CN209936967U - 机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种机器人，包括具有密封腔的机械活动臂，所述密封腔内安装有发热元件，且所述密封腔的壳体上具有散热构件，所述密封腔内还设有用于将所述发热元件产生的热量通过热传导、热辐射和/或热对流的方式传递至所述散热构件的温度调节构件，所述温度调节构件设置在所述发热元件和所述散热构件的非连接位置处。本实用新型实施例可大大提高机械活动臂的密封腔内的散热效率，使得密封腔内的温度维持在较低的状态，从而使机器人整机的稳定性更好，提高了机器人整机的性能。

Description

机器人

技术领域

本实用新型实施例涉及自动化领域，更具体地说，涉及一种机器人。

背景技术

在现有机器人***，尤其是工业机器人中，各个机械臂之间通常采用密封方式连接，从而在机器人运行时，避免外界环境对机器人本体内部造成影响。

在机器人运行时，由于电机、减速器等零部件的运转，将导致机器人本体的腔体内部温度升高。上述机器人机械臂之间的密封连接方式，将使得机器人的腔体内部散热困难，长时间运转时机器人的腔体内部温度较高。

如图1所示，目前主流的机器人***，尤其是平面关节机器人中，机械活动臂密封腔11内温度过高一直是影响机器人性能的一个重要方面。当机器人机械活动臂密封腔11内温度过高时，容易造成腔内的电机等电气元件12因温度过高导致使用寿命缩短甚至损坏，气管因温度过高失效，减速器润滑油因温度过高性能下降，影响其精度和寿命，最终影响机器人的整体性能。

为降低上述机械活动臂密封腔11内温度，目前主要采用在机械臂壳体上增加散热片13的方式，以加快机械臂向工作空间的散热。但是上述外加散热片13的方式散热效率较低，当工作环境温度较高时，降温效果就更差了。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述机器人***中机械活动臂密封腔散热效率低、降温效果较差，并导致机器人整体性能较差、使用寿命较短的问题，提供一种机器人。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种机器人，包括具有密封腔的机械活动臂，所述密封腔内安装有发热元件，且所述密封腔的壳体上具有散热构件，所述密封腔内还设有用于将所述发热元件产生的热量通过热传导、热辐射和/或热对流的方式传递至所述散热构件的温度调节构件，所述温度调节构件设置在所述发热元件和所述散热构件的非连接位置处。

优选地，当所述温度调节构件通过热传导将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

导热结构，所述导热结构包括吸热部、散热部以及热传导部，其中：所述吸热部与所述发热元件紧密贴合，所述散热部与所述密封腔的壳体内表面上与所述散热构件对应的区域紧密贴合；所述热传导部的一端连接到所述吸热部、另一端连接到所述散热部。

优选地，所述密封腔内还包括扎带，所述扎带用于固定所述吸热部和所述发热元件，使所述吸热部和所述发热元件紧密贴合。

优选地，所述吸热部上与所述发热元件相贴的面与所述发热元件的形状匹配，且所述吸热部与所述发热元件的接触位置处填充有导热材料；

所述散热部与所述密封腔的壳体内表面相贴的面与所述散热构件的形状相匹配，且所述散热部与所述密封腔的壳体内表面的接触位置处填充有导热材料。

优选地，所述吸热部由第一铝块构成，所述散热部由第二铝块构成，所述热传导部采用热管，所述导热材料采用导热硅胶；

所述热管的一端通过第一铝块与所述发热元件的外表面紧密贴合，且所述第一铝块与所述发热元件外表面的接触位置处填充有导热硅胶；

所述热管的另一端通过第二铝块与所述密封腔的壳体内表面与所述散热构件对应的区域紧密贴合，且所述第二铝块与所述密封腔的壳体内表面的接触位置处填充有导热硅胶。

优选地，所述密封腔内包括具有热传导性能的固定板和具有热传导性能的支撑柱，其中：

所述支撑柱的底端固定在所述密封腔的壳体的内表面与所述散热构件对应的位置处，所述支撑柱的顶端与所述固定板固定连接，用于支撑所述固定板；

所述固定板上开设有发热元件安装孔，所述发热元件的一个端部固定在所述发热元件安装孔内，且所述发热元件的一个端部与所述固定板之间具有间隙，所述间隙内填充导热材料。

优选地，当所述温度调节构件通过热辐射将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

设置在所述密封腔壳体内表面上的辐射散热涂层。

优选地，所述辐射散热涂层覆盖所述密封腔的与所述散热构件的位置对应的内表面。

优选地，所述发热元件具有输出机构，所述发热元件工作时，所述输出机构按照给定转速转动，当所述温度调节构件通过热对流将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

设置在所述发热元件的输出机构末端的叶片，且所述叶片跟随所述输出机构转动，所述叶片由柔性材料制成。

优选地，所述散热构件包括位于所述密封腔壳体外表面底部的散热齿和/或位于所述密封腔壳体外表面侧面的散热齿。

本实用新型实施例的机器人具有以下有益效果：通过温度调节构件将机械活动臂的密封腔内的发热元件产生的热量传导到机械活动臂上的散热构件，可大大提高机械活动臂的密封腔内的散热效率，使得机器人的机械活动臂的密封腔内的温度维持在较低的状态，从而使机器人整机的稳定性更好，提高了机器人整机的性能，延长了机器人的使用寿命。

附图说明

图1是现有机器人的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的机器人的结构示意图；

图3是本实用新型第二实施例提供的机器人的结构示意图；

图4是本实用新型第三实施例提供的机器人的结构示意图；

图5是本实用新型第四实施例提供的机器人的结构示意图；

图6是本实用新型第五实施例提供的机器人的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，是本实用新型第一实施例提供的机器人的结构示意图，该机器人可以为平面关节机器人等，例如SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm，应用于装配作业的机器人手臂)，其可在工业生产中实现物料抓取和移送、物料加工等操作。本实施例中的机器人包括大臂21、机械活动臂(小臂)22以及用于安装末端执行器的活动杆23，且机械活动臂22安装到大臂21并可相对大臂21做旋转运动。当然，在实际应用中，上述机器人的机械活动臂22也可装配到基体上，并相对基体做旋转运动。

上述机器人包括具有密封腔的机械活动臂，所述密封腔内安装有发热元件，且所述密封腔的壳体上具有散热构件，所述密封腔内还设有用于将所述发热元件产生的热量通过热传导、热辐射和/或热对流的方式传递至所述散热构件的温度调节构件，所述温度调节构件设置在所述发热元件和所述散热构件的非连接位置处。

上述机械活动臂22包括有密封腔220，该密封腔220内安装有发热元件24，上述发热元件24在工作时将产生热量。上述密封腔220的壳体上具有散热构件221，且该密封腔220内还设有温度调节构件。上述温度调节构件可将发热元件24工作时产生的热量通过热传导、热辐射和/或热对流的方式传递至散热构件，且该温度调节构件设置在发热元件24和散热构件221的非连接位置处，并通过散热构件221发散到周围环境中。

上述机器人通过温度调节构件将发热元件24工作时产生的热量快速散去，使得机械活动臂22的密封腔220内的温度维持在较低的状态，有利于密封腔220内的发热元件24以及其他电气元件稳定运行，从而使机器人整机的稳定性更好，提高了机器人整机的性能。

在本实施例中，上述温度调节构件通过热传导将发热元件24产生的热量传递至散热构件221，且该温度调节构件包括导热结构。上述导热结构包括吸热部251、散热部252以及热传导部253，其中吸热部251与发热元件24紧密贴合并与发热元件24进行热交换；散热部252与密封腔220壳体内表面上与散热构件221对应的区域紧密贴合，并通过密封腔220壳体内表面与散热构件221进行热交换；热传导部253的一端连接到吸热部251、另一端连接到散热部252。通过上述方式，吸热部251可吸收发热元件24产生的热量，并通过热传导部253将热量传导到散热部252，最后通过散热构件221将热量散去，从而使密封腔220内的温度始终保持在发热元件24的正常工作的温度。

具体地，上述密封腔220内还可包括扎带，吸热部251通过扎带固定到发热元件24，使吸热部251和发热元件24紧密贴合。该结构无需对发热元件24进行再加工，提高了通用性。

为提高吸热部251与发热元件24之间的热交换效率，上述吸热部251上与发热元件24相接触的面的形状，可与发热元件24的表面的形状匹配。并且，吸热部251与发热元件24的接触位置处可填充有导热材料等，以提高吸热件251与发热元件24之间的热传导效率。同样地，散热部252上与密封腔220的内壁相接触面的形状，可与密封腔220的内表面的形状匹配，且散热部252与密封腔220的内表面的接触位置处同样可填充有导热材料等，以提高散热部252与密封腔220之间的热传导效率。

在上述温度调节构件中，吸热部251由第一铝块构成，散热部252由第二铝块构成，而热传导部253则可采用热管。吸热部251与发热元件24的接触位置处和散热部252与密封腔220的内表面的接触位置处的导热材料则可采用导热硅胶。

具体地，上述热管内可具有导热介质，并通过导热介质的流动实现热量的快速流动，以提高热传导效率。上述热管的一端通过第一铝块与发热元件24的外表面紧密贴合，且第一铝块与发热元件24外表面的接触位置处填充有导热硅胶；热管的另一端通过第二铝块与壳体内表面与散热构件对应的区域紧密贴合，且第二铝块与壳体内表面的接触位置处填充有导热硅胶。

在本实用新型的一个实施例中，上述发热元件24可以为电机，在该电机运行过程中因绕组导线的铜损、铁芯内部的涡流形成的铁损等，将产生大量的热，温度调节构件的吸热部251贴于电机的壳体的外壁，从而与电机壳体进行热交换，并通过热传导部253、散热部252以及散热构件221散发到机械活动臂22的外部。

如图3所示，在本实用新型第二实施例提供的机器人中，温度调节构件同样通过热传导将发热元件24产生的热量传递至散热构件221，且该温度调节构件包括具有热传导性能的固定板261和具有热传导性能的支撑柱262，其中：支撑柱262的底端固定在密封腔220壳体的内表面与散热构件对应的位置处，且支撑柱262的顶端与固定板261固定连接，并对固定板261进行支撑固定；固定板261上开设有用于安装固定发热元件24的安装孔，发热元件24的一个端部固定在上述安装孔内，且该发热元件24的端部与固定板261之间具有间隙，上述间隙内填充导热材料，以提高导热效率。

例如，当发热元件24为电机时，电机以其中一个端盖固定在固定板261的方式安装在密封腔220内，且上述端盖与固定板261之间具有填充材料(例如导热硅胶)。具体地，电机的转轴可垂直于上述固定板261，且转轴的端部穿过固定板261。这样，电机运行时产生的热量可经由端盖、固定板261以及支撑柱262快速传导到散热构件221，达到为机械活动臂22的密封腔220内加速降温的效果。

如图4所示，在本实用新型的第三实施例中，机器人的机械活动臂22的密封腔220内的温度调节构件通过热辐射将发热元件24产生的热量传递至散热构件221，且该温度调节构件包括设置在密封腔220壳体内表面上的辐射散热涂层28。上述辐射散热涂层28可采用吸热材料，其可吸收发热元件24的辐射热量，且辐射散热涂层28吸收的热量可通过机械活动臂22的壳体散发，从而实现加速密封腔内热量的散发。

特别地，上述辐射散热涂层28可设于密封腔220的与散热构件221的位置对应的内表面，以提高散热效率。当然，上述辐射散热涂层28也可涂满密封腔220的整个内表面，但其成本相对较高。

如图5所示，在本实用新型的第四实施例中，机器人的密封腔220内的发热元件24可具有转矩输出机构(例如电机的旋转轴、由电机驱动的减速机、传动轴等)，在该发热元件24工作时，转矩输出机构按照给定的转速转动。

此时，温度调节构件可通过热对流将发热元件24产生的热量传递至散热构件221。具体地，温度调节构件包括叶片29，该叶片29设置在发热元件24的转矩输出机构末端，且叶片29跟随转矩输出机构转动。叶片29在旋转过程中，可扰动密封腔220内的空气，使密封腔220内各处的空气温度大致相同，从而利于密封腔220的壳体进行散热。由于上述叶片29装设在转矩输出机构的末端，因此无需设置独立的风扇，也无需单独接线。

特别地，若该电机的输出机构与密封腔220的壳体之间的间隙较小，上述叶片29可采用柔性叶片，即叶片29可采用柔性材料制成。

此外，结合图6所示，为进一步提高散热效果，在本实用新型的第五实施例中，上述散热构件221可采用位于密封腔220壳体的外表面底部的散热齿，和/或位于密封腔壳体外表面侧面的散热齿。上述散热齿可以增加散热面积，提高机械活动臂的散热效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种机器人，包括具有密封腔的机械活动臂，所述密封腔内安装有发热元件，且所述密封腔的壳体上具有散热构件，其特征在于，所述密封腔内还设有用于将所述发热元件产生的热量通过热传导、热辐射和/或热对流的方式传递至所述散热构件的温度调节构件，所述温度调节构件设置在所述发热元件和所述散热构件的非连接位置处。

2.如权利要求1所述的机器人，其特征在于，当所述温度调节构件通过热传导将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

导热结构，所述导热结构包括吸热部、散热部以及热传导部，其中：所述吸热部与所述发热元件紧密贴合，所述散热部与所述密封腔的壳体内表面上与所述散热构件对应的区域紧密贴合；所述热传导部的一端连接到所述吸热部、另一端连接到所述散热部。

3.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述密封腔内还包括扎带，所述扎带用于固定所述吸热部和所述发热元件，使所述吸热部和所述发热元件紧密贴合。

4.如权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述吸热部上与所述发热元件相贴的面与所述发热元件的形状匹配，且所述吸热部与所述发热元件的接触位置处填充有导热材料；

所述散热部与所述密封腔的壳体内表面相贴的面与所述散热构件的形状相匹配，且所述散热部与所述密封腔的壳体内表面的接触位置处填充有导热材料。

5.如权利要求4所述的机器人，其特征在于，所述吸热部由第一铝块构成，所述散热部由第二铝块构成，所述热传导部采用热管，所述导热材料采用导热硅胶；

所述热管的一端通过第一铝块与所述发热元件的外表面紧密贴合，且所述第一铝块与所述发热元件外表面的接触位置处填充有导热硅胶；

所述热管的另一端通过第二铝块与所述密封腔的壳体内表面与所述散热构件对应的区域紧密贴合，且所述第二铝块与所述密封腔的壳体内表面的接触位置处填充有导热硅胶。

6.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，所述密封腔内包括具有热传导性能的固定板和具有热传导性能的支撑柱，其中：

所述支撑柱的底端固定在所述密封腔的壳体的内表面与所述散热构件对应的位置处，所述支撑柱的顶端与所述固定板固定连接，用于支撑所述固定板；

所述固定板上开设有发热元件安装孔，所述发热元件的一个端部固定在所述发热元件安装孔内，且所述发热元件的一个端部与所述固定板之间具有间隙，所述间隙内填充导热材料。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，当所述温度调节构件通过热辐射将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

设置在所述密封腔壳体内表面上的辐射散热涂层。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，所述辐射散热涂层覆盖所述密封腔的与所述散热构件的位置对应的内表面。

9.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述发热元件具有输出机构，所述发热元件工作时，所述输出机构按照给定转速转动，当所述温度调节构件通过热对流将所述发热元件产生的热量传递至所述散热构件时，所述温度调节构件包括：

设置在所述发热元件的输出机构末端的叶片，且所述叶片跟随所述输出机构转动，所述叶片由柔性材料制成。

10.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述散热构件包括位于所述密封腔壳体外表面底部的散热齿和/或位于所述密封腔壳体外表面侧面的散热齿。

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