操纵器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种操纵器，特别是一种具有基于流体的散热的操纵器。
【背景技术】
[0002]操纵器或机器人、特别是工业机器人是具有多个轴的通用机器，这些轴的运动是可自由编程的。在安全的人-机器人协作(MRK)中所使用的工业机器人要求工业机器人的外部温度是无害的，从而使人在接触机器人时不会由于操纵器或机器人的过热的外部温度而受伤。为此，通常需要限制与工业机器人的特别是发热部件的接触。另外，由企业内部的实践操作可知:机器人系统的主要热源，例如变频器或数字电子器件并不集成在工业机器人的结构中，而是单独地例如与机器人控制器一起被阻隔在控制柜中。将例如热交换器置于控制柜中是一种被动的措施，而主动的措施是将例如液体冷却器置于控制柜中，以导出所产生的热量。
[0003]对于服务机器人，或者还有医疗机器人而言，对机器人的外部温度有严格的要求，因为在这里出现直接的人-机器人交互是不可避免的。根据IS013732-1的标准，大多数应用中的机器人的外部温度不能超过48°C。在服务机器人或者医疗机器人的结构中安装有比工业机器人更多的热源，例如功率电子器件或数字电子期间。许多服务机器人或医疗机器人是由轻质部件构成的，在此，执行元件、变频器和数字电子器件被集成在结构中。有鉴于这些器件的高集成密度，实现已知的散热措施基本上是非常困难的。
[0004]因此缺乏一种将服务机器人的热源的热量有效散出的措施，以使服务机器人能够实现较高的功率转换。在此，特别是需要一种能够控制温度的导出的措施，以使部件的最高温度Ts，max和服务机器人外壳上的最高温度T B，max对于接触服务机器人的人员来说不会有危险。
【实用新型内容】
[0005]因此，本实用新型的目的在于提出一种改进的散热措施。在此，本实用新型的目的特别在于提出一种散热措施，其能够防止在运行阶段超过机器人或操纵器的最大允许内部温度(例如Ts，max=75°C)，从而使得不会伤害到机器人的部件。本实用新型的另一目的是提出一种散热措施，其能够在运行阶段防止超过机器人或操纵器的最大允许外部温度(例如TB，max= 48°C )，以实现安全的MRK。
[0006]根据本实用新型的操纵器具有至少一个用于检测湿度和/或温度的传感器。在此，优选所述至少一个传感器包括分别适用于测量湿度或温度的湿度传感器和/或温度传感器。此外，在操纵器的表面上至少局部地设有可渗入流体的开口。在此将操纵器设置为:基于所检测到的湿度和/或检测到的温度，通过开口沿表面的方向输送流体。在此，流体应该从操纵器的内部沿朝向外部的方向被输送，并优选被输送到操纵器的外表面上。
[0007]在此，术语“表面”包括操纵器的可从外部接近的表面。在此，表面与环境大气直接接触。
[0008]由此根据本实用新型的操纵器设有有效的散热装置。本领域技术人员应当理解:开孔中的流体或者操纵器表面上的流体能够蒸发或汽化，在此，使操纵器表面或操纵器上的蒸发热量或蒸发能量散去，从而使表面上的温度降低。本领域技术人员还应当理解:该蒸发热量相当于使一定数量的液体在没有温度变化的情况下蒸发所需要的热量。因此在操纵器的运行中，操纵器表面上的流体由于在运行条件下产生的热量而蒸发。通过流体在表面上或表面附近的这种蒸发，可以为操纵器提供有效的冷却:在操纵器中产生的热或热能被传递到操纵器的表面上，并在那里通过蒸发的流体带走。
[0009]通过基于检测到的湿度和/或温度的流体输送，可以有利地控制冷却，由此例如可以顾及到操纵器的发热。通过检测湿度可以直接推导出蒸发速度，并可以据此调整流体输送，以例如有效地利用流体并适当地调节流体的输送量。
[0010]优选特别是在操纵器的接近操纵器的发热部件(例如整流器或数字电子器件)的表面上设置开口。另外，优选为由于操纵器的发热而可能对MRK中的人员构成危险的表面配置开口。
[0011]本领域专业人员应当理解，可以使用不同的流体。在此，用水作为流体是特别有利的。此外，优选开口从操纵器的结构元件的内侧延伸至操纵器的外部，以使蒸发的流体可以从外部或表面直接进入到环境大气当中。优选将开口集成在操纵器上，即，直接设置在操纵器中。替代地，也可以在安装于操纵器上用于散热的有孔的合成材料(例如聚氨酯)和/或过滤器(FilS)中构成所述可渗入流体的开口。
[0012]优选将开口构造为直接位于操纵器的结构上的孔，并特别优选是钻孔。由此可以使热量直接通过操纵器表面上的流体蒸发而有效地散发。孔的尺寸或数目可以根据发热和所使用的流体来调整。优选还可以为操纵器的表面只配置一个可渗入流体的孔。
[0013]优选所述至少一个传感器包括湿度传感器，优选该湿度传感器设置用于测量操纵器表面上的湿度。优选所述至少一个传感器包括温度传感器，优选该温度传感器设置用于测量操纵器表面上和/或内部的温度。因此，优选能够直接确定表面特性。由此可以根据所检测到的操纵器表面上的湿度直接推算出蒸发速度，并由此推算出导热。此外，可以根据所检测到的表面温度检测操纵器上的散热效应，如果由于操纵器的较高的外部温度使得MRK不安全，则操纵器可以根据需要自动关闭。在使用温度传感器时，可以考虑根据相应的模型推断出操纵器的热分布和发热并相应地调整对流体的输送。
[0014]此外，优选根据本实用新型的操纵器具有流体储存器和/或用于通过可渗入流体的开口输送流体的输送装置。例如可以使用泵或基于重力的流体输送装置作为输送装置。使用流体储存器使得能够灵活地使用操纵器，因为不需要为了实现连续的散热而持久地连接到外部的流体源(例如水)。
[0015]优选在操纵器的结构中设置多个垂直的孔，从内部将流体或液体泵送到这些孔中，这些流体或液体在操纵器的表面上蒸发。优选通过湿度传感器检测未蒸发的液体。通过调节器对泵进行控制，从而使得总是有与可以通过操纵器的热流被蒸发的流体一样多的液体被泵送到结构表面上。
[0016]优选在操纵器的表面上形成通道，以便使流体能够迅速而尽可能均匀地分散在表面上。优选还可以在操纵器中设置多个小直径的孔，以确保流体在表面上的均匀分布。优选在表面上和/或在开口中涂覆特殊的涂层，用以抑制微滴的形成，由此可以支持在表面上的蒸发。涂层特别是可以包括从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层，例如泡沫材料或毛毡。湿度传感器和/或温度传感