机器人控制柜和具有其的机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人控制柜具有其的机器人。


背景技术：

2.工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的控制能力实现各种工业加工制造功能，因此工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。工业机器人的控制系统通常设置在控制柜中，通过控制柜实现对工业机器人的控制操作，但是由于控制柜中装设有大量的电气元器件，各个电气元器件在工作时散发的热量将聚集在控制柜中；相关技术中，通过在控制柜的侧板上设置风口和风扇的方式以加强散热，但是对于控制柜中的驱动模块，由于其发热量较大，因此还是存在驱动模块的位置局部散热效果不佳的问题。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种机器人控制柜，其能够有效提升机器人控制柜中驱动模块位置的散热效果，进而提升机器人的使用寿命。
4.本技术还提供了一种具有上述机器人控制柜的机器人。
5.根据本技术第一方面实施例的一种机器人控制柜，包括柜体、驱动模块和第一散热风扇；柜体内部形成有安装腔，所述柜体的侧壁形成有第一开口；驱动模块设置于所述安装腔内，且包括有散热安装板和若干驱动单元，所述驱动单元安装于所述散热安装板，所述散热安装板连接于所述柜体的侧壁，且至少部分通过所述第一开口露出于所述柜体外侧；第一散热风扇设置于所述柜体外侧，且用于对所述散热安装板露出于所述柜体外侧的部分进行散热。
6.根据本技术第一方面实施例的机器人控制柜，至少具有如下有益效果：
7.通过在驱动模块中设置散热安装板，并将驱动单元设置在散热安装板上，可以使驱动单元产生的热量传递至散热安装板上，而通过在柜体上设置第一开口，并使得设置于柜体内部的散热安装板至少部分露出于柜体外侧，可以借助设置于柜体外侧的第一散热风扇对散热安装板进行辅助散热，从而使得驱动单元产生的热量能够通过散热安装板快速释放到柜体外部的大气环境中，从而有效提升驱动模块位置的散热效果，进而避免驱动单元因长期在高温下运行而影响使用寿命。
8.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有第一罩体，所述第一罩体连接柜体的外侧，且正对所述第一开口，所述第一散热风扇连接于所述第一罩体。
9.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有第二散热风扇，所述柜体的其中两相对侧板上分别设置有第一进风口和第一出风口；所述第二散热风扇设置于所述第一进风口和所述第一出风口中的至少一个，以使所述柜体内部的空气能够从所述第一进风口一侧流向所述第一出风口一侧。
10.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述驱动单元之间间隔排列设置，且相邻的所述驱动单元之间形成第一散热通道，所述第一散热通道从所述驱动单元靠近所述第一进风口的一侧延伸至所述驱动单元靠近所述第一出风口一侧。
11.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述驱动单元上形成有第二散热通道，所述第二散热通道从所述驱动单元靠近所述第一进风口的一侧延伸至所述驱动单元靠近所述第一出风口一侧。
12.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述散热安装板或至少部分所述驱动单元上设置有第三散热风扇，所述第三散热风扇用于使空气沿所述第一散热通道和/或所述第二散热通道流动，且空气流向为从靠近所述第一进风口一侧流动至靠近所述第一出风口一侧。
13.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述散热安装板上设置有第一扩展安装位，所述第一扩展安装位位于所述驱动单元的排列方向上，且用于扩展所述驱动单元。
14.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有重载连接器，所述重载连接器设置于所述柜体外侧且连接于所述柜体的后侧板上。
15.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有泄放电阻，所述泄放电阻设置于所述柜体外侧且连接于所述柜体的后侧板上。
16.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有第二罩体和第四散热风扇，所述第二罩体连接于所述柜体后侧板，且所述泄放电阻设置于所述第二罩体内部，所述第二罩体设置有第二进风口和第二出风口，所述第四散热风扇设置于所述第二进风口和所述第二出风口中的至少一个。
17.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有设置于所述安装腔内的电源组件，所述电源组件包括有若干间隔排列设置的电源模块，且相邻两个所述电源模块之间形成有第三散热通道，所述第三散热通道能够允许空气从所述电源模块靠近所述第一进风口的一侧流动至所述电源模块靠近所述第一出风口的一侧。
18.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述电源组件还包括有设置于所述安装腔内的安装支架，所述电源模块排列安装在所述安装支架上，且所述安装支架上设置有第二扩展安装位，所述第二扩展安装位位于所述电源模块的排列方向上，且用于扩展所述电源模块。
19.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有设置于所述安装腔的电气安装组件，所述电气安装组件包括有电气安装板和设置于所述电气安装板的若干电气元器件。
20.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述电气元器件之间在所述电气安装板上间隔排列，且任意相邻的两个所述电气元器件之间形成第四散热通道。
21.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，所述电气安装组件还包括有连接支架，至少部分所述电气元器件连接在所述连接支架上，且连接于所述连接支架的所述电气元器件与所述电气安装板之间形成有第五散热通道，所述第五散热通道能够允许空气从所述电气元器件靠近所述第一进风口的一侧流动至所述电气元器件靠近所述第一出风口的一侧。
22.根据本技术第一方面一些实施例的机器人控制柜，还包括有盖板，所述柜体的顶部形成有连通所述安装腔的第二开口，所述盖板可拆卸地安装在所述柜体的顶部，且封闭所述第二开口。
23.根据本技术第二方面一些实施例的一种机器人，其包括有上述第一方面实施例所述的机器人控制柜。
24.根据本技术第二方面一些实施例的机器人，至少具有如下有益效果：通过采用上述第一方面实施例的机器人控制柜，有利于提高控制柜的散热效果，特别是提升控制柜中产热量较大的驱动模块位置的散热效果，进而可以使得控制柜内的电气元器件处于更佳的工作环境，从而有利于提升机器人的使用寿命。
25.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
26.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
27.图1为本技术实施例的机器人控制柜的立体结构示意图；
28.图2为图1所示机器人控制柜另一个视角下的立体结构示意图；
29.图3为图1中所述机器人控制柜去除盖板、第一罩体和第二罩体后的立体结构示意图；
30.图4为图1所示机器人控制柜中驱动模块的立体结构示意图；
31.图5为图1所示机器人控制柜中电源组件的结构示意图；
32.图6为图1所示机器人控制柜中电气安装组件的结构示意图；
33.附图标记：
34.柜体100、安装腔110、第一出风口140、过滤棉150、第二开口160、接地钣金170、把手180、第二散热风扇190、散热安装板210、第一扩展安装位211、驱动单元220、第二散热通道221、控制单元230、第一散热通道240、第一散热风扇310、第一罩体320、第一散热风口321、第二散热风口322、控制面板400、重载连接器500、泄放电阻610、第二罩体 620、第二进风口621、第四散热风扇630、电源组件700、电源模块710、安装支架720、左架板721、右架板722、承载板723、第三散热通道730、电气安装板810、第四散热通道 820、第一连接支架830、第二连接支架840、电池850、浪涌抑制器860、滤波器870、第五散热通道880、盖板910、示教器920、固定支架930。
具体实施方式
35.下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
36.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右、前、后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，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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和
流出的散热气流，或者第一散热风扇310用于使空气形成从第二散热风口322进入散热腔并经第一散热风口321流出的辅助散热气流，从而借助辅助散热气流以实现对散热安装板210 的高速散热。
47.可以理解的是，机器人控制柜还包括有第二散热风扇190，所述柜体100的其中两相对侧板上分别设置有第一进风口和第一出风口140；所述第二散热风扇190设置于所述第一进风口和所述第一出风口140中的至少一个，以使所述柜体100内部的空气能够从所述第一进风口一侧流向所述第一出风口140一侧。
48.应当要理解的是，控制柜大致呈方形，根据实际情况，第一进风口和第一出风口140可以选择分别设置于柜体100的左侧板、右侧板上，也可以选择分别设置在柜体100的前侧板、后侧板等相对设置的侧板。
49.参照图1至图3，在本实施例中，具体地，第一进风口设置于柜体100的左侧板中部，而第一出风口140设置于右侧板上且设置成格栅状，在右侧板上对应第一出风口140，也即格栅的位置设置有过滤棉150用于过滤空气；其中，第一出风口140中的格栅沿前后方向排列设置，并且格栅的排列长度接近于右侧板前后方向的长度尺寸，以使得第一出风口140具有相对较大的出风面积，进而减少风阻。
50.应当要理解的是，根据实际情况，第二散热风扇190可以仅在第一进风口设置，也可以仅在第一出风口140设置，还可以选择在第一进风口及第一出风口140均设置第二散热风扇 190，当第二散热风扇190设置于第一进风口时，第二散热风扇190的出风侧在朝向安装腔 110的一侧，而当第二散热风扇190安装在第一出风口140时，第二散热风扇190的出风侧则背对安装腔110。
51.参照图1至图3，在本实施例中，具体地，第二散热风扇190设置于左侧板中部的第一进风口，并且第二散热风扇190为轴流风扇，在第二散热风扇190的作用下，外部空气将经左侧进入到控制柜内，然后经控制柜的右侧流出控制柜。
52.参照图4，应当要理解的是，驱动单元220之间可以相互间隔设置，进而在相邻的两个驱动单元220之间形成第一散热通道240，所述第一散热通道240设置成从所述驱动单元220 靠近所述第一进风口的一侧延伸至所述驱动单元220靠近所述第一出风口140一侧，从而在第二散热风扇190的作用下能够使空气沿第一散热通道240流动，并且空气在第一散热通道 240内的流动方向为从左侧流向右侧，也即从驱动单元220靠近第一进风口一侧流动至驱动单元220靠近第一出风口140一侧，以通过第一散热通道240提高驱动单元220的散热效果。
53.参照图4，应当要理解的是，还可以在所述驱动单元220上形成第二散热通道221，所述第二散热通道221从所述驱动单元220靠近所述第一进风口的一侧延伸至所述驱动单元220 靠近所述第一出风口140一侧。从而在第二散热风扇190的作用下能够使空气沿第二散热通道221流动，并且空气在第二散热通道221内的流动方向为从左侧流向右侧，也即从驱动单元220靠近第一进风口一侧流动至驱动单元220靠近第一出风口140一侧，以通过第二散热通道221提高驱动单元220的散热效果。
54.应当要理解的是，驱动模块设置有第三散热风扇(附图中未示出)，其中第三散热风扇可以设置于散热安装板210上或者设置于至少部分驱动单元220上，第三散热风扇用于使空气经第一散热通道240和/或经第二散热通道221流动，从而提高空气在第一散热通道
240和 /或第二散热通道221中的流速，进一步加强驱动单元220的散热。
55.具体地，例如，可以在每一个驱动单元220或者其中一部分驱动单元220上设置第三散热风扇，并且各个驱动单元220上均形成有第二散热通道221，第三散热风扇用于使得空气沿第二散热通道221从驱动单元220的左侧流向右侧，也即从靠近第一进风口一侧流动至靠近第一出风口140一侧。
56.又例如，可以在散热安装板210上设置第三散热风扇，并且各个驱动单元220之间间隔设置，以在相邻的驱动单元220之间形成第一散热通道240，第三散热风扇用于使得空气沿第一散热通道240从驱动单元220的左侧流向右侧，也即从靠近第一进风口一侧流动至靠近第一出风口140一侧。
57.又或者，可以在散热安装板210上设置第三散热风扇，各个驱动单元220之间间隔设置，以在相邻的驱动单元220之间形成第一散热通道240，并且各个驱动单元220上均形成有第二散热通道221，第三散热风扇用于使得空气沿第一散热通道240和第二散热通道221从驱动单元220的左侧流向右侧，也即从靠近第一进风口一侧流动至靠近第一出风口140一侧。
58.可以理解的是，所述散热安装板210上设置有第一扩展安装位211，所述第一扩展安装位211位于所述驱动单元220的排列方向上，且用于扩展所述驱动单元220，进而使得控制柜可以适配更多轴数的机器人的控制。
59.参照图4，在本实施例中，具体地，散热安装板210上已经安装有4个驱动单元220和1 个控制单元230，并且4个驱动单元220与控制单元230电连接以进行交互，并且，控制单元230和4个驱动单元220在散热安装板210上以竖直排列的形式进行排列，其中在4个驱动单元220的上方还预留有安装更多驱动单元220的第一扩展安装位211，进而使得控制柜能够从原先适配六轴机器人的控制，达到能够适配七轴或八轴机器人的控制等。
60.参照图2和图3，可以理解的是，本实施例的机器人控制柜还包括有泄放电阻610和重载连接器500，所述泄放电阻610和所述重载连接器500设置于所述柜体100外侧且连接于所述柜体100的后侧板上。通过将泄放电阻610和重载连接器500设置于柜体100外侧将不会占用柜体100内安装腔110的体积，并且由于泄放电阻610在工作过程中将产生较多的热量，将泄放电阻610置于柜体100外侧也有利于泄放电阻610的散热；同时，通过将泄放电阻610和重载连接器500置于柜体100后侧板上，也可以避免操控人员在操控过程中出现不小心而踢到重载连接器500的问题，并且还能够减少泄放电阻610释放的热量对操控人员的影响。
61.可以理解的是，机器人控制柜还包括有第二罩体620和第四散热风扇630，所述第二罩体620连接于所述柜体100的后侧板，且所述泄放电阻610设置于所述第二罩体620内部，所述第二罩体620设置有第二进风口621和第二出风口，所述第四散热风扇630设置于所述第二进风口621和所述第二出风口中的至少一个，第四散热风扇630用于形成从第二进风口 621流入第二罩体620内部并经第二出风口流出的散热气流，进而提高对泄放电阻610的散热效果。
62.参照图2，在本实施例中，具体地，重载连接器500和泄放电阻610分别位于柜体100 的后侧板的左右两侧，其中第一散热风扇310位于重载连接器500与泄放电阻610之间，并且为保护泄放电阻610和加快泄放电阻610的散热，第二罩体620覆盖设置在泄放电阻610 外侧，其中第二进风口621设置成格栅状且位于第二罩体620的后侧面上，而第二出风口设置
在第二罩体620的右侧面上且设置有两个，两个第二出风口均设置有第四散热风扇630，第四散热风扇630用于使空气从第二进风口621进入第二罩体620，并从第二出风口流出第二罩体620，以形成散热气流。
63.应当要理解的是，根据实际情况，第四散热风扇630除了可以选择采用上述仅在第二进风口621设置的方式之外，第四散热风扇630也可以选择仅在第二出风口设置，还可以选择在第二进风口621及第二出风口均设置第四散热风扇630；当第四散热风扇630设置于第二进风口621时，第四散热风扇630的出风侧为朝向第二罩体620内部的一侧，而当第四散热风扇630安装在第二出风口时，第四散热风扇630的出风侧则朝向第二罩体620外部。
64.参照图3和图5，可以理解的是，机器人控制柜还包括有设置于所述安装腔110内的电源组件700，所述电源组件700包括有若干间隔排列设置的电源模块710，且相邻两个所述电源模块710之间形成有第三散热通道730，所述第三散热通道730能够允许空气从所述电源模块710靠近所述第一进风口的一侧流动至所述电源模块710靠近所述第一出风口140的一侧，从而在第二散热风扇190工作时，空气将经过第三散热通道730流动，以将提高各个电源模块710的散热效果。
65.可以理解的是，所述电源组件700还包括有设置于所述安装腔110内的安装支架720，所述电源模块710排列安装在所述安装支架720上，且所述安装支架720上设置有第二扩展安装位，所述第二扩展安装位位于所述电源模块710的排列方向上，且用于扩展所述电源模块710，进而使得控制柜能够安装更多电源模块710，以适配更多轴数机器人的控制。
66.在本实施例中，具体地，电源模块710为qbus，也即直流母线电源，安装支架720包括有左架板721、右架板722和若干承载板723上，承载板723沿竖直方向间隔排列且设置在左架板721和右架板722之间，每一承载板723均可用于安装一电源模块710；其中，存在部分承载板723尚未安装电源模块710，以形成第二扩展安装位；或者，左架板721和右架板722上预留有用于安装更多承载板723以扩展电源模块710的空间，该预留的空间形成第二扩展安装位。可以理解的是，为方便加工，部分承载板723可与左架板721和右架板722 一体成型。
67.具体地，为了避免影响电源模块710的散热，左架板721和右架板722上均形成有间隔排列设置的若干通风槽，该通风槽也可用于连接承载板723。
68.参照图3和图5，可以理解的是，本实施例的机器人控制柜，还包括有设置于所述安装腔110的电气安装组件，所述电气安装组件包括所述有电气安装板810和设置于所述电气安装板810的若干电气元器件。
69.应当要理解的是，电气元器件包括有上述电源组件700，且其中安装支架720安装连接在电气安装板810上，并且，具体地，电气元器件可以包括有ups pcba板、电池850、24v 端子排、24v电源、浪涌抑制器860、滤波器870、接地端子排、抱闸pcba板、电磁继电器、 220v端子排等。
70.可以理解的是，所述电气元器件之间在所述电气安装板810上间隔排列，且任意相邻的两个所述电气元器件之间形成第四散热通道820，进而提高各个电气元器件之间的散热效果，以免各个电气元器件之间相互影响。
71.参照图5，在本实施例中，具体地，电气元器件之间在电气安装板810上沿左右方向排列形成有多列，任意相邻的两列之间相互间隔，在同一列的任意两个电气元器件之间同样间隔设置，也即第四散热通道820包括有延伸方向大致沿前后方向的纵向散热通道，同时
也包括延伸方向大致沿左右方向的横向散热通道。
72.参照图3和图5，在本实施例中，具体地，电源组件700设置于电气安装板810的后侧，而且电源组件700部分位于驱动模块的右侧，也即第三散热风扇还能够驱动空气从驱动模组流向电源组件700，以使得第三散热风扇具有同时为驱动模组和电源组件700共同进行辅助散热的效果。
73.可以理解的是，所述电气安装组件还包括有连接支架，至少部分所述电气元器件连接在所述连接支架上，且连接于所述连接支架的所述电气元器件与所述电气安装板810之间形成有第五散热通道880，所述第五散热通道880能够允许空气从该电气元器件靠近所述第一进风口的一侧流动至该电气元器件靠近所述第一出风口140的一侧；借助连接支架和第五散热通道880，可以减少电气元器件之间在高度方向上的相互遮挡，从而进一步提高第二散热风扇190对柜体100内部的整体散热效果。
74.参照图5，在本实施例中，具体地，连接支架包括有第一连接支架830和第二连接支架 840，其中第一连接支架830设置成n形，其中浪涌抑制器860和滤波器870连接在第一连接支架830顶部，且第一连接支架830的中部形成第五散热通道880，其中第二连接支架840 大致设置成l形，且第二连接支架840的水平板连接于电气安装板810，而电池850则悬空连接在第二连接支架840的竖直板上，以使得电池850与电气安装板810之间的间隔形成第五散热通道880。
75.参照图1至图3，可以理解的是，本技术实施例的机器人控制柜还包括有盖板910，所述柜体100的顶部形成有连通所述安装腔110的第二开口160，所述盖板910可拆卸地安装在所述柜体100的顶部，且封闭所述第二开口160，进而将所述盖板910从柜体100顶部拆下，即可打开控制柜，以对控制柜进行维护或扩展。
76.参照图1至图3，应当要理解的是，本技术实施例的机器人控制柜还包括有示教器920，所述示教器920安装在所述盖板910的顶部，从而便于操控人员使用示教器920；并且，具体地，盖板910的顶部安装有固定支架930，示教器920通过固定支架930安装在盖板910 上，其中固定支架930可通过钣金多次弯折而成，或采用多块钣金相互连接而成，并且固定支架930通过螺纹连接件连接盖板910与示教器920。
77.参照图1至图3，可以理解的是，本技术实施例的机器人控制柜还包括有控制面板400，其中控制面板400上设置有多种插接口、多种开关及指示灯，并且各个插接口、开关或指示灯能够与电气安装组件中相关的电气元器件电连接。控制面板400连接于柜体100的前侧面上，柜体100的前侧面包括有前侧板和位于前侧板上方的前倾斜板，前倾斜板的上端向后侧倾斜，其中控制面板400安装于前倾斜板上，以便于操控人员操控或查看。在本实施例中，具体地，控制面板400上设置有急停开关、开始按钮、电源指示灯、电源开关、安全抱闸按钮、辅助编码器、电源插座等。
78.应当要理解的是，在组装本实施例的控制柜时，可将电气安装组件和控制面板400先完成组装，然后再将电气安装组件安装于安装腔110内，并将控制面板400安装于柜体100的前倾斜板上，以提高控制柜在安装过程中的组装效率。
79.参照图1至图3，可以理解的是，本技术实施例的机器人控制柜还包括有接地钣金170，其中接地钣金170为l形的钣金件，并且接地钣金170的一侧连接于所述柜体100底部，另一侧用于对机器人控制柜进行安装，从而使得控制柜可以以正装、倒装、斜置等多种的安
装方式进行安装。具体地，接地钣金170用于安装的一侧设置有连接孔或连接槽，以便于通过螺钉和螺栓等对控制柜进行固定安装。
80.参照图1，可以理解的是，本技术实施例的机器人控制柜还包括有把手180，其中把手 180设置在柜体100的前侧，具体地，设置于柜体100的前侧板上，从而当控制柜处于货架上时方便抽拉和拖拽。
81.以下描述本技术第二方面实施例的机器人，其包括有上述第一方面实施例所述的机器人控制柜和机器人本体，其中机器人控制柜用于控制机器人本体。
82.可以理解的是，通过采用上述第一方面实施例的机器人控制柜，有利于提高控制柜的散热效果，进而可以使得控制柜内的电气元器件处于更佳的工作环境，有利于提升整个机器人的使用寿命。
83.尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。