一种无人机搭载激光器的冷却装置的制作方法

本实用新型涉及激光器散热技术领域，特别是涉及一种无人机搭载激光器的冷却装置。

背景技术：

近年来，激光器正被广泛应用材料加工和测量控制等领域，将激光器搭载于无人机，结合无人机体型小、造价低、飞行速度快、使用方便等优点，可拓宽激光加工技术在高空作业方面的应用，如在高空对建筑材料进行焊接、表面热处理、微加工以及作为光源等，其具有广阔的市场应用前景。

搭载于无人机的激光器功率较高，由此引发的激光器芯片热障问题成为制约该技术发展的瓶颈。激光器芯片温度升高会导致激光器性能下降，要使激光器在大功率条件下保持良好特性，就必须强化激光器芯片的散热。

传统的激光器热管理方法主要有风冷、水冷和半导体冷却。风冷散热是将激光器与散热器直接相连，通过空气对流带走废热，风冷散热是一种成熟可靠的被动式散热方式，但是其散热能力有限，一般用于低热流密度散热，而且装置体积庞大，散热能力易受到空气温度波动的影响；水冷散热是目前激光器热管理的主要技术，通过水的对流换热将热量从激光器内部带走，然而，水冷系统存在可靠性差、功耗高和体积大等缺点，不利于激光器的小型化和紧凑化发展；半导体冷却是利用半导体制冷片或热管将热量传导至散热器，从而散失到空气中，半导体冷却的体积小于水冷系统的体积，但是半导体制冷片的制冷效率一般低于10％，并且两端温差越大效率越低，其余电能转化为热能，增加了激光器系统的额外热负荷。

综上可知，传统散热方法其散热能力往往难以满足大功率激光器芯片的散热需求。此外，由于无人机的载重能力有限，因此希望激光器及其热管理系统体积小，结构紧凑，重量轻，而传统的激光器散热系统复杂，散热部件质量大，不适合搭载于无人机。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种无人机搭载激光器的冷却装置，以解决现有冷却装置体积大结构复杂，冷却效果不理想的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种无人机搭载激光器的冷却装置，包括搭载云台，所述搭载云台上设有散热腔体，所述散热腔体内设有热沉，所述热沉与所述散热腔体之间填充液态金属，所述热沉上侧设有激光器。

其中，所述搭载云台上设有隔热板，所述隔热板上侧设置所述散热腔体。

其中，所述隔热板通过固定夹设置在所述搭载云台上，所述隔热板的材质为绝热硅胶或气凝胶毡或真空板。

其中，所述热沉上设有多个翅片。

其中，所述热沉的上侧设有连接板，所述连接板上设有用以与所述散热腔体连接的装配孔。

其中，所述激光器设于所述连接板的上侧，所述连接板上设有用以与所述激光器连接的螺栓孔。

其中，所述热沉与所述散热腔体之间设有密封垫。

其中，所述密封垫优选硅胶垫。

其中，所述液态金属为镓或镓铟合金或镓铟锡合金或铋或铋铟合金或铋铟锡合金，优选镓。

其中，所述散热腔体与所述热沉的材质为铜或不锈钢或钛，优选铜材质。

(三)有益效果

本实用新型提供的一种无人机搭载激光器的冷却装置，该冷却装置结构简单，安装所需空间小，拆装方便，维护便利，环境适应性强；散热腔体与热沉之间填充液态金属，通过液态金属相变吸热实现对激光器的冷却，冷却效率高，可有效保证激光器芯片的工作温度，保证激光束质量的稳定；零件可更换，便于按需定制，灵活性强，工作寿命长，稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例热沉的结构示意图；

图3为本实用新型实施例散热腔体的结构示意图。

图中，1：搭载云台；2：隔热板；3：散热腔体；4：液态金属；5：热沉；6：密封垫；7：激光器；8：螺栓孔；9：装配孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种无人机搭载激光器的冷却装置，包括搭载云台1，用以将冷却装置固定安装在无人机上，搭载云台1上设有散热腔体3，散热腔体3内设有热沉5，热沉5与散热腔体3之间填充液态金属4，热沉5上侧设有激光器7。

进一步的，搭载云台1上设有隔热板2，隔热板2通过固定夹固定安装在搭载云台1上，保证连接强度，同时减小搭载云台1的影响，降低维护成本，隔热板2的材质为绝热硅胶或气凝胶毡或真空板，优选绝热硅胶，保证隔热效果，使用方便。

其中，隔热板2上侧设置散热腔体3，散热腔体3内设有热沉5，热沉5上设有多个翅片，翅片与散热腔体3之间填充液态金属4，提高液态金属4与热沉5的接触面积，进而提高冷却效果，结构简单，安装所需空间小，拆装方便，维护便利，环境适应性强。

进一步的，热沉5的上侧设有连接板，连接板上设有装配孔9，装配孔9内设有螺栓，实现热沉5与散热腔体3的连接，连接板上还设有螺栓孔8，激光器7设于连接板上侧，并通过螺栓固定安装，完全无活动机械结构，工作状态几乎没有噪音。

其中，热沉5与散热腔体3之间设有密封垫6，防止液态金属4泄露，密封垫6可选金属密封垫片和非金属密封垫片，优选硅胶垫，密封效果良好。

其中，液态金属4为镓或镓铟合金或镓铟锡合金或铋或铋铟合金或铋铟锡合金，优选镓，具有优良的导热性、体积潜热大、体积膨胀率低等特性，激光器7工作产生的热量传导给热沉5，与热沉5接触的液态金属4相变吸热，实现激光器5的冷却，冷却效率高，可有效保证激光器芯片的工作温度，保证激光束质量的稳定。

进一步的，散热腔体3与热沉5的材质为铜或不锈钢或钛，优选铜材质，导热性能良好，使激光器7工作产生的热量及时通过液态金属4冷却。

本实用新型提供的一种无人机搭载激光器的冷却装置，该冷却装置结构简单，安装所需空间小，拆装方便，维护便利，环境适应性强；散热腔体与热沉之间填充液态金属，通过液态金属相变吸热实现对激光器的冷却，冷却效率高，可有效保证激光器芯片的工作温度，保证激光束质量的稳定；零件可更换，便于按需定制，灵活性强，工作寿命长，稳定可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。