로봇 내부에는 CPU, 모터 등과 같은 많은 발열원이 존재하고 있으며 로봇의 지속적인 작동을 위하여 발열원을 적절하게 냉각하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 로봇에서는 냉각 장치의 무게가 증가하면 로봇의 기계적, 전기적인 부하의 증가로 이어지게 되고 이로 인하여 열적인 부하도 증가하기 때문에 가볍고 작은 냉각장치가 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 가벼운 냉각 장치를 만들기 위하여 비금속 재질로 냉각판의 커버 부분을 제작하여 단상 유동과 ...
로봇 내부에는 CPU, 모터 등과 같은 많은 발열원이 존재하고 있으며 로봇의 지속적인 작동을 위하여 발열원을 적절하게 냉각하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 로봇에서는 냉각 장치의 무게가 증가하면 로봇의 기계적, 전기적인 부하의 증가로 이어지게 되고 이로 인하여 열적인 부하도 증가하기 때문에 가볍고 작은 냉각장치가 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 가벼운 냉각 장치를 만들기 위하여 비금속 재질로 냉각판의 커버 부분을 제작하여 단상 유동과 이상 유동을 이용하여 수냉식 냉각판의 열전달 성능을 각각 평가하였다. 단상 유동 실험에서는 각기 다른 4 종류의 비금속 재질 냉각판과 1 종류의 금속 냉각판에 대하여 성능을 비교 분석하였으며, 이상 유동 실험에서는 각기 다른 3 종류의 비금속 냉각판과 1 종류의 금속 냉각판에 대하여 성능을 비교 분석하였다. 전자 장비 내에서 냉매 누출에도 안전하도록 유전성(dielectric) 냉매인 증류수와 FC-72를 단상 유동 실험과 이상 유동 실험에 각각 사용하였다. 실험 결과, 단상 유동에서는 구리 밑면의 비금속 냉각판이 금속 재질 냉각판에 비하여 32% 정도 열저항이 증가하는 반면에 무게는 55%가 감소하였다. 이상 유동 실험에서는 구리 밑면의 비금속 냉각판이 금속 냉각판에 비하여 열저항은 3%만이 증가하는 반면에 무게는 73%가 감소하였다. 따라서 비금속 재질 냉각판을 적용함으로써 시스템의 중량 저감이 필수적인 로봇 냉각에 적절한 방안을 제시하였다.
로봇 내부에는 CPU, 모터 등과 같은 많은 발열원이 존재하고 있으며 로봇의 지속적인 작동을 위하여 발열원을 적절하게 냉각하는 것이 매우 중요하다. 그러나, 로봇에서는 냉각 장치의 무게가 증가하면 로봇의 기계적, 전기적인 부하의 증가로 이어지게 되고 이로 인하여 열적인 부하도 증가하기 때문에 가볍고 작은 냉각장치가 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 가벼운 냉각 장치를 만들기 위하여 비금속 재질로 냉각판의 커버 부분을 제작하여 단상 유동과 이상 유동을 이용하여 수냉식 냉각판의 열전달 성능을 각각 평가하였다. 단상 유동 실험에서는 각기 다른 4 종류의 비금속 재질 냉각판과 1 종류의 금속 냉각판에 대하여 성능을 비교 분석하였으며, 이상 유동 실험에서는 각기 다른 3 종류의 비금속 냉각판과 1 종류의 금속 냉각판에 대하여 성능을 비교 분석하였다. 전자 장비 내에서 냉매 누출에도 안전하도록 유전성(dielectric) 냉매인 증류수와 FC-72를 단상 유동 실험과 이상 유동 실험에 각각 사용하였다. 실험 결과, 단상 유동에서는 구리 밑면의 비금속 냉각판이 금속 재질 냉각판에 비하여 32% 정도 열저항이 증가하는 반면에 무게는 55%가 감소하였다. 이상 유동 실험에서는 구리 밑면의 비금속 냉각판이 금속 냉각판에 비하여 열저항은 3%만이 증가하는 반면에 무게는 73%가 감소하였다. 따라서 비금속 재질 냉각판을 적용함으로써 시스템의 중량 저감이 필수적인 로봇 냉각에 적절한 방안을 제시하였다.
For the reliable and continuous operation of humanoid robot, various types of multiple heat sources such as CPUs, motors, operating drivers should be cooled down by using compact and light-weight cooling devices. Non-metallic poly carbonate(PC) cold plates, which were designed to reduce the overall ...
For the reliable and continuous operation of humanoid robot, various types of multiple heat sources such as CPUs, motors, operating drivers should be cooled down by using compact and light-weight cooling devices. Non-metallic poly carbonate(PC) cold plates, which were designed to reduce the overall weight of robot cooling system, were composed of a PC cover with different bases of metallic plates. In single-phase study, it was investigated to compare thermal performances among one metallic cold plate and four types of non-metallic cold plates by using a dielectric coolant(distilled water)as the working fluid. In two-phase study, it was investigated to compare thermal performances among two metallic cold plate and two types of non-metallic cold plates by using a dielectric coolant(FC-72)as the working fluid in two-phase circulation with out any external driving force. In single-phase experiment, the mass of PC cold plate is about 55% lighter than that of copper cold plate. But, it was found that copper cold plates showed the higher thermal performance than the PC cold plate in terms of thermal resistance by 32%. In two-phase experiment, the mass of PC cold plate is about 73% lighter that of copper cold plate. But, it was found that copper cold plates showed the higher thermal performance than the PC cold plate in terms of thermal resistance by 3%. Non-metallic cold plates display fairly good thermal performance with more reduced system weight.
For the reliable and continuous operation of humanoid robot, various types of multiple heat sources such as CPUs, motors, operating drivers should be cooled down by using compact and light-weight cooling devices. Non-metallic poly carbonate(PC) cold plates, which were designed to reduce the overall weight of robot cooling system, were composed of a PC cover with different bases of metallic plates. In single-phase study, it was investigated to compare thermal performances among one metallic cold plate and four types of non-metallic cold plates by using a dielectric coolant(distilled water)as the working fluid. In two-phase study, it was investigated to compare thermal performances among two metallic cold plate and two types of non-metallic cold plates by using a dielectric coolant(FC-72)as the working fluid in two-phase circulation with out any external driving force. In single-phase experiment, the mass of PC cold plate is about 55% lighter than that of copper cold plate. But, it was found that copper cold plates showed the higher thermal performance than the PC cold plate in terms of thermal resistance by 32%. In two-phase experiment, the mass of PC cold plate is about 73% lighter that of copper cold plate. But, it was found that copper cold plates showed the higher thermal performance than the PC cold plate in terms of thermal resistance by 3%. Non-metallic cold plates display fairly good thermal performance with more reduced system weight.
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