用于機(jī)器人的電機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于機(jī)器人的電機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和機(jī)器人。該電機(jī)包括一電機(jī)外殼(102)，所述電機(jī)(101)安裝在所述機(jī)器人(201)內(nèi)部，所述機(jī)器人(201)具有一殼體(202)，所述電機(jī)外殼(102)包括第一部分外殼(112)和第二部分外殼(122)，所述第一部分外殼(112)位于所述機(jī)器人(201)內(nèi)部，所述第二部分外殼(122)同時(shí)作為所述機(jī)器人殼體(202)的一部分。本實(shí)用新型將電機(jī)的一部分殼體共用為機(jī)器人殼體的一部分，不僅可以使機(jī)器人殼體外表光滑，并有利于電機(jī)散熱，減輕機(jī)器人重量，減少零件數(shù)量，而且不需要電機(jī)具有很高的防護(hù)等級(jí)，同時(shí)具有易于安裝、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于機(jī)器人的電機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于機(jī)器人的電機(jī)和機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，以及具有該電機(jī)或機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，緊湊的外型設(shè)計(jì)是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，尤其當(dāng)面臨有限空間和復(fù)雜的工作環(huán)境時(shí)，這一需求更加強(qiáng)烈。電機(jī)作為機(jī)器人的基本部件，與電機(jī)相關(guān)的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)是機(jī)器人外形尺寸的重要影響因素。電機(jī)自身的大小和它與周?chē)渌糠值慕Y(jié)合，如夕卜殼的設(shè)計(jì)，將直接影響機(jī)器人關(guān)節(jié)的緊湊性。電機(jī)的基本組成部分(定子、轉(zhuǎn)子和測(cè)量元件)的大小通常是由電機(jī)的能力、設(shè)計(jì)與制造技術(shù)所決定。當(dāng)選定了電機(jī)的性能規(guī)格和供應(yīng)商之后，電機(jī)的基本大小幾乎已經(jīng)確定了。因此，如何設(shè)計(jì)電機(jī)外殼、以及如何設(shè)計(jì)電機(jī)與其周?chē)糠窒嚓P(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)非常重要。
[0003]在機(jī)器人電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，還需要注意以下三個(gè)技術(shù)問(wèn)題:第一、電機(jī)防護(hù)問(wèn)題，如果機(jī)器人需要在惡劣環(huán)境中工作，電機(jī)可能需要有較高的防護(hù)等級(jí)；第二、電機(jī)在機(jī)器人上的散熱問(wèn)題，該問(wèn)題在電機(jī)位于機(jī)器人內(nèi)部時(shí)尤其突出；第三、當(dāng)電機(jī)位于機(jī)器人外部時(shí)電機(jī)線纜的布置問(wèn)題，即如何既能兼顧緊湊型設(shè)計(jì)，又能同時(shí)滿(mǎn)足線纜工作壽命的要求。
[0004]因此，如何提供一種電機(jī)在機(jī)器人中的布置方案，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]以下為目前兩種典型的設(shè)計(jì)方案。
[0006]方案一:電機(jī)露在機(jī)器人外部，如圖1A所不,其中I為機(jī)器人殼體,2為電機(jī),3為線纜。這種結(jié)構(gòu)一定程度上利于機(jī)器人的緊湊型設(shè)計(jì)和電機(jī)散熱，但裸露在外的電機(jī)和線纜使機(jī)器人很難擁有光滑連續(xù)的外表和好的內(nèi)部集成性，而這一點(diǎn)是目前機(jī)器人設(shè)計(jì)、特別是小機(jī)器人設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。如果裸露在外的電纜是運(yùn)動(dòng)電纜，還會(huì)對(duì)機(jī)器人的外型緊湊性造成影響。同時(shí)，如果機(jī)器人需要在惡劣環(huán)境中工作，由于電機(jī)露在機(jī)器人外部，則電機(jī)需要有較高的防護(hù)等級(jí)。
[0007]方案二:如圖1B所示，電機(jī)安裝在機(jī)器人內(nèi)部，被機(jī)器人的外殼包裹，其中I為機(jī)器人殼體，2為電機(jī)。采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，線纜也可以被集成到機(jī)器人內(nèi)部，可以使機(jī)器人擁有光滑連續(xù)的外表，即使工作在惡劣環(huán)境下，也不會(huì)對(duì)安裝在機(jī)器人內(nèi)部的電機(jī)提出較高的防護(hù)等級(jí)要求。但是這種結(jié)構(gòu)需要占用較多的空間來(lái)包裹電機(jī)，影響機(jī)器人外型的緊湊性，同時(shí)也不利于電機(jī)的散熱。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型專(zhuān)利提供了一種和電機(jī)相關(guān)的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)解決方案，可以使機(jī)器人既外型緊湊，又擁有光滑連續(xù)的外表，而且使電機(jī)具有較好的散熱條件，可以減輕機(jī)器人重量，減少零件數(shù)量，且不需要電機(jī)具有很高的防護(hù)等級(jí)，同時(shí)電機(jī)外殼不會(huì)十分復(fù)雜，便于采購(gòu)和維修。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0010]一種用于機(jī)器人的電機(jī)，包括一電機(jī)外殼，所述電機(jī)安裝在所述機(jī)器人內(nèi)部，所述機(jī)器人具有一殼體，所述電機(jī)外殼包括第一部分外殼和第二部分外殼，所述第一部分外殼位于所述機(jī)器人內(nèi)部，所述第二部分外殼同時(shí)作為所述機(jī)器人殼體的一部分。
[0011]優(yōu)選地，所述第二部分外殼為電機(jī)的側(cè)面外殼和/或電機(jī)的端部外殼。
[0012]優(yōu)選地，所述電機(jī)的端部外殼為位于電機(jī)后端的編碼器端外殼和/或位于電機(jī)前端的輸出軸端法蘭外殼。
[0013]優(yōu)選地，所述電機(jī)的內(nèi)部組件暴露在置于機(jī)器人內(nèi)部的所述第一部分外殼之外。
[0014]優(yōu)選地，還包括一定子，所述內(nèi)部組件是所述定子的硅鋼片。
[0015]優(yōu)選地，所述電機(jī)外殼的主體部分為一圓柱體。
[0016]優(yōu)選地，所述圓柱體的外徑和所述定子的硅鋼片的外徑相同。
[0017]優(yōu)選地，還包括螺釘及安裝孔，所述螺釘用于安裝所述電機(jī)的各個(gè)部件，所述安裝孔用于將電機(jī)安裝在所述機(jī)器人的內(nèi)部，所述螺釘及安裝孔設(shè)置在避免與所述機(jī)器人的其他部件干涉的位置上。
[0018]優(yōu)選地，所述第二部分外殼通過(guò)密封件與所述機(jī)器人的其他殼體相密封。
[0019]優(yōu)選地，所述密封件為墊片或密封膠。
[0020]優(yōu)選地，所述機(jī)器人殼體為機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體。
[0021]優(yōu)選地，所述第二部分外殼具有利于散熱的較大體積。
[0022]優(yōu)選地，還包括電機(jī)線纜，所述電機(jī)線纜從線纜孔伸出到所述電機(jī)外部時(shí)沒(méi)有額外的防護(hù)。
[0023]本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括所述的電機(jī)，以及一機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體，所述電機(jī)安裝在所述機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體內(nèi)部。
[0024]優(yōu)選地，所述關(guān)節(jié)殼體的一面是開(kāi)放的，所述電機(jī)的第二部分外殼同時(shí)作為所述機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體的一部分，并且所述第二部分外殼與該面共同構(gòu)成一個(gè)完整的平滑過(guò)渡面。
[0025]優(yōu)選地，所述關(guān)節(jié)殼體還包括可分離的蓋，所述蓋用于方便地安裝電機(jī)或其它機(jī)器人部件。
[0026]本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種包括所述電機(jī)或所述機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的機(jī)器人。
[0027]本實(shí)用新型將機(jī)器人電機(jī)的一部分外殼作為機(jī)器人殼體的一部分，從而實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
[0028]第一、由于機(jī)器人和機(jī)器人電機(jī)共用了一部分外殼，從而減少了零件數(shù)量，并且節(jié)省了空間，使機(jī)器人外型緊湊，且可以具有光滑連續(xù)的外表；
[0029]第二、利于散熱:由于電機(jī)的一部分外殼直接暴露在空氣中，有利于電機(jī)的散熱，這也使電機(jī)的能力得到增強(qiáng)；同時(shí)，也可以將這部分外殼做得遠(yuǎn)大于電機(jī)自身的體積，來(lái)增強(qiáng)散熱效果。
[0030]第三、不需要電機(jī)具有很高的防護(hù)等級(jí):由于電機(jī)被外殼所包裹，即使機(jī)器人的應(yīng)用環(huán)境對(duì)防護(hù)等級(jí)有較高的要求，也不需要對(duì)電機(jī)本身提出很高的防護(hù)等級(jí)要求；
[0031]第四、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于米購(gòu)和維修:由于僅僅將電機(jī)外殼的一部分而不是電機(jī)外殼的全部作為機(jī)器人殼體，則電機(jī)外殼結(jié)構(gòu)不會(huì)十分復(fù)雜，客戶(hù)定制化也沒(méi)有那么嚴(yán)重，這將為電機(jī)的設(shè)計(jì)和采購(gòu)帶來(lái)方便；
[0032]第五、減輕重量:由于機(jī)器人和其內(nèi)部的電機(jī)共用了一部分外殼，減少了零件數(shù)量，從而可以減輕機(jī)器人的重量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是【背景技術(shù)】中方案的結(jié)構(gòu)示意圖:其中圖1A為電機(jī)露在機(jī)器人外部的示意圖；圖1B為電機(jī)安裝在機(jī)器人內(nèi)部的示意圖；
[0034]圖2是本實(shí)用新型的應(yīng)用于機(jī)器人的緊湊型電機(jī)設(shè)計(jì)的示意圖；
[0035]圖3是本實(shí)用新型的應(yīng)用于機(jī)器人的緊湊型電機(jī)設(shè)計(jì)的主視圖；
[0036]圖4是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的機(jī)器人局部示意圖；
[0037]圖5是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的機(jī)器人電機(jī)一個(gè)角度的立體圖；
[0038]圖6是本實(shí)用新型的一實(shí)施例的機(jī)器人電機(jī)另一角度的立體圖圖；
[0039]圖7是本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的機(jī)器人局部示意圖；
[0040]圖8是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的機(jī)器人局部示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]以下參考附圖，給出了本實(shí)用新型的可選實(shí)施方式的具體描述。
[0042]本實(shí)用新型提供一種與電機(jī)相關(guān)的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，如圖3所示，電機(jī)101安裝在機(jī)器人201內(nèi)部,機(jī)器人201具有一殼體202,電機(jī)外殼102包括第一部分外殼112和第二部分外殼122,第二部分外殼122同時(shí)作為機(jī)器人殼體202的一部分,從而共同構(gòu)成一個(gè)完整的平滑過(guò)渡面。應(yīng)注意，本實(shí)用新型的平滑和光滑不是指機(jī)器人表面零件粗糙度意義上的平滑和光滑，而是指機(jī)器人外觀造型的平滑和光滑。
[0043]如圖2所示，電機(jī)101的第二部分外殼122可以作為機(jī)器人殼體，優(yōu)選作為機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體的一部分，關(guān)節(jié)殼體的一面是開(kāi)放的，且第二部分外殼122與該面共同構(gòu)成一個(gè)完整的平滑過(guò)渡面。關(guān)節(jié)殼體還可以進(jìn)一步包括可分離的一個(gè)或多個(gè)蓋109，優(yōu)選為兩個(gè)，蓋109用于方便地安裝電機(jī)101或其它機(jī)器人部件。
[0044]圖4-6是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的機(jī)器人和電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。將電機(jī)101的一部分外殼作為機(jī)器人的殼體的一部分，優(yōu)選作為機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體2021的一部分。這部分電機(jī)外殼可以為電機(jī)的側(cè)面外殼或端部外殼，例如位于電機(jī)后端的編碼器端外殼1221,如圖6所示。機(jī)器人201不再需要額外的殼體來(lái)包裹電機(jī)101的這一部分。這將節(jié)省空間并且減輕機(jī)器人201的重量。由于電機(jī)101的這一部分外殼直接暴露在空氣中，將有利于電機(jī)101的散熱，這也使電機(jī)101的能力增強(qiáng)。同時(shí)，我們也可以將這部分外殼1221做得遠(yuǎn)大于電機(jī)101自身的體積，來(lái)增強(qiáng)散熱效果。如果機(jī)器人201的應(yīng)用環(huán)境對(duì)防護(hù)等級(jí)有較高的要求，可以將密封件108,如墊片或者密封膠放置在這一部分的外殼和機(jī)器人其他的殼體202相接觸的地方，如圖4所示。
[0045]這種新結(jié)構(gòu)里的電機(jī)101除了這一部分外殼以外的其他部分都可以做得盡可能緊湊。為節(jié)省空間，電機(jī)外殼102的主體部分可以為一圓柱體，圓柱體的外徑可以和定子的外徑相同。由于其他部分均放置在機(jī)器人201內(nèi)部，不需要較高的防護(hù)，在不影響正常工作的前提下，電機(jī)的內(nèi)部組件可以露在電機(jī)外殼102外面，例如定子的硅鋼片可以不全部被電機(jī)外殼102所包裹，電機(jī)線纜從線纜孔107走到電機(jī)101外部的時(shí)候也不需要額外的防護(hù)。電機(jī)上還具有用于安裝電機(jī)101各個(gè)部件的螺釘105,和用于將電機(jī)101安裝在機(jī)器人201內(nèi)部的安裝孔106，連接電機(jī)101各個(gè)部件的螺釘105及安裝孔106被設(shè)置在避免與機(jī)器人201的其他部件干涉的位置上。
[0046]圖7是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的機(jī)器人和電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。電機(jī)101安裝在機(jī)器人201內(nèi)部,機(jī)器人201具有一殼體202,位于電機(jī)前端的輸出軸端法蘭外殼1222同時(shí)作為機(jī)器人殼體202的一部分。該外殼1222可以通過(guò)密封件與所述機(jī)器人的其他殼體2022相密封。因此，機(jī)器人201不再需要額外的殼體來(lái)包裹電機(jī)101的這一部分。這將節(jié)省空間并且減輕機(jī)器人201的重量。同樣，由于電機(jī)101的這一部分外殼1222直接暴露在空氣中，將有利于電機(jī)101的散熱，這也使電機(jī)101的能力增強(qiáng)。同時(shí)，如圖7所示，我們也可以將這部分外殼1223做得遠(yuǎn)大于電機(jī)101自身的體積，來(lái)增強(qiáng)散熱效果。該實(shí)施例中其他結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例一相同，在此不再贅述。
[0047]圖8是本實(shí)用新型第三實(shí)施例的機(jī)器人和電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。電機(jī)101安裝在機(jī)器人201內(nèi)部，機(jī)器人201具有一殼體202,位于電機(jī)后端的編碼器端外殼1221和電機(jī)前端的輸出軸端法蘭外殼1222均作為機(jī)器人殼體202的一部分。上述電機(jī)前端和后端外殼均可以通過(guò)密封件與機(jī)器人的其他殼體相密封。因此，機(jī)器人201不再需要額外的殼體來(lái)包裹電機(jī)101的這一部分。這將節(jié)省空間并且減輕機(jī)器人201的重量。同樣，由于電機(jī)101的兩部分外殼1221和1222均直接暴露在空氣中，將大大有利于電機(jī)101的散熱。同時(shí)，和實(shí)施例二相同，我們也可將其中一部分外殼做得遠(yuǎn)大于電機(jī)101自身的體積,來(lái)增強(qiáng)散熱效果。該實(shí)施例中其他結(jié)構(gòu)可以與實(shí)施例一二相同，在此不再贅述。
[0048]盡管為說(shuō)明目的公開(kāi)了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例和附圖，但是熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員，在不脫離本實(shí)用新型及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，可作各種替換、變化和潤(rùn)飾。因此，本實(shí)用新型不應(yīng)局限于較佳實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)器人的電機(jī)，包括一電機(jī)外殼(102),所述電機(jī)(101)安裝在所述機(jī)器人(201)內(nèi)部,所述機(jī)器人(201)具有一殼體(202),其特征在于:所述電機(jī)外殼(102)包括第一部分外殼(112)和第二部分外殼(122),所述第一部分外殼(112)位于所述機(jī)器人(201)內(nèi)部，所述第二部分外殼(122)同時(shí)作為所述機(jī)器人殼體(202)的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于:所述第二部分外殼(122)為電機(jī)的側(cè)面外殼和/或電機(jī)的端部外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)的端部外殼為位于電機(jī)后端的編碼器端外殼(1221)和/或位于電機(jī)前端的輸出軸端法蘭外殼(1222)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)(101)的內(nèi)部組件暴露在置于機(jī)器人內(nèi)部的所述第一部分外殼(112)之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于:還包括一定子，所述內(nèi)部組件是所述定子的硅鋼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī),其特征在于:所述電機(jī)外殼(102)的主體部分為一圓柱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于:所述圓柱體的外徑和所述定子的硅鋼片的外徑相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于:還包括螺釘(105)及安裝孔(106)，所述螺釘(105)用于安裝所述電機(jī)(101)的各個(gè)部件，所述安裝孔(106)用于將電機(jī)(101)安裝在所述機(jī)器人(201)的內(nèi)部，所述螺釘(105)及安裝孔(106)設(shè)置在避免與所述機(jī)器人(201)的其他部件干涉的位置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7中任一項(xiàng)所述的電機(jī),其特征在于:所述第二部分外殼(122)通過(guò)密封件(108)與所述機(jī)器人(201)的其他殼體(2022)相密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電機(jī)，其特征在于:所述密封件(108)為墊片或密封膠。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7或10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于:所述機(jī)器人殼體(202)為機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體(2021)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7或10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于:所述第二部分外殼(122)具有利于散熱的較大體積。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7或10中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于:還包括電機(jī)線纜，所述電機(jī)線纜從線纜孔(107)伸出到所述電機(jī)(101)外部時(shí)沒(méi)有額外的防護(hù)。
14.一種機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，包括權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的電機(jī)(101)，以及一機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體(2021)，所述電機(jī)(101)安裝在所述機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體(2021)內(nèi)部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述關(guān)節(jié)殼體(2021)的一面是開(kāi)放的，所述電機(jī)(101)的第二部分外殼(122)同時(shí)作為所述機(jī)器人關(guān)節(jié)殼體(2021)的一部分，并且所述第二部分外殼(122)與該面共同構(gòu)成一個(gè)完整的平滑過(guò)渡面。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述關(guān)節(jié)殼體還包括可分離的蓋(109)，所述蓋(109)用于方便地安裝電機(jī)(101)或其它機(jī)器人部件。
17.—種機(jī)器人,包括權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的電機(jī)(101)或權(quán)利要求14-16中任一項(xiàng)所述的機(jī)器人關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H02K5/04GK203984124SQ201420333672
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】曹曉東, 朱珠, 馮濤 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司