一种可散热的紧凑电气箱体及微创手术机器人的制作方法

1.本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种可散热的紧凑电气箱体及微创手术机器人。


背景技术：

2.微创手术机器人可以减轻医生在手术过程中的体力劳动，同时达到精准手术目的。医生控制台作为微创手术机器人的输入控制设备、用户感知设备，其电气元器件的可靠性非常重要。由于一台手术时间较长，因此，电气箱内部散热要求比较高，需要能满足长期稳定在较低温度。如果温度超出电器元件容许范围，内部元件可能会出现老化加剧、可靠性降低，甚至损坏。
3.由于手术室空间有限，医生控制台整机结构必须限制在非常紧凑的空间内，从而使得电气箱的空间非常紧凑，导致内部电气元件散热难度增大。这与电箱要求长时间处于较低温度产生矛盾。如何解决结构紧凑与散热的矛盾，成为电箱设计必须解决的关键技术之一。
4.因此，如何克服上述技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种可散热的紧凑电气箱体及微创手术机器人，可有效降低箱体内部的温度。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种可散热的紧凑电气箱体，包括强电箱和弱电箱，所述强电箱的上层用于安装发热多的元器件、下层用于安装发热少的元器件；
7.所述强电箱内布置有通风道，强电箱进风口设置于所述强电箱的下层，所述发热少的元器件均位于所述通风道的上风道，强电箱前舱出风口设置于所述强电箱的上层，所述发热多的元器件均位于所述通风道的下风道。
8.可选的，所述发热多的元器件包括第一电源、第三电源、第四电源和第五电源，所述发热少的元器件包括第二电源、第一电池和第二电池。
9.可选的，所述发热多的元器件和所述第二电源均设置有进风口和出风口。
10.可选的，所述通风道内包括第一路气流、第二路气流、第三路气流、第四路气流和第五路气流；
11.所述第一路气流从强电箱进风口进入，依次通过所述第二电源和所述第一电源，从强电箱前舱出风口出去；
12.所述第二路气流从强电箱进风口进入，依次所述第一电池的前壁、所述强电箱的底板、顶板、前隔板组成的通道，进入所述第二电池，然后流经所述第一电源的外表面，从强电箱前舱出风口出去；
13.所述第三路气流、所述第四路气流和所述第五路气流分别通过所述第三电源、所述第四电源和所述第五电源后，从强电箱前舱出风口出去。
14.可选的，所述强电箱和所述弱电箱之间设置有用于隔离风道的隔风板，所述隔风板上设置有用于走线的圆孔。
15.可选的，所述强电箱包括强电箱前舱和强电箱后舱，所述元器件均设置于所述强电箱前舱，所述强电箱后舱设置强电箱后舱风扇以及线缆端子和保险等。
16.可选的，所述弱电箱的上层用于安装发热多的元器件、下层用于安装发热少的元器件；
17.所述弱电箱内布置有通风道，主进风口和副进风口设置于所述弱电箱的下层，所述发热少的元器件均位于所述通风道的上风道，出风口设置于所述弱电箱的上层，所述发热多的元器件均位于所述通风道的下风道。
18.可选的，所述弱电箱内设置有交换机、io模块、第一pcb板组合、ups、工控机、第二pcb板组合和控制箱。
19.可选的，所述弱电箱内气流通道包括第一气路、第二气路、第三气路和第四气路；
20.所述第一气路从主进风口进入，通过所述ups后，从出风口出来；
21.所述第二气路从主进风口进入，通过所述ups的外壁、所述工控机和第二pcb板组合组成的u型空间，从出风口出来；
22.所述第三气路从主进风口进入，通过所述工控机、所述第一pcb板组合和所述控制箱组成的u型空间，从出风口出来；
23.所述第四气路从所述副进风口进入，通过所述交换机与所述弱电箱之间的通道，再经过所述交换机和所述io模块组成的通道，从出风口出来。
24.本发明还提供一种微创手术机器人，包括如上文所述的可散热的紧凑电气箱体。
25.本发明所提供的一种可散热的紧凑电气箱体及微创手术机器人，发热小的元器件放在强电箱的下层，发热大的元器件放在强电箱的上层，有利于形成烟囱效应，改善散热效果。同时，发热小的元器件位于冷却通风道的上风口，发热大的元器件位于冷却通风道的下风口，这样可以有效保护发热小的元器件，缩短高温度的空气的行走路程，缩短其在箱体内部存留的时间，从而有效降低箱体内部的温度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例提供的电箱在控制台的结构示意图；
28.图2为本发明实施例提供的电箱的结构示意图；
29.图3为本发明实施例提供的电箱的内部布置的结构示意图；
30.图4为本发明实施例提供的强电箱的结构示意图；
31.图5为本发明实施例提供的弱电箱的结构示意图；
32.图6为本发明实施例提供的弱电箱的内部布置的结构示意图。
33.上图中：
34.a
‑
可散热的紧凑电气箱体；a1
‑
强电箱；a2
‑
弱电箱；a201
‑
主进风口；a202
‑
副进风
口；a203
‑
ups进风口；a204
‑
ups出风口；b
‑
底座；101
‑
第一电池；102
‑
第二电池；201
‑
第一电源；202
‑
第二电源；203
‑
第三电源；204
‑
第四电源；205
‑
第五电源；6
‑
强电箱进风口；7
‑
强电箱前舱出风口；801
‑
强电箱前舱；802—强电箱后舱；803
‑
强电箱后舱风扇；804
‑
前隔风板；805
‑
后隔风板；9
‑
交换机；10
‑
io模块；11
‑
第一pcb板组合；12
‑
ups；13
‑
工控机；14
‑
第二pcb板组合；15
‑
控制箱；1601
‑
第一风扇；1602
‑
第二风扇。
具体实施方式
35.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
36.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
37.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
38.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
39.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
40.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
41.本发明的核心是提供一种可散热的紧凑电气箱体及微创手术机器人，可有效降低箱体内部的温度。
42.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
43.请参考图1
‑
图6，本发明提供了一种可散热的紧凑电气箱体，包括强电箱a1和弱电箱a2，强电箱a1的上层用于安装发热多的元器件、下层用于安装发热少的元器件；
44.强电箱a1内布置有通风道，强电箱进风口6设置于强电箱a1的下层，发热少的元器件均位于通风道的上风道，强电箱前舱出风口7设置于强电箱a1的上层，发热多的元器件均位于通风道的下风道。
45.其中，元器件的发热多或少由其自身工作产生热量的多少而确定，是相对概念，具体可根据实际应用而划分，在此不作限定。
46.本案提供的一种可散热的紧凑电气箱体a，发热小的元器件放在强电箱a1的下层，发热大的元器件放在强电箱a1的上层，有利于形成烟囱效应，改善散热效果。同时，发热小的元器件位于冷却通风道的上风口，发热大的元器件位于冷却通风道的下风口，这样可以有效保护发热小的元器件，缩短高温度的空气的行走路程，缩短其在箱体内部存留的时间，从而有效降低箱体内部的温度。
47.在具体实施例中，发热多的元器件包括第一电源201(位于第二电池102的背后，下风口处)、第三电源203、第四电源204和第五电源205，发热少的元器件包括第二电源202(位于第四电源204的下方如图3所示)、第一电池101和第二电池102。
48.为了便于元器件内部散热，发热多的元器件和第二电源202均设置有进风口和出风口，第一电池101和第二电池102不设进风口和出风口。
49.通风道内包括第一路气流、第二路气流、第三路气流、第四路气流和第五路气流；
50.第一路气流从强电箱进风口6进入，依次通过第二电源202和第一电源201，从强电箱前舱出风口7出去；
51.第二路气流从强电箱进风口6进入，依次第一电池101的前壁、强电箱a1的底板、顶板、前隔板组成的通道，进入第二电池102，然后流经第一电源201的外表面，从强电箱前舱出风口7出去；
52.第三路气流、第四路气流和第五路气流分别通过第三电源203、第四电源204和第五电源205后，从强电箱前舱出风口7出去。
53.如图3所示，冷风从强电箱进风口6进入强电箱a1内部后，内部气流路径如下：
54.第
①
路：沿强电箱a1的底板，进入第二电源202(处于第四电源204正下方)的进风口，在第二电源202内部风扇的驱动下，流经第二电源202内部，然后从第二电源202的出风口流出，同时将第二电源202内部的热量带走，然后从第一电源201的进风口进入第一电源201内部，在第一电源201内部风扇的驱动下，流经第一电源201内部，然后从第一电源201的出风口流出，同时将第一电源201内部的热量带走，最后从强电箱前舱801的强电箱前舱出风口7进入到强电箱后舱802。
55.第
②
路：通过第一电池101前壁、电箱底板、顶板、前隔板组成的通道，进入箱体右侧第二电池102附近，然后流经第一电源201外表面，从强电箱前舱出风口7进入到强电箱后舱801。
56.第
③
路：气流从第三电源203的进风口进入第三电源203，在第三电源203内部风扇的驱动下，流经第三电源203内部，然后从第三电源203的出口流出，同时将第三电源203内部的热量带走，然后从强电箱前舱出风口7进入到强电箱后舱802；
57.第
④
路：气流从第四电源204的进风口进入第四电源204，在电第四电源204内部风扇的驱动下，流经第四电源204内部，然后从第四电源204的出口流出，同时将第四电源204内部的热量带走，然后从强电箱前舱出风口7进入到强电箱后舱802。
58.第
⑤
路：气流从第五电源205的进风口进入第五电源205，在第五电源205内部风扇的驱动下，流经第五电源205内部，然后从第五电源205的出口流出，同时将第五电源205内部的热量带走，然后从强电箱前舱出风口7进入到强电箱后舱802。
59.其中，第
①
路即为第一路气流，第
②
路为第二路气流，以此类推。
60.在具体实施例中，强电箱a1和弱电箱a2之间设置有用于隔离风道的隔风板。隔风
板上的圆孔用于走线。如图4中的强电箱分区图，隔风板包括前隔风板405和后隔风板406，使得强电箱a1和弱电箱a2的风道独立，互不干扰。
61.强电箱a1包括强电箱前舱801和强电箱后舱802，元器件均设置于强电箱前舱801，强电箱后舱802设置有强电箱后舱风扇803以及线缆端子和保险等。
62.图5为弱电箱进风口示意图，主进风口a201和副进风口a202均由数量不等、大小相同的小孔组成。通过合理分配主、副进风口的小孔数量，以及副进风口a202截面积与出风口截面积的比例，使得风主要通过主进风口a201进入弱电箱a2箱体内部，少量风通过副进风口a202进入箱体内部。
63.在具体实施例中，弱电箱a2内设置有交换机9、io模块10、第一pcb板组合11、ups12、工控机13、第二pcb板组合14和控制箱15。
64.图6为流经弱电箱a2内部的气流示意图。冷风从弱电箱进风口进入箱体内部后，内部气流路径如下：
65.气路
①
从主进风口a201进入弱电箱a2，从ups12的进风口进入ups12内部，流经弱电箱a2内部电子元件，气体被加热，加热的气体通过烟囱效应上升，从ups12出风口出来，进入箱体顶部空间，在第一风扇1601的作用下流出弱电箱a2外。
66.气路
②
从主进风口a201进入弱电箱a2，流经由ups12右侧外壁、工控机13后壁、第二pcb板组合14的左侧壁组成的u型空间，将前述三者表面的热量带走，最后经第一风扇1601流出箱体外。由于有效控制了副进风口a202的总界面积，使得第二风扇1602的风量远远大于副进风口a202的进风量，因此，气路
②
的气体有一部分流经第一pcb板组合11的上表面，带走其表面的热量，从第二风扇2流出箱体外。通过有效控制副进风口a202的总截面积，使得第二风扇1602的风量远远大于副进风口a202的进风量，因此，第二路的气体有一部分流经第一pcb板组合11的上表面，带走其表面的热量，从第二风扇1602流出箱体外。
67.气路
③
从主进风口a201进入弱电箱a2，流经由工控机13右侧壁、第二pcb板组合14右侧壁、控制箱15左侧壁组成的u型空间，将前述三者表面的热量带走，最后经第一风扇1601流出箱体外。由于有效控制了副进风口a202的总截面积，使得第二风扇1602的风量远远大于副进风口a202的进风量，因此，气路
③
的气体有一部分流经第一pcb板组合11的上表面，带走其表面的热量，从第二风扇1602流出箱体外。同样的，通过有效控制副进风口a202的总截面积，使得第二风扇1602的风量远远大于副进风口a202的进风量，因此，第三路的气体有一部分流经第一pcb板组合11的上表面，带走其表面的热量，从第二风扇1602流出箱体外。
68.气路
④
从副进风口a202进入弱电箱a2，流经交换机9的前壁与弱电箱a2之间的通道，再经过交换机9的右侧壁和io模块10的左侧壁组成的通道，带走前述表壁的热量，第二风扇1602流出箱体外。
69.其中，气路
①
即为第一气路，气路
②
为第二气路，以此类推。
70.此外，本实施例中还提供了一种微创手术机器人，包括可散热的紧凑电气箱体，此可散热的紧凑电气箱体即为上文的可散热的紧凑电气箱体。
71.由于微创手术机器人具有上述的可散热的紧凑电气箱体，所以微创手术机器人具有可散热的紧凑电气箱体带来的有益效果，请参照上述内容，在此不再赘述。
72.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
73.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。