CN113091497A - 一种作业机器人的余热再利用*** - Google Patents

一种作业机器人的余热再利用*** Download PDF

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周天
齐海宁
张彬
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及能源利用技术领域，公开了一种作业机器人的余热再利用***，包括余热收集仓、预热器、燃油发动机、发电机和油箱，所述余热收集仓连接有余热引导管；所述预热器安装于所述余热收集仓内；所述燃油发动机安装于所述余热收集仓内，所述燃油发动机上设置有排气管和进气管，所述排气管和进气管的一端分别穿过预热器后延伸到所述余热收集仓外；所述发电机安装于所述余热收集仓内，且其与所述燃油发动机连接；所述油箱位于所述余热收集仓外，其通过管路与所述燃油发动机连接。本发明能够将燃油发动机浪费掉的热辐射热量以及废气热量进行集中引导对机器人自身携带电池外壳以及作业区域进行加热、预热，解决电池受低温影响性能下降以及寿命降低。

Description

一种作业机器人的余热再利用***
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域，特别是涉及一种作业机器人的余热再利用***。
背景技术
目前高寒地区作业机器人所采用的主要动力方式是燃油式发动机，燃油发动机所转化的热能是低品位能源，燃油发动机约30％能量转化为高品位能源，剩余能量全部变为废气热能以及发动机摩擦，热辐射等，严重浪费能源，而电力是高品位能源，但因高寒地区温度影响，导致电池充放电效率低，电池寿命降低，所以无法采用电力驱动。
发明内容
本发明的目的是提供一种作业机器人的余热再利用***，能够将燃油发动机浪费掉的热辐射热量以及废气热量进行集中引导对机器人自身携带电池外壳以及作业区域进行加热、预热，解决电池受低温影响性能下降以及寿命降低。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种作业机器人的余热再利用***，包括余热收集仓、预热器、燃油发动机、发电机和油箱，所述余热收集仓连接有余热引导管；所述预热器安装于所述余热收集仓内；所述燃油发动机安装于所述余热收集仓内，所述燃油发动机上设置有排气管和进气管，所述排气管和进气管的一端分别穿过预热器后延伸到所述余热收集仓外；所述发电机安装于所述余热收集仓内，且其与所述燃油发动机连接；所述油箱位于所述余热收集仓外，其通过管路与所述燃油发动机连接。
优选地，所述余热收集仓上设置有温度传感器。
优选地，所述余热收集仓上设置有温度控制器。
优选地，所述温度控制器包括风扇和控制芯片，所述控制芯片分别与所述风扇和温度传感器电连接，所述风扇安装在所述余热收集仓上。
优选地，所述余热引导管包括主导管和多根分导管，所述主导管与所述余热收集仓连通，多根所述分导管分别与所述主导管连通。
优选地，所述主导管与所述分导管的连接处设置有用于选择将余热导向指定分导管的流向转换阀。
优选地，所述分导管包括第一分导管、第二分导管和第三分导管，所述第一分导管与作业机器人的电池和电子元件区域连通，所述第二分导管与作业机器人资源携带区域连通，第三分导管与作业机器人的外部连通。
优选地，所述进气管上设置有过滤网。
本发明具有以下有益效果：
本发明的作业机器人的余热再利用***，采用预热器，预热器可对排气管内废气热能传递至进气管内实现进气预热，提高燃油发动机工作效率。此外设置余热收集仓，将燃油发动机安置于余热收集仓内，将燃油发动机热辐射热量以及废气热量进行集中余热引导管，来实现针对性加热。具体的能够将燃油发动机浪费掉的热辐射热量以及废气热量进行集中引导对机器人自身携带电池外壳以及作业区域进行加热、预热，解决电池受低温影响性能下降以及寿命降低等问题，机器人直接采用电力驱动，既可提高工作效率又可实现节能减排。
附图说明
图1是本发明实施例提供的作业机器人的余热再利用***的结构示意图。
附图标记：1、余热收集仓；101、进气管；102、排气管；2、预热器；3、燃油发动机；4、发电机；5、油箱；6、余热引导管；601、主导管；602、第一分导管；603、第二分导管；604、第三分导管；7、温度传感器；8、温度控制器；9、流向转换阀；10、过滤网。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1，本发明优选实施例提供一种作业机器人的余热再利用***，包括余热收集仓1、预热器2、燃油发动机3、发电机4和油箱5，所述余热收集仓1连接有余热引导管6；所述预热器2安装于所述余热收集仓1内；所述燃油发动机3安装于所述余热收集仓1内，所述燃油发动机3上设置有排气管102和进气管101，所述排气管102和进气管101的一端分别穿过预热器2后延伸到所述余热收集仓1外；所述发电机4安装于所述余热收集仓1内，且其与所述燃油发动机3连接；所述油箱5位于所述余热收集仓1外，其通过管路与所述燃油发动机3连接。
需要说明的，发电机4与作业机器人的其他用电元件电连接。所述预热器2为换热器结构，可以包括有换热介质，例如翅片，将发动机排出的废气的热量传递到进入发动机内的空气上。
基于上述方案，本发明优选实施例的作业机器人的余热再利用***的工作原理：油箱5向燃油发动机3供油，启动燃油发动机3，燃油发动机3会带动发电机4转动实现发电；而这个运行的过程中，燃油发动机3会排出带有一定温度的废气，排出的废气经过预热器2的作用将热量传递到进气管101内的空气，使得准备进入到燃油发动机3的空气得到预热，减少燃油发动机3的消耗；同时燃油发动机3会辐射出热能，由于余热收集仓1的作用，燃油发动机3的辐射热能被余热收集仓1收集，并且通过余热引导管6将热量输送到作业机器人的各个部位，保证机器人电池和电子元件的工作效率；此外将发电机4安装到余热收集仓1内，保证发电机4的工作温度。
作为优选方案，所述余热收集仓1上设置有温度传感器7。具体的，温度传感器7可以监控余热收集仓1内的温度，保证余热收集仓1内的安全。
作为优选方案，所述余热收集仓1上设置有温度控制器8。具体的，温度控制器8可以用于调节余热收集仓1内的温度，避免余热收集仓1内的温度过高而导致其内部的燃气发动机和发电机4损坏。
作为优选方案，所述温度控制器8包括风扇和控制芯片，所述控制芯片分别与所述风扇和温度传感器7电连接，所述风扇安装在所述余热收集仓1上。具体的，通过控制芯片接受温度传感器7的温度数据，并且可以控制风扇的转速，实现控制余热收集仓1内的温度控制，方便快捷。
作为优选方案，所述余热引导管6包括主导管601和多根分导管，所述主导管601与所述余热收集仓1连通，多根所述分导管分别与所述主导管601连通。具体的，采用分导管对余热收集仓1内的热量进行合理分配，保证了作业机器人内可以均匀得到温度控制。
作为优选方案，所述主导管601与所述分导管的连接处设置有用于选择将余热导向指定分导管的流向转换阀9。具体的，流向转换阀9可以将余热收集仓1内的热量进行选择性分配，大大提高***的控制性。
作为优选方案，所述分导管包括第一分导管602、第二分导管603和第三分导管604，所述第一分导管602与作业机器人的电池和电子元件区域连通，所述第二分导管603与作业机器人资源携带区域连通，第三分导管604与作业机器人的外部连通。具体的，所述分导管针对性的将余热收集仓1内的热量精准输送，保证了热量的合理规划利用。
作为优选方案，所述进气管101上设置有过滤网10。具体的，过滤网10可以将外界的尘埃隔档，避免进入到燃油发动机3内。
综上，本发明优选实施例提供一种作业机器人的余热再利用***，其与现有技术相比：
本发明的作业机器人的余热再利用***，采用预热器2，预热器2可对排气管102内废气热能传递至进气管101内实现进气预热，提高燃油发动机3工作效率。此外设置余热收集仓1，将燃油发动机3安置于余热收集仓1内，将燃油发动机3热辐射热量以及废气热量进行集中余热引导管6，来实现针对性加热。具体的能够将燃油发动机3浪费掉的热辐射热量以及废气热量进行集中引导对机器人自身携带电池外壳以及作业区域进行加热、预热，解决电池受低温影响性能下降以及寿命降低等问题，机器人直接采用电力驱动，既可提高工作效率又可实现节能减排。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种作业机器人的余热再利用***，其特征在于：包括：
余热收集仓，所述余热收集仓连接有余热引导管；
预热器，所述预热器安装于所述余热收集仓内；
燃油发动机，所述燃油发动机安装于所述余热收集仓内，所述燃油发动机上设置有排气管和进气管，所述排气管和进气管的一端分别穿过预热器后延伸到所述余热收集仓外；
发电机，所述发电机安装于所述余热收集仓内，且其与所述燃油发动机连接；
油箱，所述油箱位于所述余热收集仓外，且其通过管路与所述燃油发动机连接。
2.如权利要求1所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述余热收集仓上设置有温度传感器。
3.如权利要求2所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述余热收集仓上设置有温度控制器。
4.如权利要求3所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述温度控制器包括风扇和控制芯片，所述控制芯片分别与所述风扇和温度传感器电连接，所述风扇安装在所述余热收集仓上。
5.如权利要求1所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述余热引导管包括主导管和多根分导管，所述主导管与所述余热收集仓连通，多根所述分导管分别与所述主导管连通。
6.如权利要求5所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述主导管与所述分导管的连接处设置有用于选择将余热导向指定分导管的流向转换阀。
7.如权利要求6所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述分导管包括第一分导管、第二分导管和第三分导管，所述第一分导管与作业机器人的电池和电子元件区域连通，所述第二分导管与作业机器人资源携带区域连通，第三分导管与作业机器人的外部连通。
8.如权利要求1所述的作业机器人的余热再利用***，其特征在于：所述进气管上设置有过滤网。
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