機器人外殼上的最高溫度T B，max對于接觸服務機器人的人員來說不會有危險。
【實用新型內容】
[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 )，以實現安全的MRK。
[0006]根據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有可滲入流體的開口。在此將操縱器設置為: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，流體應該從操縱器的內部沿朝向外部的方向被輸送，并優選被輸送到操縱器的外表面上。
[0007]在此，術語“表面”包括操縱器的可從外部接近的表面。在此，表面與環境大氣直接接觸。
[0008]由此根據本實用新型的操縱器設有有效的散熱裝置。本領域技術人員應當理解:開孔中的流體或者操縱器表面上的流體能夠蒸發或汽化，在此，使操縱器表面或操縱器上的蒸發熱量或蒸發能量散去，從而使表面上的溫度降低。本領域技術人員還應當理解:該蒸發熱量相當于使一定數量的液體在沒有溫度變化的情況下蒸發所需要的熱量。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生的熱量而蒸發。通過流體在表面上或表面附近的這種蒸發，可以為操縱器提供有效的冷卻:在操縱器中產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熱。通過檢測濕度可以直接推導出蒸發速度，并可以據此調整流體輸送，以例如有效地利用流體并適當地調節流體的輸送量。
[0010]優選特別是在操縱器的接近操縱器的發熱部件(例如整流器或數字電子器件)的表面上設置開口。另外，優選為由于操縱器的發熱而可能對MRK中的人員構成危險的表面配置開口。
[0011]本領域專業人員應當理解，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，優選開口從操縱器的結構元件的內側延伸至操縱器的外部，以使蒸發的流體可以從外部或表面直接進入到環境大氣當中。優選將開口集成在操縱器上，即，直接設置在操縱器中。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)中構成所述可滲入流體的開口。
[0012]優選將開口構造為直接位于操縱器的結構上的孔，并特別優選是鉆孔。由此可以使熱量直接通過操縱器表面上的流體蒸發而有效地散發。孔的尺寸或數目可以根據發熱和所使用的流體來調整。優選還可以為操縱器的表面只配置一個可滲入流體的孔。
[0013]優選所述至少一個傳感器包括濕度傳感器，優選該濕度傳感器設置用于測量操縱器表面上的濕度。優選所述至少一個傳感器包括溫度傳感器，優選該溫度傳感器設置用于測量操縱器表面上和/或內部的溫度。因此，優選能夠直接確定表面特性。由此可以根據所檢測到的操縱器表面上的濕度直接推算出蒸發速度，并由此推算出導熱。此外，可以根據所檢測到的表面溫度檢測操縱器上的散熱效應，如果由于操縱器的較高的外部溫度使得MRK不安全，則操縱器可以根據需要自動關閉。在使用溫度傳感器時，可以考慮根據相應的模型推斷出操縱器的熱分布和發熱并相應地調整對流體的輸送。
[0014]此外，優選根據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連續的散熱而持久地連接到外部的流體源(例如水)。
[0015]優選在操縱器的結構中設置多個垂直的孔，從內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。優選通過濕度傳感器檢測未蒸發的液體。通過調節器對泵進行控制，從而使得總是有與可以通過操縱器的熱流被蒸發的流體一樣多的液體被泵送到結構表面上。
[0016]優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。優選還可以在操縱器中設置多個小直徑的孔，以確保流體在表面上的均勻分布。優選在表面上和/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。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