一种机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。


背景技术：

2.机器人是一种集机械、电气、电子信息等领域的交叉性技术产品，其可以代替人类执行搬运、装配、上下料、码垛、焊接、喷涂等工作。这些机器人的主要组成至少包括机械本体、减速机、电机、驱动器和控制器，目前市场上常见机器人的控制器和驱动器是相互分立的，需要分别安装，且控制器一般需要通过单独的柜体安装于基座的外部，占用的空间大，耗用安装辅料多，信号传输连接复杂，难以满足窄小空间使用需求。此外，现有的机器人防护等级难以满足恶劣的工作环境的使用需求。
3.基于上述现状，有必要设计一种新的机器人。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种机器人，能够将不同部件区别安装于不同的腔室内，防护等级高，能够满足不同工作环境的使用需求。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种机器人，包括：
7.基座和机械臂，所述机械臂设置于所述基座上，所述基座内设有并排的前腔室和后腔室；
8.驱控一体板，用于控制所述机械臂运动，所述驱控一体板包括控制模块、驱动模块和基板，所述控制模块和所述驱动模块设置于所述基板上，所述控制模块电连接所述驱动模块。
9.作为优选，所述机器人还包括驱动机构，所述驱动机构与所述驱控一体板电连接，用于带动所述机械臂运动。
10.作为优选，所述驱控一体板和所述驱动机构中的一个设置于所述前腔室，所述驱控一体板和所述驱动机构中的另一个设置于所述后腔室中。
11.作为优选，所述机械臂包括第一臂体和第二臂体，所述第二臂体的一端与所述第一臂体的一端转动连接，所述第一臂体的另一端转动设置于所述基座上。
12.作为优选，所述第一臂体的另一端可拆卸地设置于所述基座上。
13.作为优选，所述第二臂体的一端可拆卸地设置于所述第一臂体上。
14.作为优选，所述驱控一体板的数量为多个，多个所述驱控一体板间隔层叠分布并依次级联连接，所述第一臂体和所述第二臂体分别由两个所述驱控一体板控制。
15.作为优选，所述驱动机构包括第一驱动组件，所述第一驱动组件安装于所述前腔室或所述后腔室内，用于带动所述第一臂体运动，所述第一驱动组件与所述第一臂体和相应的所述驱控一体板相连。
16.作为优选，所述驱动机构还包括第二驱动组件，用于带动所述第二臂体运动，所述
第二驱动组件与所述第二臂体和相应的所述驱控一体板相连。
17.作为优选，所述机械臂还包括花键丝杆轴，所述花键丝杆轴沿竖直方向滑动设置于所述第二臂体的远离所述第一臂体的一端，所述驱动机构还包括第三驱动组件，用于带动所述花键丝杆轴运动，所述第三驱动组件与所述花键丝杆轴和相应的所述驱控一体板相连。
18.作为优选，所述基座上设有接口组件，用于连接外部设备或电源。
19.作为优选，所述接口组件包括以太网接口，所述驱控一体板与所述以太网接口电连接，所述以太网接口用于实现多个所述机器人之间的信号传递。
20.作为优选，所述接口组件包括并行总线接口，所述驱控一体板与所述并行总线接口电连接。
21.作为优选，所述前腔室和所述后腔室通过连接通道连通。
22.作为优选，所述前腔室和/或所述后腔室中设有散热风扇，所述基座上开设有散热孔，由所述散热风扇吹出的风能够从所述散热孔流出。
23.作为优选，所述基座采用铸造工艺一体成型。
24.作为优选，所述基座的外壁和/或内壁上设置有第一散热片。
25.作为优选，所述机械臂设置于所述基座的上方或下方。
26.作为优选，所述驱控一体板设置于所述前腔室或所述后腔室内；或
27.所述基座的外壁安装有控制箱，所述驱控一体板设置于所述控制箱内；或
28.所述机器人还包括控制箱，所述控制箱与所述基座间隔设置，所述驱控一体板设置于所述控制箱内。
29.本实用新型还提供一种机器人，包括：
30.基座和机械臂，所述机械臂设置于所述基座上，所述基座内设有并排的前腔室和后腔室；
31.驱控一体板，包括驱动板和控制板，所述驱动板和所述控制板电连接，用于控制所述机械臂运动。
32.本实用新型的有益效果：
33.本实施例提供一种机器人，包括基座、机械臂和驱控一体板，机械臂设置于基座上，基座内设有并排的前腔室和后腔室；驱控一体板用于控制机械臂运动。该机器人能够节省安装空间，满足窄小空间的使用需求，还避免了复杂布局布线，安装及搬运简单快捷；此外，通过设置前腔室和后腔室，能够对基座的内部空间进行隔离，将不同部件区别安装于不同的腔室内，防护等级高，能够满足不同工作环境的使用需求。
附图说明
34.图1为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图；
35.图2为本实用新型实施例提供的基座的剖面图；
36.图3为本实用新型实施例提供的驱控一体板的第一种结构示意图；
37.图4为本实用新型实施例提供的第一种连接座和第一种驱控一体板的结构示意图；
38.图5为本实用新型实施例提供的驱控一体板的第二种结构示意图；
39.图6为本实用新型实施例提供的第二种连接座、连接板和第一种驱控一体板的结构示意图；
40.图7为本实用新型实施例提供的驱控一体板的第三种结构示意图。
41.图1至图7中：
42.1、基座；11、前腔室；12、后腔室；
43.2、机械臂；21、第一臂体；22、第二臂体；23、花键丝杆轴；
44.3、驱控一体板；31、控制模块；311、第一控制部分；312、第二控制部分；32、驱动模块；33、基板；34、第一通讯模块；35、控制板；36、驱动板；
45.4、连接座；41、第一级联插口；42、第二级联插口；
46.5、连接板；51、第三控制部分；52、安装板；53、第二通讯模块。
具体实施方式
47.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
48.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
51.实施例一
52.如图1
‑
图3所示，本实施例提供了一种机器人，其包括基座1、机械臂2和驱控一体板3，其中机械臂2设置于基座1上，基座1内设有并排的前腔室11和后腔室12；驱控一体板3用于控制机械臂2运动，驱控一体板3包括控制模块31、驱动模块32和基板33，控制模块31和驱动模块32设置于基板33上，控制模块31电连接驱动模块32。该机器人能够节省安装空间，满足窄小空间的使用需求，还避免了复杂布局布线，安装及搬运简单快捷；通过设置前腔室11和后腔室12，能够对基座1的内部空间进行隔离，将不同部件区别安装于不同的腔室内，从而提高基座1的防护等级，能够满足机器人在恶劣的工作环境下的使用需求，适用范围广。此外，前腔室11和后腔室12并排设置，还能够避免基座1的高度过高，减少基座1在竖直方向上安装所需的空间，并降低机器人的重心，提高提高机器人的刚性，进而有效提高机械
臂2的作业效率、稳定性和精度。在本实施例中，机器人的种类为scara机器人，当然机器人的种类不限于此，还可以为其他种类的机器人，如六轴机器人等。
53.可选地，该机器人还包括驱动机构，驱动机构与驱控一体板3电连接，用于带动机械臂2运动。具体地，驱控一体板3和驱动机构中的一个设置于前腔室11，驱控一体板3和驱动机构中的另一个设置于后腔室12中，能够避免驱控一体板3和驱动机构在机器人工作的过程中相互干扰。当然，驱控一体板3和驱动机构的设置方式不限于此，在其他实施例中，驱控一体板3和驱动机构也可以设置于同一腔室中，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
54.具体地，机械臂2包括第一臂体21和第二臂体22，第二臂体22的一端与第一臂体21的一端转动连接，第一臂体21的另一端转动设置于基座1上。优选地，第一臂体21的另一端可拆卸地设置于基座1上，能够根据实际需要更换第一臂体21以调整臂展，扩大机器人的适用范围。进一步地，第二臂体22的一端可拆卸地设置于第一臂体21上，以进一步增加机器人臂展的调整范围。
55.为了分别对第一臂体21和第二臂体22进行控制，驱控一体板3的数量为多个，多个驱控一体板3间隔层叠分布并依次级联连接，第一臂体21和第二臂体22分别由两个驱控一体板3控制，这种层叠布局方式能够使驱控一体系统更加紧凑，有利于将全部臂体对应的驱控结构集中布局，进而提高后期维护的便捷性。当然，在其他实施例中，也可以是一个驱控一体板3控制多个臂体，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
56.可选地，该机器人还包括驱动机构，驱动机构与驱控一体板3电连接，用于带动机械臂2运动。
57.具体地，驱动机构包括第一驱动组件，第一驱动组件安装于前腔室11或后腔室12内，用于带动第一臂体21运动，第一驱动组件与第一臂体21和相应的驱控一体板3相连。在本实施例中，多个驱控一体板3均设置于后腔室12中，第一驱动组件设置于前腔室11中，前腔室11靠近第一臂体21的壁体上开设有安装孔，第一驱动组件的输出端穿过安装孔并与第一臂体21相连。多个驱控一体板3均设置于后腔室12中，无需额外设置控制柜，可以节省安装空间，使机器人的结构紧凑，方便机器人的移动；将驱控一体板3和第一驱动组件分别设置于前腔室11和后腔室12中，能够对驱控一体板3和第一驱动组件进行隔离，有利于提高基座1的防护等级，且使第一驱动组件和驱控一体板3均有相对充足的放置空间，进而降低其设计难度、安装维护难度，提高机器人的散热能力。
58.具体而言，本实施例中第一驱动组件包括第一驱动电机、第一减速组件和第一法兰，第一驱动电机分别与相应的驱控一体板3和第一减速组件的输入端相连，第一减速组件的输出端与第一臂体21相连；第一法兰可拆卸地安装于安装孔处并能够将前腔室11封闭，第一驱动电机和第一减速组件均安装于第一法兰上。
59.可选地，驱动机构还包括第二驱动组件，用于带动第二臂体22运动，第二驱动组件与第二臂体22和相应的驱控一体板3相连。示例性地，第二臂体22上设有保护罩，保护罩和第二臂体22围设形成安装腔，第二驱动组件设置于安装腔内且第二驱动组件的输出端与第二臂体22相连，以驱动第二臂体22相对第一臂体21转动。具体而言，第二驱动组件包括第二驱动电机和第二减速组件，第二驱动电机分别与相应的驱控一体板3和第二减速组件的输入端相连，第二减速组件的输出端与第二臂体22相连。由于本实施例中第二驱动电机对应
的驱控一体板3设置于后腔室12内，该机器人还包括波纹管，波纹管分别与后腔室12和安装腔相连通，波纹管内部穿设有导线，从而实现第二驱动电机与相应的驱控一体板3的电连接。
60.此外，机械臂2还包括花键丝杆轴23，花键丝杆轴23沿竖直方向滑动设置于第二臂体22的远离第一臂体21的一端，驱动机构还包括第三驱动组件，用于带动花键丝杆轴23运动，第三驱动组件与花键丝杆轴23和相应的驱控一体板3相连。在本实施例中，花键丝杆轴223能相对第二臂体22上下滑动，还能相对第二臂体22转动。为了对花键丝杆轴23的运动进行控制，第三驱动组件包括旋转驱动结构和竖直驱动结构，旋转驱动结构分别与相应的驱控一体板3和花键丝杆轴23相连，以驱动花键丝杆轴23相对第二臂体22转动；竖直驱动结构分别与相应的驱控一体板3和花键丝杆轴23相连，以驱动花键丝杆轴23沿竖直方向上下移动。需要说明的是，竖直驱动结构和旋转驱动结构可以由一个驱控一体板3控制，也可以分别由两个驱控一体板3控制，可以根据实际情况进行设置，本实施例对此不做限制。
61.示例性地，驱动机构是采用压电陶瓷制成的驱动器件，压电陶瓷制成的驱动器件具有位移分辨率高，体积小，响应快，输出力大且发热少的优点，能够使机器人结构紧凑、精度高且有利于机器人的散热。
62.可选地，如图4所示，该机器人还包括连接座4，连接座4上包括多个供驱控一体板3插接的第一级联插口41，全部第一级联插口41间隔分布且依次级联连接。通过设置具有第一级联插口41的连接座4，一方面能够提高驱控一体板3的安装可靠性，另一方面能够方便驱控一体板3与连接座4的快速拆装，进而提高不同驱控一体板3组合使用的便捷性和灵活性。
63.为了实现多个驱控一体板3之间的信号传递以及机器人与外部设备的信号传递，任意一个驱控一体板3均能够作为主控板，用于控制全部驱控一体板3的信号，主控板可以通过有线或无线的方式与外部设备相连。可以理解的是，由于多个驱控一体板3是依次级联连接的，其他驱控一体板3均能够与主控板信号连接，并通过主控板实现与外部设备的连接。
64.在本实施例中，基座1上还设有接口组件，用于连接外部设备或电源，主控板与接口组件电连接，从而实现与外部设备的信号连接。主控板与外部设备信号连接的方式不限于此，还可以为无线连接，可以根据实际需要进行设置。具体地，接口组件包括以太网接口和/或并行总线接口，主控板与以太网接口和/或并行总线接口电连接，以实现多个机器人之间的信号传递或机器人与外部设备之间的信号连接。当然，接口的类型不限于此，可以根据实际需要进行设置。
65.可选地，前腔室11和后腔室12通过连接通道连通，以方便机器人的走线，同时还能使空气在前腔室11和后腔室12内流动，有利于散热。
66.为了提高机器人的散热能力，前腔室11或后腔室12中设有散热风扇，基座1上开设有散热孔，由散热风扇吹出的风能够从散热孔流出。具体而言，散热风扇包括第一散热风扇和第二散热风扇，第一散热风扇的出风口正对驱控一体板3，用于加速使驱控一体板3的热量扩散；第二散热风扇的出风口正对散热孔，以使基座1内的热量加速排放至基座1的外部。可以理解的是，由于前腔室11和后腔室12是连通的，热量在整个基座1中扩散，并通过基座1的壁体或散热孔向外部散热。在本实施例中，散热孔的数量为两个，两个散热孔相对设置于
基座1的两侧，每个散热孔均对应一个第二散热风扇。当然，第一散热风扇和第二散热风扇的数量和设置不限于此，可以根据实际散热需要进行设置，本实施例对此不做限制。
67.类似地，驱动机构处也可以设有第三散热风扇，以进一步加速将驱动机构产生的热量排出。具体而言，每个驱动组件处均可以设有第三散热风扇，第三散热风扇的出风口正对相应的驱动组件。此外，保护罩的罩体上也可以设有散热孔，每个散热孔对应设有第二散热风扇，以提高保护罩的罩体的散热能力。
68.优选地，本实施例中基座1采用铸造工艺一体成型，能够提高机器人的防护等级，使机器人能够适应严酷的工作环境，还能节省成本。
69.可选地，前腔室11和/或后腔室12内还设有多个导线固定结构，多个导线固定结构沿竖直方向间隔设置，以实现分层布线，提高布线空间利用率，便于维护和查找故障，且有利于导线的散热。
70.此外，前腔室11和/或后腔室12内还可以设有分线夹，以分别固定多个导线和/或实现多个导线之间的电连接。其中，分线夹为现有技术，本实施例对此不做多余描述。
71.在本实施例中，机械臂2转动设置在基座1的上方，基座1的下部设置有凸延以方便机器人的安装。进一步地，为了减小机器人在平面内安装所需空间，基座1的横截面积由上至下逐渐减小。
72.实施例二
73.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于多个驱控一体板3之间以及机器人与外部设备之间的信号连接方式。
74.如图5所示，在本实施例中，驱控一体板3还包括设于基板33上的第一通讯模块34，第一通讯模块34电连接控制模块31和/或驱动模块32，每个驱控一体板3均能够通过第一通讯模块34实现与其他驱控一体板3或外部设备的信号连接。
75.具体而言，控制模块31包括第一控制部分311和第二控制部分312，第一控制部分311和第一通讯模块34设于基板33的第一面，第二控制部分312和驱动模块32设于基板33的第二面。当然，第一通讯模块34与控制模块31和/或驱动模块32的连接方式不限于此，还可以为其他连接方式，本实施例对此不做限制。可以理解的是，由于多个驱控一体板3是依次级联连接的，每个驱控一体板3均能够通过对应的第一通讯模块34与其他驱控一体板3信号连接。
76.示例性地，每个第一通讯模块34均与网络连接，从而实现每个第一通讯模块34与外部设备的信号连接。其中，信号连接的方式可以为有线或无线，可以根据实际需要进行设置。当然，每个驱控一体板3与网络连接的方式不限于此，也可以不设置第一通讯模块34而直接与云端控制器连接，由云端控制器控制全部驱控一体板3的信号并与外部的设备信号连接，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
77.实施例三
78.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于多个驱控一体板3之间以及机器人与外部设备之间的信号连接方式。
79.如图6所示，在本实施例中，该机器人包括与驱控一体板3间隔层叠布置的连接板5，连接板5用于控制全部驱控一体板3的信号并与外部的设备信号连接。
80.具体地，连接板5包括第三控制部分51和安装板52，第三控制部分51设于安装板52
上，用于控制全部驱控一体板3的信号，驱控一体板3依次级联连接后与第三控制部分51电连接。为了实现机器人与外部设备的信号连接，连接板5还包括第二通讯模块53，第二通讯模块53设于安装板52上，第三控制部分51电连接第二通讯模块53和驱控一体板3，第二通讯模块53与网络连接，以实现与外部设备的信号连接。其中，第二通讯模块53可以通过有线或无线的方式与外部设备信号连接。
81.在本实施例中，连接座4还包括一个供连接板5插接的第二级联插口42，第二级联插口42与至少一个第一级联插口41电连接，一方面能提高驱控一体板3的安装可靠性，另一方面能方便驱控一体板3、连接板5和连接座4的快速拆装，提高不同驱控一体板3组合使用的便捷性和灵活性。
82.实施例四
83.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于驱控一体板3的安装位置。
84.在本实施例中，该机器人还包括控制箱，控制箱设置于基座1的外壁，驱控一体板3设置于控制箱内。控制箱的设置增加了机器人内部的安装空间，使得机器人散热性好，方便机器人的维护，同时能够提高机器人的防护等级，使得机器人能够在恶劣的工作环境和高负载高频率的条件下工作。当然，在其他实施例中，控制箱也可以与基座1间隔设置，本实施例对此不做限制。
85.实施例五
86.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于驱控一体板3的结构。
87.如图7所示，在本实施例中，驱控一体板3包括驱动板36和控制板35，驱动板36和控制板35电连接，用于控制机械臂2运动。
88.进一步地，为了对机械臂2的多个臂体进行控制，驱控一体板3的数量为两个以上，多个驱控一体板3的连接方式、多个驱控一体板3之间的信号连接以及机器人和外部设备的信号连接方式与实施例一、实施例二或实施例三相同，此处不做多余描述。
89.示例性地，驱动板36与控制板35采用菊花式连接，其能够提供集中管理的扩展端口，可以利用有限的信号传输线连接多台设备，共享同一服务，而且不存在总线竞争和阻塞等问题。菊花式连接为现有技术，此处不做多余描述。
90.实施例六
91.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于散热结构的不同。
92.在本实施例中，基座1的外壁和/或内壁设有第一散热片，以增强基座1的散热能力。
93.具体而言，第一散热片包括多个翅片，多个翅片间隔设置，以增大散热表面积，提高第一散热片的散热能力。进一步地，由于驱控一体板3是机器人主要的热源之一，将驱控一体板3靠近第一散热片设置，能够使热量加速由第一散热片向基座1外部扩散。此外，驱控一体板3还可以通过第一导热件与基座1的内壁或第一散热片相连，以加速将热量排出基座1。示例性地，第一导热件为导热硅胶或导热涂层。
94.类似地，驱动机构处也可以设有第二散热片，以加速将驱动机构产生的热量排出。具体而言，每个驱动组件处均可以设有第二散热片，以加速将热量排出基座1；进一步地，每个驱动组件还可以通过第二导热件与基座1的壁体、保护罩的罩体或相应的第二散热片相连，以加速热量的排出，提高机器人的散热能力。与第一导热件类似，第二导热件可以为导
热硅胶或导热涂层。
95.当然，在本实施例中，驱控一体板3处也可以设有第一散热风扇，第一散热风扇的出风口与驱控一体板3正对，第一散热风扇和第一散热片共同作用以提高机器人的散热能力；基座1或保护罩上也可以设有多个散热孔，每个散热孔均对应一个第二散热风扇，以使基座1或保护罩内的热量加速排放至基座1的外部；每个驱动组件处还可以设置有第三散热风扇，第三散热风扇的出风口与相应的驱动组件正对，第三散热风扇能够和第二散热片共同作用提高机器人的散热能力，可以根据实际散热需要进行设置，本实施例对此不做限制。
96.实施例七
97.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于机械臂2设置位置的不同。
98.本实施例中，机械臂2转动设置于基座1的下方，能够使机器人的结构进一步紧凑，减小机器人在竖直方向上所需的安装空间；基座1的上部设置有凸延，凸延用于将机器人安装于其他设备上。进一步地，基座1的横截面积由下至上逐渐减小，可以减小机器人在平面内安装所需的空间。当然，凸延的设置不限于此，在其他实施例中，凸延还可以设置于基座1的侧部，以使机器人通过基座1侧部安装于其他设备上，可以根据机器人的实际应用灵活地设计，本实施例对此不做限制。
99.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
100.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
101.此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。