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，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，且信号传输连接复杂，难以满足窄小空间使用需求。此外，由于机器人往往内部结构复杂，减速机、电机、驱动器和控制器均能够发热，产生的热量在机器人内部积累，使得机器人内部温度高，严重影响机器人的工作。
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，能够节省安装空间，同时散热能力好。
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，所述基座内设置有容纳腔，所述基座的水平方向的一端设置有与所述容纳腔相连通的开口，所述开口处设置有用于封闭所述容纳腔的背板，所述背板的外侧设有第一散热片；
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，所述第一散热片包括多个翅片，多个所述翅片沿竖直方向或沿水平方向间隔设置于所述背板上。
10.作为优选，所述容纳腔内还设有第二散热片。
11.作为优选，所述第二散热片设置于所述背板的内侧。
12.作为优选，所述驱控一体板通过第一导热件与所述第二散热片相连。
13.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。
14.作为优选，所述驱动机构部分设置于所述基座内，且设置于所述基座内的部分通过第二导热件与所述基座的内壁相连。
15.作为优选，所述机械臂包括第一臂体组件和第二臂体组件，所述第二臂体组件的一端与所述第一臂体组件的一端转动连接，所述第一臂体组件的另一端转动设置于所述基座上。
16.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，所述第一臂体组件和所述第二臂体组件分别由至少一个所述驱控一体板控制。
17.作为优选，所述驱动机构包括第一驱动组件，用于带动所述第一臂体组件相对所述基座转动，所述第一驱动组件与所述第一臂体组件和相应的所述驱控一体板相连。
18.作为优选，所述第一臂体组件包括：
19.第一连接件，转动设置于所述基座上，所述第一驱动组件的输出端与所述第一连接件相连，以驱动所述第一连接件相对所述基座转动；
20.第一臂本体，所述第一臂本体的两端分别转动连接于所述第一连接件远离所述基座的一端和所述第二臂体组件。
21.作为优选，所述驱动机构还包括第二驱动组件，设置于所述第一连接件上，所述第二驱动组件的输出端与所述第一臂本体相连接，以驱动所述第一臂本体相对所述第一连接件转动，所述第二驱动组件还与相应的所述驱控一体板相连，所述第一臂本体的旋转轴线和所述第一连接件的旋转轴线相垂直。
22.作为优选，所述容纳腔内还设有散热风扇，用于驱动所述容纳腔内的空气流动。
23.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。
24.作为优选，所述机器人还包括底板，所述底板和所述背板呈l型设置且所述底板位于所述容纳腔内，所述驱控一体板、电源组件和通讯组件的部分设置于所述背板上，其余部分设置于所述底板上。
25.作为优选，所述驱控一体板设置于所述容纳腔内；或
26.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
27.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。
28.本实用新型还提出一种机器人，包括：
29.基座和机械臂，所述机械臂设置于所述基座上，所述基座内设置有容纳腔，所述基座的水平方向的一端设置有与所述容纳腔相连通的开口，所述开口处设置有用于封闭所述容纳腔的背板，所述背板的外侧设有第一散热片；
30.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。
31.本实用新型的有益效果：
32.本实用新型提出的机器人，包括基座、机械臂和驱控一体板，机械臂设置于基座上，基座内设置有容纳腔，基座的水平方向的一端设置有与容纳腔相连通的开口，开口处设置有用于封闭容纳腔的背板，背板的外侧设有第一散热片；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，第一散热片的设置能够增强基座壁体的散热能力，防止机器人内部温度过高影响机器人的正常工作。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图；
34.图2为本实用新型实施例提供的基座的剖面图；
35.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；
36.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；
37.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；
38.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；
39.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。
40.图1至图7中：
41.1、基座；11、背板；111、第一散热片；12、底板；
42.2、机械臂；21、第一臂体组件；211、第一连接件；212、第一臂本体；22、第二臂体组件；221、第二连接件；222、第二臂本体；
43.3、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；
44.4、连接座；41、第一级联插口；42、第二级联插口；
45.5、连接板；51、第三控制部分；52、安装板；53、第二通讯模块；
46.6、散热风扇。
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内设置有容纳腔，基座1的水平方向的一端设置有与容纳腔相连通的开口，开口处设置有用于封闭容纳腔的背板11，背板11的外侧设有第一
散热片111；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；此外，第一散热片111的设置能够增强基座1壁体的散热能力，防止机器人内部温度过高影响机器人的正常工作。在本实施例中，机器人的种类为工业六轴机器人，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scara机器人等。
53.可选地，第一散热片111包括多个翅片，多个翅片沿竖直方向或沿水平方向间隔设置于背板11上，多个翅片的设置能够增大散热表面积，提高第一散热片111的散热能力。
54.为了进一步提高基座1的散热效果，容纳腔内还设有第二散热片，类似于第一散热片111的结构，第二散热片也可以包括多个翅片，以增大第二散热片的散热表面积，加速容纳腔内的热量由第二散热片和基座1的臂体排出。
55.进一步地，第二散热片设置于背板11的内侧，使得容纳腔内的热量能够依次由第二散热片、基座1的壁体和第一散热片111排出，散热效果好。
56.在本实施例中，驱控一体板3位于容纳腔中且靠近第二散热片设置，有利于热量直接由第二散热片排出。由于驱控一体板3是机器人主要的热源之一，驱控一体板3靠近第二散热片设置能够加速将驱控一体板3产生的热量排出基座1，避免热量在基座1内累积影响机器人的正常工作。优选地，驱控一体板3通过第一导热件与第二散热片相连，导热效果好，能够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。
57.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，驱动机构部分设置于基座1内，且设置于基座1内的部分通过第二导热件与基座1的内壁相连。由于驱动机构也是机器人主要的热源之一，第二导热件的设置能够加速将驱动机构产生的热量排出基座1外。与第一导热件类似，第二导热件也可以为导热硅胶或导热涂层。
58.具体地，机械臂2包括第一臂体组件21和第二臂体组件22，第二臂体组件22的一端与第一臂体组件21的一端转动连接，第一臂体组件21的另一端转动设置于基座1上。优选地，第一臂体组件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组件21以调整臂展，扩大机器人的适用范围。进一步地，第二臂体组件22的一端可拆卸地设置于第一臂体组件21上，以进一步增加机器人臂展的调整范围。
59.优选地，机器人还包括设置于基座1上的限位组件，以限制第一臂体组件21的转动范围，进而保证机器人的运行安全。具体而言，限位组件包括固定限位块和两个活动限位块，固定限位块设置于基座上，两个活动限位块沿第一臂体组件21的周向间隔设置，两个活动限位块能够分别抵接于固定限位块的两侧以对第一臂体组件21进行限位。进一步地，两个活动限位块在第一臂体组件21周向上的位置可调，以调整第一臂体组件21的转动范围，从而扩大机器人的适用范围。
60.为了分别对第一臂体组件21和第二臂体组件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，第一臂体组件21和第二臂体组件22分别由至少一个驱控一体板3控制。这种层叠布局方式能够使驱控一体系统更加紧凑，有利于将全部臂体组件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控制多个臂体组件，可以根据实际需要进行设置，本实
施例对此不做限制。
61.在本实施例中，驱动机构包括第一驱动组件，用于带动第一臂体组件21相对基座1转动，第一驱动组件与第一臂体组件21和相应的驱控一体板3相连。
62.具体地，第一臂体组件21包括第一连接件211和第一臂本体212，其中第一连接件211转动设置于基座1上，第一驱动组件的输出端与第一连接件211相连，以驱动第一连接件211相对基座1转动；第一臂本体212的两端分别转动连接于第一连接件211远离基座1的一端和第二臂体组件22。进一步地，驱动机构还包括第二驱动组件，设置于第一连接件211上，第二驱动组件的输出端与第一臂本体212相连接，以驱动第一臂本体212相对第一连接件211转动，第二驱动组件还与相应的驱控一体板3相连，第一臂本体212的旋转轴线和第一连接件211的旋转轴线相垂直。可以理解的是，第一驱动组件和第二驱动组件可以分别由两个驱控一体板3控制，也可以同时由一个驱控一体板3控制，可以根据实际需要进行设置。此外，由于与第二驱动组件对应的驱控一体板3设置于容纳腔内，该机器人还可以包括波纹管，波纹管内部穿设有导线，从而实现第二驱动组件与相应的驱控一体板3的电连接。当然，第二驱动组件与相应的驱控一体板3的连接方式不限于此，在其他实施例中，导线也可以依次穿设于第一连接件211和基座1中以实现第二驱动组件与相应的驱控一体板3的电连接，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
63.与第一臂体组件21的设置类似，为了驱动第二臂体组件22相对第一臂体组件21转动，驱动机构包括第三驱动组件，用于带动第二臂体组件22相对第一臂体组件21转动，第三驱动组件与第二臂体组件22和相应的驱控一体板3相连。
64.具体地，第二臂体组件22包括第二连接件221和第二臂本体222，第二连接件221转动设置于第一臂体组件21远离基座1的一端，第三驱动组件的输出端与第二连接件221相连，以驱动第二连接件221相对第一臂体组件21转动；第二臂本体222的一端转动连接于第二连接件221远离第一臂体组件21的一端。进一步地，驱动机构还包括第四驱动组件，设置于第二连接件221上，第四驱动组件的输出端与第二臂本体222相连，以驱动第二臂本体222相对第二连接件221转动，第四驱动组件还与相应的驱控一体板3相连，第二臂本体222的旋转轴线和第二连接件221的旋转轴线相垂直。
65.此外，该机器人还可以包括末端执行器和第五驱动组件，末端执行器设置于第二臂体组件22远离第一臂体组件21的一端，并能够相对第二臂体组件22转动。第五驱动组件分别与末端执行器和相应的驱控一体板3相连，本实施例对此不做多余描述。
66.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。
67.此外，为了提高第一臂体组件21和第二臂体组件22的散热能力，第一连接件211、第一臂本体212、第二连接件221和第二臂本体222上均可以设有第三散热片，以防止机器人局部温度过高进而影响机器人的正常工作。
68.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。
69.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。
70.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。
71.优选地，该机器人还包括底板12，底板12和背板11呈l型设置且底板12位于容纳腔内，驱控一体板3、电源组件和通讯组件的部分设置于背板11上，其余部分设置于底板12上，方便驱控一体板3、电源组件和/或通讯组件的装配和维修。在对驱控一体板3、电源组件和通讯组件进行装配或维修时，无需在基座1狭小的空间中进行操作，可以直接将底板12和背板11拉出再进行装配或维修，操作方便。此外，底板12和背板11还可以用于装配其他模块，如浪涌模块、滤波器、抱闸模块等。其中，底板12和背板11可以一体成型，也可以分别成型后装配到一起，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
72.可选地，基座1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。
73.此外，基座1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。
74.实施例二
75.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。
76.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。
77.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。
78.可以理解的是，由于多个驱控一体板3是依次级联连接的，每个驱控一体板均3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。
79.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。
80.实施例三
81.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。
82.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。
83.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。
84.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。
85.实施例四
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的安装位置。
87.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的外壁上，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，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。
88.进一步地，控制箱的外壁上还可以设有第一散热片111，控制箱内设有第二散热片，以加速控制箱内部与外部的热量传递，避免温度过高对机器人的工作造成影响。优选地，驱控一体板3通过第一导热件与第二散热片相连，第二散热片靠近第一散热片111设置，使得驱控一体板3产生的热量由第一导热件、第二导热件、控制箱壁体和第一导热件快速排出，散热效果好。
89.实施例五
90.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。
91.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。
92.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。
93.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。
94.实施例六
95.本实施例提供一种机器人，其与实施例一的区别在于，该机器人的容纳腔中还设有散热风扇6，其能够驱动容纳腔内的空气流动，进一步提高机器人的散热能力。
96.可选地，基座1上还开设有散热孔，由散热风扇6吹出的风能够从散热孔流出。具体地，散热风扇6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。
97.类似地，驱动机构处还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，第一连接件211、第一臂本体212、第二连接件221和第二臂本体222上也可以设有散热孔，每个散热孔还可以对应设有第二散热风扇，以提高臂体组件的散热能力，避免机器人局部的热量积累从而影响机器人的正常工作。
98.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。
99.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。
100.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。