CN109605391A - 一种执行器、机械躯干及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种执行器、机械躯干及机器人，执行器包括外壳，设置有套接部，所述套接部与所述外壳之间进行热传导；定子，套设于所述套接部外，所述定子与所述套接部之间进行热传导；外转子，与所述套接部转动连接，并且盖罩所述定子；驱动板，固定于所述外壳，并且与所述定子电连接。通过上述方式，本发明实施例实现执行器的自然散热，无需要配置风扇，直接利用外壳进行散热，成本更低。

Description

一种执行器、机械躯干及机器人

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术领域，特别是涉及一种执行器、机械躯干及机器人。

背景技术

执行器通常包括驱动单元和电机，驱动单元与电机连接，用于向电机的定子输入电流，定子在通电之后产生旋转磁场并作用于电机转子形成磁电动力旋转扭矩，从而驱动转子转动，实现电机的转动输出。而定子在通电并且产生旋转磁场时定子会发热，如果定子的热量不及时散去会出现热量积聚，影响定子的工作性能，进而影响电机的性能。

本发明的发明人在实现本发明的过程中，发现：目前，对电机进行散热大多数都是采用风冷散热的方式，即：在电机上增加一个风扇，通过风扇驱动空气流通的方式对电机进行散热，但是此种方式会大大影响执行器的体积，并且成本较高。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明实施例的主要目的在于提供一种执行器、机械躯干及机器人，提高执行器自然散热的散热效果。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种执行器，包括：外壳，设置有套接部，所述套接部与所述外壳之间进行热传导；定子，套设于所述套接部外，所述定子与所述套接部之间进行热传导；外转子，与所述套接部转动连接，并且盖罩所述定子；驱动板，固定于所述外壳，并且与所述定子电连接。

可选的，所述外壳包括前壳和后盖；所述前壳设置有转动槽和驱动槽；所述套接部设置于所述转动槽的槽底，并且所述套接部与所述前壳一体成型，所述定子和外转子均收容于所述转动槽内；所述驱动板收容于所述驱动槽，所述后盖盖设于所述驱动槽的槽口，用于封闭所述驱动槽。

可选的，所述外转子远离所述套接部的一表面与所述转动槽的槽口齐平。

可选的，所述转动槽和驱动槽分别位于所述前壳的两相对端。

可选的，所述驱动槽的侧壁上设置有至少两个第一定位部，所述至少两个第一定位部间隔设置于驱动槽的侧壁，并且相邻两个所述第一定位部形成定位缺口；所述后盖面向所述前壳的一表面设置有至少两个第二定位部，一所述第二定位部收容于一所述定位缺口。

可选的，所述前壳还设置有与驱动槽连通的固定缺口；驱动板上设置有连接接头，所述连接接头收容于所述固定缺口，并且所述连接接头受所述前壳和后盖夹持固定。

可选的，所述定子包括骨架和绕组；所述骨架套设于所述套接部，所述骨架设置有若干齿槽，所述绕组绕设于所述若干齿槽上，所述绕组与所述驱动板连接。

可选的，所述执行器还包括导热胶；所述导热胶设置于所述骨架与所述套接部之间。

可选的，所述套接部设置有通孔；所述执行器还包括轴承,所述轴承固定于所述通孔内，所述外转子设置转动轴，所述转动轴套接于固定于所述轴承内。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一个技术方案是：提供一种机械躯干，包括上述执行器；

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的又一个技术方案是：提供一种机器人，包括上述机械躯干。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，在外壳上设置有套接部，定子套设于套接部外，外转子与套接部转动连接，并且盖罩定子，在执行器工作时，定子所产生的热量传递到套接部，再由套接部传递到外壳，最后由外壳将热量散发到外界空气之中，从而实现对执行器进行自然散热，无需要配置风扇，成本更低，此外，外壳的体积比较大，大大提高执行器自然散热的散热效果；再者，执行器采集外转子的设计方式，实现执行器的偏平化设计，大大降低了执行器的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制

图1是本发明执行器实施例的一视觉的立体图；

图2是本发明执行器实施例的另一视觉的立体图；

图3是本发明执行器实施例的分解图；

图4是本发明执行器实施例的剖面图；

图5是本发明执行器实施例中前壳的示意图；

图6是本发明执行器实施例中后盖的示意图；

图7是本发明执行器实施例中定子的示意图；

图8是本发明执行器实施例中驱动板的示意图；

图9是本发明执行器实施例中定子的热量传输的示意图；

图10是本发明执行器实施例中外转子的示意图。

具体实施方式的附图标号说明：

外壳21	定子22	外转子23	驱动板24
				轴承25	位置编码器26	前壳211	后盖212
套接部213	转动槽2111	驱动槽2112	固定缺口2113
				第一定位部2114	定位缺口2115	第二定位部2121	骨架221
绕组222	套接口2211	齿槽2212	连接接头241
				固定缺口2113	转子壳231	转动轴232	磁性元件233
开口槽2311	通孔2131	执行器20

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1、图2、图3和图4，执行器20包括外壳21、定子22、外转子23、驱动板24、轴承25和位置编码器26。定子22和驱动板24均设置于外壳21，并且定子22与驱动板24连接，外转子23的转动轴通过轴承25与外壳21转动连接，并且盖设定子22，位置编码器26设置于外转子23的转动轴上，用于检测外转子的位置。当驱动板24向定子22通电时，定子22产生旋转磁场并作用于外转子23形成磁电动力旋转扭矩，从而驱动外转子23转动。

对于上述外壳21，请继续参阅图3和图4，并且结合图5和图6，外壳21包括前壳211、后盖212和套接部213。前壳211设置有转动槽2111、驱动槽2112以及与驱动槽2112连通的固定缺口2113，在一些实施例中，转动槽2111和驱动槽2112可以分别设置于前壳211的两相对端，例如：转动槽2111位于前壳211的前端，驱动槽2112位于前壳211的后端，当然，转动槽2111和驱动槽2112也不仅限定设置于前壳211的两相对端，转动槽2111和驱动槽2112可以设置前壳211的其它位置，例如：转动槽2111设置于前壳211的前端，驱动槽2112设置于前壳211的侧端等等。

驱动槽2112的侧壁内表面上设置有至少两个第一定位部2114，至少两个第一定位部2114间隔设置于驱动槽2112的侧壁，并且相邻两个第一定位部2114形成定位缺口2115。

套接部213设置于转动槽2111的槽底，并且套接部213与前壳211一体成型。在一些实施例中，套接部213和前壳211均是使用具有导热性能的材料制成的，例如：铜、铁、铝等金属材料，以使套接部213和前壳211均具有导热性能，实现套接部213与前壳211之间的热传递。可选的，套接部213和前壳211采用相同的材料一体成型的，以提高套接部213与前壳211之间的牢固性。进一步的，套接部213远离转动槽2111的槽底的一端设置有通孔2131。

对于上述后盖212，后盖212盖设于驱动槽2112的槽口，用于封闭驱动槽2112。在一些实施例中，后盖212面向前壳211的一表面还可设置有至少两个第二定位部2121，并且一第二定位部2121与一定位缺口2115对应，当后盖212盖设于驱动槽2112时，一第二定位部2121收容于一定位缺口2115，定位缺口2115与第二定位部2121起到引导用户装置前壳211和后盖212的作用，方便用户装置；此外，第二定位部2121与定位缺口2115凹凸配合，也起到了限定后盖212与前壳211之间的相对转动的作用。进一步的，后盖212与前壳211之间的固定方式可选为螺接固定、卡合固定或者焊接固定等等。后盖212的材料也可选为铜、铁、铝等金属。

对于上述定子22，请参阅图7，定子22包括骨架221和绕组222。骨架221设置有套接口2211以环绕套接口2211的若干齿槽2212，绕组222绕设于若干齿槽2212上。定子22位于转动槽2111内，并且骨架221通过套接口2211套接于套接部213上。可选的，骨架221的材料为硅刚片。

在一些实施例中，为了增强定子22与套接部213之间的热传递，执行器20还可以包括导热胶(图未示)，导热胶设置于所述骨架221与所述套接部213之间，骨架221与套接部213之间通过导热胶进行热传递。当然，骨架221其它与前壳211接触的部份也可以通过导热胶进行热传递，以提高其热传递的效果。

需要说明的是：定子22也不限于上述所描述的结构，也可以为其它结构，只要其可以实现套接于套接部213即可。

对于上述驱动板24，如图8所示，驱动板24上设置有连接接头241。驱动板24收容于驱动槽2112，连接接头241收容于固定缺口2113。驱动板24与绕组222连接，驱动板24用于向绕组222输送电流，从而使绕组222产生旋转磁场。在后盖212盖设于驱动槽2112的槽口时，后盖212封闭驱动槽2112，从使得驱动板24位于外壳21内，避免驱动裸露，保护驱动板24。此外，后盖212和前壳211还夹持固定驱动板24和位于驱动板24上的连接接头241。

如图9所示，执行的散热过程中为：驱动板24向定子输送电流，在定子22接通电流时，定子22工作并且所产生的热量，热量传递到套接部213，再由套接部213传递到前壳211，然后由前壳211传递到后盖212，最后由前壳211和后盖212将热量散发到外界空间之中，实现对定子22进行散热。此外，后盖212和前壳211的材料均选用金属，相当于在驱动板24上设置有金属包裹层，形成电磁屏蔽，从而使得外界电磁干扰进不去，内部电磁发不出来，抗干扰能力较强，且不会外界电器产生干扰。

对于上述外转子23，请参阅图10，外转子23包括转子壳231、转动轴232和磁性元件233，转子壳231设置有开口槽2311，磁性元件233固定于开口槽2311的侧壁，转动轴232固定于开口槽2311的底部，可选的，转动轴232固定于开口槽2311的底部的中心。轴承25固定于套接部213的通孔2131内，转动轴232套接于轴承25内，实现外转子23与前壳211之间转动连接。可以理解的是：外转子23与前壳211之间转动连接的方式也不限于上述描述的结构，也可以为其它方式，此处不再一一赘述。

进一步的，在外转子23与前壳211之间转动连接时，定子22收容于开口槽2311内实现外转子23盖罩定子22。此外，外转子23收容于前壳211的转动槽2111内，并且外转子23远离套接部213的一表面与所述转动槽2111的槽口齐平，以增强执行器20的美观性。在一些实施例中，外转子23的材料也可以金属。

在本发明实施例中，在外壳21上设置有套接部213，定子22套设于套接部213外，外转子23与套接部213转动连接，并且盖罩定子22，在执行器20工作时，定子22所产生的热量传递到套接部213，再由套接部213传递到外壳21，最后由外壳21将热量散发到外界空气之中，从而实现对执行器20进行自然散热，无需要配置风扇，成本更低，此外，外壳21的体积比较大，大大提高执行器20自然散热的散热效果；再者，执行器20采集外转子23的设计方式，实现执行器20的偏平化设计，大大降低了执行器20的体积。

本发明又提供机械躯干实施例。机器人包括机械躯干，对于执行器20的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。在本实施例中，机械躯干是指机器人中通过上述执行器控制转动的身体躯干，例如：机械手、机械臂、机械脚、机械头、机械上半身等等。本发明又提供机器人的实施例。机器人包括上述机械躯干，对于机械躯干的具体结构和功能可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (11)

1.一种执行器，其特征在于，包括：

外壳，设置有套接部，所述套接部与所述外壳之间进行热传导；

定子，套设于所述套接部外，所述定子与所述套接部之间进行热传导；

外转子，与所述套接部转动连接，并且盖罩所述定子；

驱动板，固定于所述外壳，并且与所述定子电连接。

2.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，

所述外壳包括前壳和后盖；

所述前壳设置有转动槽和驱动槽；

所述套接部设置于所述转动槽的槽底，并且所述套接部与所述前壳一体成型，所述定子和外转子均收容于所述转动槽内；

所述驱动板收容于所述驱动槽，所述后盖盖设于所述驱动槽的槽口，用于封闭所述驱动槽。

3.根据权利要求2所述的执行器，其特征在于，

所述外转子远离所述套接部的一表面与所述转动槽的槽口齐平。

4.根据权利要求2所述的执行器，其特征在于，

所述转动槽和驱动槽分别位于所述前壳的两相对端。

5.根据权利要求2所述的执行器，其特征在于，

所述驱动槽的侧壁上设置有至少两个第一定位部，所述至少两个第一定位部间隔设置于驱动槽的侧壁，并且相邻两个所述第一定位部形成定位缺口；

所述后盖面向所述前壳的一表面设置有至少两个第二定位部，一所述第二定位部收容于一所述定位缺口。

6.根据权利要求5所述的执行器，其特征在于，

所述前壳还设置有与驱动槽连通的固定缺口；

所述驱动板上设置有连接接头，所述连接接头收容于所述固定缺口，并且所述连接接头受所述前壳和后盖夹持固定。

7.根据权利要求1所述的执行器，其特征在于，

所述定子包括骨架和绕组；

所述骨架套设于所述套接部，所述骨架设置有若干齿槽，所述绕组绕设于所述若干齿槽上，所述绕组与所述驱动板连接。

8.根据权利要求7所述的执行器，其特征在于，

所述执行器还包括导热胶；

所述导热胶设置于所述骨架与所述套接部之间。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的执行器，其特征在于，所述套接部设置有通孔；

所述执行器还包括轴承,所述轴承固定于所述通孔内，所述外转子设置转动轴，所述转动轴套接于固定于所述轴承内。

10.一种机械躯干，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的执行器。

11.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求10所述的机械躯干。