一种高功率型机器人散热关节的制作方法

1.本技术涉及关节散热技术领域，具体而言，涉及一种高功率型机器人散热关节。


背景技术：

2.协作机器人一体化关节，具有集成度高，结构紧凑，功率密度高大的特点。内部传动部分主要集成了伺服驱动、电机、减速机等驱动设备，其结构上又包含关节外壳、闷盖及其它各种零件。其中伺服驱动负责控制电机运动，通过减速机执行机器人动作。
3.在一体化关节里伺服驱动功率密度非常高，且空间体积受限，往往需要在紧凑的空间中实现整个伺服控制和驱动板的集成。而不同关节的功率不一样，往往在功率超过2kw，而采用低压直流48v供电时，电感有效电流高达40a以上，随之产生的热损耗非常高，发热部件包含定子、减速机、伺服驱动板等，尤其是驱动板上的功率mos场效应晶体管发热量很大，在这种紧凑的空间内对其进行合理的散热结构设计尤为关键，直接影响到关节的动力性能。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种高功率型机器人散热关节，其旨在改善相关技术中机器人关节散热较差的问题。
5.本技术实施例提供了一种高功率型机器人散热关节，该高功率型机器人散热关节包括壳体、功率驱动板和控制板。壳体具有第一安装面和第二安装面，第一安装面和第二安装面存在高度差。功率驱动板位于壳体内并安装于第一安装面。控制板位于壳体内并安装于第二安装面，功率驱动板与控制板电连接。
6.在上述技术方案中，该高功率型机器人散热关节通过将发热量较大的功率元件设置于功率驱动板，将发热量较小的控制电路设置于控制板，并将功率驱动板和控制板分开设置于第一安装面和第二安装面，分别向壳体进行热传导，具有良好的散热效果。
7.作为本技术实施例的一种可选技术方案，壳体还具有连接面，第一安装面与第二安装面通过连接面连接。在垂直于连接面的方向上，第一安装面和第二安装面分别位于连接面的两侧。
8.在上述技术方案中，第一安装面和第二安装面分别位于连接面的左右两侧，这样，功率驱动板和控制板可以尽量与壳体贴合，通过壳体传导热量，提升散热效果。
9.作为本技术实施例的一种可选技术方案，第一安装面与第二安装面平行。
10.在上述技术方案中，将第一安装面和第二安装面平行设置，便于安装功率驱动板和控制板。
11.作为本技术实施例的一种可选技术方案，壳体包括壳本体和盖体，盖体盖合于壳本体的一端。盖体的内表面形成有第一安装面和第二安装面，功率驱动板和控制板位于盖体内。
12.在上述技术方案中，将功率驱动板和控制板设置在盖体内，减小对壳本体的空间
占用，便于在壳本体内安装电机、减速机等结构。
13.作为本技术实施例的一种可选技术方案，盖体包括板体和围设于板体的围体，围体与壳本体连接，第一安装面和第二安装面形成于板体。
14.在上述技术方案中，将功率驱动板和控制板安装于板体上，稳定性更好。
15.作为本技术实施例的一种可选技术方案，功率驱动板的靠近第一安装面的一侧设有导热层，导热层用于与第一安装面接触。
16.在上述技术方案中，通过设置导热层，传递热量，提升散热效果。
17.作为本技术实施例的一种可选技术方案，功率驱动板包括铝基板和功率元件，功率元件安装于铝基板，铝基板安装于第一安装面。
18.在上述技术方案中，铝是热的良导体，功率驱动板的热量较大，采用铝基板传热，可以快速散热。
19.作为本技术实施例的一种可选技术方案，铝基板的靠近第一安装面的一侧设有导热层，导热层用于与第一安装面接触。
20.在上述技术方案中，通过在铝基板上设置导热层，便于将功率元件产生的热量传递至壳体，提升散热效果。
21.作为本技术实施例的一种可选技术方案，功率驱动板包括第一基板和功率元件，功率元件安装于第一基板，第一基板安装于第一安装面，第一基板的边缘轮廓与第一安装面的边缘轮廓相匹配。
22.在上述技术方案中，通过使第一基板的边缘轮廓与第一安装面的边缘轮廓相匹配，便于对功率驱动板进行安装，同时减小对空间的占用。
23.作为本技术实施例的一种可选技术方案，第一安装面的高度高于第二安装面的高度。
24.在上述技术方案中，将第一安装面的高度设置为高于第二安装面的高度，便于散热。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
26.图1为本技术实施例提供的高功率型机器人散热关节的爆炸图；
27.图2为本技术实施例提供的盖体的结构示意图；
28.图3为本技术实施例提供的功率驱动板的结构示意图。
29.图标：110
‑
壳本体；120
‑
盖体；121
‑
板体；1211
‑
第一安装面；1212
‑
第二安装面；1213
‑
连接面；122
‑
围体；200
‑
功率驱动板；210
‑
铝基板；220
‑
功率元件；300
‑
控制板。
具体实施方式
30.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。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，都属于本技术保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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技术的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
36.实施例
37.请参照图1，配合参照图2，本实施例提供了一种高功率型机器人散热关节，该高功率型机器人散热关节包括壳体、功率驱动板200和控制板300。壳体具有第一安装面1211和第二安装面1212，第一安装面1211和第二安装面1212存在高度差。功率驱动板200位于壳体内并安装于第一安装面1211。控制板300位于壳体内并安装于第二安装面1212，功率驱动板200与控制板300电连接。该高功率型机器人散热关节通过将发热量较大的功率元件220设置于功率驱动板200，将发热量较小的控制电路设置于控制板300，并将功率驱动板200和控制板300分开设置于第一安装面1211和第二安装面1212，分别向壳体进行热传导，具有良好的散热效果。
38.在一些实施例中，壳体还具有连接面1213，第一安装面1211与第二安装面1212通过连接面1213连接。在垂直于连接面1213的方向上，第一安装面1211和第二安装面1212分别位于连接面1213的两侧。请参照图1，配合参照图2，在图1中，第一安装面1211和第二安装面1212分别位于连接面1213的左右两侧。在图2中，第一安装面1211和第二安装面1212分别位于连接面1213的前后两侧。当然，这里的“左右”和“前后”是根据图1和图2中的具体摆放位置来说明的，当摆放位置发生变化时，第一安装面1211和第二安装面1212位于连接面1213的哪两个侧面会相应变化。
39.在一些实施例中，第一安装面1211与第二安装面1212平行，连接面1213垂直于第一安装面1211和第二安装面1212。将第一安装面1211和第二安装面1212平行设置，便于安装功率驱动板200和控制板300。在另一些实施例中，第一安装面1211与第二安装面1212平
行，连接面1213与第一安装面1211和第二安装面1212均呈锐角。在又一些实施例中，第一安装面1211与第二安装面1212不平行，连接面1213与第一安装面1211和第二安装面1212均呈锐角。
40.在一些实施例中，壳体包括壳本体110和盖体120，盖体120盖合于壳本体110的一端。盖体120的内表面形成有第一安装面1211和第二安装面1212，功率驱动板200和控制板300位于盖体120内。将功率驱动板200和控制板300设置在盖体120内，减小对壳本体110的空间占用，便于在壳本体110内安装电机、减速机等结构。当然，在另一些实施例中，第一安装面1211和第二安装面1212也可以设置于壳本体110的内壁上。
41.请参照图1，配合参照图2，在一些实施例中，盖体120包括板体121和围设于板体121的围体122，围体122与壳本体110连接，第一安装面1211和第二安装面1212形成于板体121。将功率驱动板200和控制板300安装于板体121上，稳定性更好。可选地，第一安装面1211的高度高于第二安装面1212的高度。将第一安装面1211的高度设置为高于第二安装面1212的高度，便于散热。在另一些实施例中，第一安装面1211和第二安装面1212也可以设置于围体122的内壁上。
42.请参照图3，在一些实施例中，功率驱动板200包括第一基板和功率元件220，功率元件220安装于第一基板，第一基板安装于第一安装面1211。第一基板的边缘轮廓与第一安装面1211的边缘轮廓相匹配。通过使第一基板的边缘轮廓与第一安装面1211的边缘轮廓相匹配，便于对功率驱动板200进行安装，同时减小对空间的占用。可选地，第一基板为铝基板210。铝是热的良导体，功率驱动板200的热量较大，采用铝基板210传热，可以快速散热。另外，为了进一步增强散热效果，铝基板210的靠近第一安装面1211的一侧设有导热层，导热层用于与第一安装面1211接触。
43.功率驱动板200上还具有电源线，电源线用于与电源连接，以为功率驱动板200和控制板300供电。
44.控制板300为单层或多层pcb板(printed circuit board，印刷电路板)，控制板300上设置有控制电路。控制电路与功率元件220电连接。具体来说，功率驱动板200与控制板300之间通过板对板连接器进行信号连接。
45.本实施例提供了一种高功率型机器人散热关节，该高功率型机器人散热关节包括壳体、功率驱动板200和控制板300。壳体具有第一安装面1211和第二安装面1212，第一安装面1211和第二安装面1212存在高度差。功率驱动板200位于壳体内并安装于第一安装面1211。控制板300位于壳体内并安装于第二安装面1212，功率驱动板200与控制板300电连接。壳体还具有连接面1213，第一安装面1211与第二安装面1212通过连接面1213连接，在垂直于连接面1213的方向上，第一安装面1211和第二安装面1212分别位于连接面1213的两侧。壳体包括壳本体110和盖体120，盖体120盖合于壳本体110的一端，盖体120的内表面形成有第一安装面1211和第二安装面1212，功率驱动板200和控制板300位于盖体120内。功率驱动板200包括铝基板210和功率元件220，功率元件220安装于铝基板210，铝基板210安装于第一安装面1211。铝基板210的靠近第一安装面1211的一侧设有导热层，导热层用于与第一安装面1211接触。该高功率型机器人散热关节通过将发热量较大的功率元件220设置于功率驱动板200，将发热量较小的控制电路设置于控制板300，并将功率驱动板200和控制板300分开设置于第一安装面1211和第二安装面1212，分别向壳体进行热传导，具有良好的散
热效果。
46.需要说明的是，高功率型机器人散热关节可以是运行时电感有效电流超过40a的关节。并且，功率越高，变现效果越好。
47.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。