CN208788621U - 机械接头及机器人 - Google Patents

Abstract

一种被构造成用于将产生的热消散的机械接头如机器人手臂接头。该机械接头包括：壳体，所述壳体容纳有电机组件，该电机组件被构造成驱动用于驱动机械接头的齿轮组件，该电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制该电机组件的转子的旋转；其中控制组件的制动盘被构造成增加壳体内的空气流动。还公开了机器人和机器人系统。

Description

机械接头及机器人

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§111(a)提出申请，并根据35U.S.C.§119(e)要求于2017年1月16日提交的题为“机器人手臂接头”的序列号为62/446,616的美国临时专利申请的权益，其全部公开内容出于任何目的通过引用并入本文。

技术领域

本实用新型总体涉及工业机器人，更具体地涉及一种用于机器人手臂的铰接接头。

背景技术

机器人在工业应用中已经使用了六十多年。机器人的早期实施涉及简单的装置，例如，将物体从第一点转移到几英尺远的第二点。目前，机器人被广泛应用于多个行业的关于制造的各个方面，其中汽车制造商通过将它们的装配线的大部分进行自动化来引导方向。通常，如今常用的机器人包括大型装置，其高速运行并大多位于与人们隔离的区域以避免人身伤害。

在过去的几年中，机器人已经变得先进到且小到足以安全地与人类一起工作。它们已被设计成使得可能接触机器人的人受伤的可能性已经基本消除。这些“人类安全”机器人的一个非常普遍的用途是拾取-放置应用。在拾取-放置应用以及其它相似的实施方式中，铰接机器人手臂提供了成本有效的解决方案。铰接机器人手臂有多个旋转接头，从而提供了非常广泛的运动范围。不幸的是，随着这些机器人变得越来越小，接头已变得更加复杂。因此，机器人承受由铰接接头的机械、热、电和其它可能的失效模式引起的可靠性问题。

因此，需要改进用于包括铰接接头的机器人的接头机构。

实用新型内容

在一个实施方式中，提供了一种被构造成用于将产生的热消散的机械接头。该机械接头包括：壳体，所述壳体容纳有电机组件，该电机组件被构造成驱动用于驱动机械接头的齿轮组件，该电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制该电机组件的转子的旋转；其中控制组件的制动盘被构造成增加壳体内的空气流动。

制动盘可以包括散热片、凹窝、凸块和冲孔槽中的至少一个。制动盘可以与被配置用于监测旋转的编码器盘结合；并且磁读取头与编码器盘之间的距离可以是可调节的。控制组件的螺线管和电机组件的定子中的至少一个可以被选择用于从其中将热导走的材料嵌铸。控制组件的螺线管可以安装在壳体的封装部(pocket)内。控制组件的螺线管可以靠近壳体的通路。后盖、中间盖、制动盘、齿轮组件的至少一部分以及壳体中的至少一个可以由铝或其合金制成。控制组件可以包括柱塞销，该柱塞销被构造成与制动盘的冲孔槽、凹窝和凸块中的至少一个接合。机械接头可进一步包括至少一个传感器，其被配置用于监测设置在其中的性能参数，并且性能参数可包括温度、应力、应变、载荷、位置、旋转和加速度中的至少一个。

在另一个实施方式中，提供了一种机器人。所述机器人包括：被构造成用于将其中产生的热消散的至少一个机械接头，该机械接头包括壳体，所述壳体容纳有电机组件，该电机组件被构造成驱动用于驱动机械接头的齿轮组件，该电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制该电机组件的转子的旋转；其中控制组件的制动盘被构造成增加壳体内的空气流动；以及被构造成用于执行任务的工具。

机器人可以是6轴的机器人。任务可以包括抓取、升降、定位、放置货物、涂漆、焊接、钎焊、拆卸、组装、拣选、种植、修剪、切割和收割中的至少一个。

在进一步的实施方式中，提供了一种机器人系统。该机器人系统包括：机器人，该机器人包括至少一个机械接头，该机械接头被构造成将其中产生的热消散并且包括壳体，所述壳体容纳有电机组件，该电机组件被构造成驱动用于驱动机械接头的齿轮组件，该电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制该电机组件的转子的旋转；其中控制组件的制动盘被构造成增加壳体内的空气流动；被构造成用于执行任务的工具；和用于控制机器人的控制器。

控制器可以包括存储在非暂时性介质上并且是机器可执行的机器可读指令，该指令用于控制机器人执行任务。

控制器可以包括存储在非暂时性介质上并且是机器可执行的机器可读指令，该指令用于控制机器人控制电机组件和控制组件中的至少一个。该控制可以由从所述机械接头内的传感器接收的数据产生。传感器可以包括被配置用于监测温度、应力、应变、载荷、位置、旋转和加速度中的至少一个的传感器。

附图说明

从以下结合附图的描述中，本实用新型的特征和优点是显而易见的，其中：

图1是根据本文的教导的包括机器人接头的机器人系统的图示；

图2是机器人接头的示例性实施方式的剖视图；

图3是图2中所述的实施方式的分解图；

图4是用于机器人接头的现有技术制动系统的示意图；

图5A和图5B，在本文中统称为图5，是示出根据本文的教导的用于机器人接头的制动盘的实施方式的示意图；

图6是示出根据本文的教导的用于机器人接头的制动盘的另一实施方式的示意图；

图7A和图7B，在本文中统称为图7，是根据本文教导的编码器盘(图7A) 和组合的编码器/制动盘(图7B)的立体图；

图8是示出用于调节在本文中公开的接头的实施方式的绝对读取头与绝对磁盘之间的编码器间隙的过程的方面的立体图；

图9和图10是本文公开的接头的实施方式的横截面图(图9提供分解图)；

图11和图12是在本文公开的接头的各个实施方式中包括的齿轮组件的立体图；

图13是示出本文所公开的接头的实施方式的散热和功率流的各方面的流程图；

图14、图15和图16是本文公开的接头的实施方式的一部分的立体图，着重于螺线管的设计。

具体实施方式

本文中公开了提供机械接头的方法和装置。机械接头适用于机器人系统，特别是用作机器人手臂的铰接接头。在图1中示意性地示出机器人系统10的非限制性示例。

在图1中，机器人系统10包括多轴工业机器人12和工具20。为了介绍的目的，工具20可以是系统操作者认为合适的任何类型的装置。机器人系统10 的整体操作控制可以通过控制器50经由执行方法来实现。通常，控制器50可以包括用于控制机器人12和机器人接头100的任何类型的计算机、控制器、微控制器、网络化控制器或其它类似的设备。在本文中还提供了对合适的控制器 50的更详细的描述。

图1的机器人12可以被实施为如图所示的传统的6轴工业机器人，并且因此可以具有多个机器人接头100，其中在图1中示出至少一些。多个接头100连接机器人12的部段或串行连接部，包括下臂14、上臂15和手腕16，并总体提供用于执行所分配的工作任务所需的期望的运动范围和控制自由度的数量。

可以用机器人12完成的这些工作任务的例子包括对货物的抓取、升降、定位、放置以及许多其它可能的任务，例如涂漆、焊接、钎焊、拆卸、组装、拣选、种植、修剪、切割、收割和其它可由典型机器人执行的任务。接头位置传感器可以针对每个接头100被定位并且被配置为测量每个相应接头100的测量位置并向控制器50报告每个相应接头100的测量位置。此外，一个或多个力传感器(未示出)也可以相对于每个接头100例如手腕16被定位，并且用于向控制器50提供力或扭矩反馈。因此，控制器50可以被配置成避免在执行该方法期间在工件上施加过大的力。

为了本说明书的目的，机器人12可以包括固定或移动的基座25，并且用于机器人12的支架75可以相对于地板85被固定或者从竖直表面(例如机器立柱或墙壁)悬置或被固定在顶空位置。支架75可以在笛卡儿(例如，X、Y、Z) 参照系中具有预定位置，并因此提供用于在重新配置期间使机器人12归零的校准参考点。

图1中所示的每个接头1包括新颖的设计。在图2和图3中示出该设计的一个实施方式。在图2中，提供了接头100的剖视图。在图3中，提供了分解图。

现在参考图2和图3，可以看出，机器人接头100包括壳体101。壳体101 包括接头100的机械部件和至少一些电气部件。包括包括电机相关部件的电机组件，电机相关部件例如是定子118、轭环117和转子集线器适配器116。电机组件被构造成容纳来自齿轮组件140的齿轮驱动轴135。齿轮组件140自身可以使用诸如螺钉的紧固件141被紧固到壳体101的底部。

放置在转子集线器适配器116顶上的是弹簧垫圈115，旋转制动盘114或轮子放置在弹簧垫圈115上。制动盘114使用卡扣环113被保持在适当的位置。编码器盘112放置在组件上并使用盘保持器110保持。具有衬套109的安装板108 安装在盘保持器110上方。安装板108安装有绝对读取头107。绝对编码器磁盘 106连接到安装在组件上方的绝对编码器集线器105。在壳体101内部和绝对编码器集线器105上方还包括的是接头驱动器104，该接头驱动器104是具有用于驱动和控制接头100的电子器件的电路板组件。中间盖103被紧固到壳体101 以容纳组件并用作后盖102的安装部。在所示的实施方式中，还设置有制动系统。制动系统根据需要提供对接头100的减速和停止。

总的来说，为了本文和通常讨论的目的，绝对读取头107、绝对编码器集线器105、增量读取头111、编码器盘112和编码器集线器105提供“编码器组件”。其它被认为合适的组件可以被并入编码器组件内或被视为编码器组件的一部分。例如，盘保持器110、安装板108和衬套109可以被视为编码器组件的子部件。

在操作中，编码器组件用作传感器来测量旋转。通过测量旋转，可以实现对位移、速度、加速度或旋转传感器的角度的确定。典型的编码器使用光学传感器、移动的机械部件和特殊的反射器以向微控制器提供一系列电脉冲。这些脉冲可以用作PID反馈控制系统的一部分，以确定移动的机器人或机器人部件的平移距离、旋转速度和/或角度。在本文提供的示例中，编码器组件利用磁技术。

如图4所示，关于现有技术，通常使用与旋转的制动轮314相互作用的螺线管320来实现制动。安装在电机轴335上的制动轮314具有等距布置在最外周边的多个齿310。制动轮314被构造成通过设置在制动轮314与电机轴335之间的摩擦带301的摩擦接合来减慢并且最终停止电机轴335的旋转。螺线管320 具有柱塞321，其能够被控制以沿着螺线管320的中心线接合以及脱离接合。当使用螺线管320实施制动作用时，柱塞321向前延伸到制动轮314以与齿310 接合。当齿310被接合时，制动轮314的旋转停止并且电机轴335被限制。当柱塞321缩回时，制动轮314脱离接合并且电机轴335的旋转可以恢复。

现在参考图5A和图5B，在本文中统称为图5，示出了本文公开的制动盘 114的实施方式。在操作中，制动盘114以类似于现有技术制动轮314的方式工作。有利地，制动盘114可以被配置成从而增强对流传热。例如，制动盘114 可以结合用于在接头组件内部产生空气冷却流的特征，以帮助保持诸如驱动电子器件、螺线管、伺服电机和谐波传动齿轮系统等的接头部件处于较低的温度。这种特征的非限制性示例包括制动盘114上的散热片、凹窝、凸起或其它这样的特征。图5A示出了第一示例性实施方式中的制动盘114上的冲孔槽401。冲孔槽401提供可选的冷却通风口，并且非常像风扇的叶片一样工作。在另一个示例性实施方式中，如图5B所示，制动盘114上的冲孔凹窝411、412用于降低或管理温度。在操作中，随着电机的轴旋转，部件产生速度场以冷却接头100 的部件。在图6中示出制动轮的可替选设计。

在图6中，制动盘114包括沿周向方向定向的冲孔槽401。包括前向凹窝 411，并提供关于图5B讨论的期望的效果。在该实施方式中，前向凹窝411也提供止动特征。也就是说，前向凹窝被构造成与螺线管120的柱塞销121相互作用。当螺线管120被致动时，柱塞销121延伸并与前向凹窝411接合，从而限制齿轮输入轴135的旋转。

在可替选实施方式中，接头100可以被构造成使得从而改善可制造性并减少部件数量。这种设计的优点包括通过使用较少的部件来降低材料成本，在制造接头100期间减少劳动时间并且提高质量。简化的制造工艺降低了制造过程中操作者错误的可能性，并且使得可靠性提高、组件的轴向长度减小以及由于壳体101内部的气流而使得冷却得以改善。

例如，代替如图7A所示的实施方式中(部分地)示出的那样使用单独的编码器盘112和制动盘114。如图7B所示，两个部件组合成一体式部件。通过在被磁化的编码器盘112的钢背板的外径上添加突起，编码器盘112和制动盘114 的功能被结合到一体式编码器/制动盘601中。此外，在一体式编码器/制动盘601 的周边添加的突起602为磁盘106提供了磁通返回路径并提供作为制动转子。此外，一体式编码器盘/制动盘601可以包括诸如凹槽、凸块和槽(如关于图5 所介绍的)的特征以提供增强的通风。可以例如在安装孔之间的区域中添加这些特征。有利地，这使得制动轮、编码器盘和风扇的功能全部集成在一个紧凑的单元中。

总的来说，为了本文和通常讨论的目的，制动盘114、螺线管120、制动弹簧119、柱塞销121和驱动器104提供“控制器组件”。被认为合适的其它部件可以被并入控制器组件内或被视为控制器组件的一部分。例如，编码器组件可以被认为是控制器组件的子部件。

现在转到图8，在附加的示例性构造中，使用塞尺来调节编码器盘112和绝对读取头107之间的间隙(“编码器间隙”)。在当前可用的装置中，将编码器间隙设置在其中操作人员的触及受限的带壳体的接头中是劳动密集的过程，并且是不可靠的。通过固定绝对读取头107的位置并允许调节编码器盘112的位置，操作者能够使用简单的塞尺容易地设置编码器间隙。

如图9所示，可以实现的附加特征是用于导线820穿过接头100的机械应变减小部801。导线820当通过旋转中空轴并且没有正确对准时可能与旋转轴接触并导致电短路。通过集成管810、扣眼812和螺旋弹簧811，导线820在其穿过接头100时受到保护。在该示例中，弹簧811和扣眼812被限制在管810内。弹簧811向扣眼812提供向上偏置，从而保持导线820的平滑入口。而且，在机器人接头中，导线820可以在接头的正常操作期间扭曲。随着导线扭曲，导线的长度缩短。缩短导致与导线连接的部件变形。在图9中，导线820牢固地连接到扣眼812。随着导线扭曲和缩短，弹簧811作用在扣眼812上，并连同导线一起向上推动。这个动作使得机器人接头内的导线的应变减小。

现在参考图10，以横截面图示出了完全组装的接头100的可替选实施方式。该实施方式描述了相对于图2和图3中所示的接头100的多个附加可选特征。在这个示例中，齿轮组件140是谐波齿轮组件。位于在齿轮头组件140顶上的是板901和接触区域902。接触区域902可以经受高接触压力。谐波齿轮组件的实施方式在图11和图12中示出以供参考。

现在参考图13，示出了对接头100的散热面积的详细分析，并对其进行量化。如图所示，接头100中近70％的散热来自谐波齿轮组件。由于齿轮啮合部、轴承、密封部和润滑剂中的损失，发生散热。如果谐波传动装置产生的热量能够得被有效地消散，则对接头的温升会有很大的影响，从而提供更长的寿命、更高的可靠性和更好的性能。在这个示例中，接头尺寸是以3500rpm运转的电机估计的尺寸14。

在图13中，示出了来自电源的输入功率并且示出了该输入功率的流动以及它如何通过接头流入输出功率以及由于效率导致的功率消耗或损耗。制动器的螺线管虽然很小，但却是功耗的重要来源，也是电机内部的热点。

已经介绍了接头100的实施方式之后，现在呈现一些另外的方面和特征。

通常，组合的编码器盘、制动盘和风扇允许使用磁性编码器并将读取头安置在制动器(编码器轮和制动轮用作一个单元)上。此外，如上所述，由于在制动轮上放置散热片特征/凹窝/凸块而产生的组合式风扇和制动盘功能在接头组件内产生更多的空气流动，从而帮助将驱动电子器件保持在较低温度下。

通过在接头中使用线性热传感器来监测实时温度、将温度数据发送给控制器并且控制性能以控制对接头和其中的部件的加热，可以密切监测热自保护。在一些实施方式中，在其中布置有被配置用于监测性能参数的至少一个传感器。性能参数可以包括温度、应力、应变、载荷、位置、旋转和加速度中的至少一个。

可以通过使用铝和其它材料来实现改进的齿轮冷却，这些材料还能够在接头的部件中实现重量减小和高导热性。通过选择合适的材料，还可以改善重量减小并改进从齿轮到壳体的传热。可以使用不锈钢轴来减少从电机到齿轮的传热。

通过提供易于调节的编码器间隙，有利于盘片位置和固定读取头的制造和调整。通常，编码器间隙可以用塞尺来设定。

在壳体中包括铸造螺线管安装部，使得从螺线管线圈到外部环境的传热得以改进。类似地，将螺线管灌封到安装部上，使得远离螺线管的传热得以改善。

在一些实施方式中，使用至少一个光管和半透明或透明的后盖。这些特征还可以使得驱动器上的发光二极管(LED)在接头的后盖上可见并且用于指示其状态。

通常，后盖可以是卡扣式开/关盖，并且不需要用于移除或组装的工具。后盖可以由铝、塑料或限制电磁干扰(EMI)的其它材料制成。后盖可以包括散热器特征(例如散热片和凸块中的至少一个)以改善结构，冷却并减少EMI(发射)。

壳体可以包括使用者可触及按钮，用于使用者启动和释放手动制动器。按钮可以是凹进的。使用者可触及的按钮通常允许使用者手动释放制动器而无需移除盖子。

在一些实施方式中，采用嵌铸定子来改善从传动装置和电机组件到壳体的传热。

在一些实施方式中，永磁体滑动制动离合器使用钢制动盘和永磁体(而不是波状垫圈)来允许滑动转矩。

在一些实施方式中，壳体涂覆有适于提供改善的冷却的材料。

在齿轮组件中，由于密封部、润滑脂和齿轮啮合部中的损失而发生散热。如果谐波传动装置产生的热量能够得以更好地散发，则对接头的温升会有很大的影响，从而延长寿命、提供更好的可靠性并降低成本。因此，在机器人接头 100的可替选实施方式中，从谐波齿轮组件的主体到壳体101的传热得以改善。这是通过用由铝制成的板901代替传统的钢板901来实现的。接触区域902承受高的接触压力，因此通过现在更加导热的铝板允许到铝外壳中的非常高的传热速率。此外，前输出板951(如图11所示)也可以由铝而不是钢制成。除了改善传热之外，这也将大大减少齿轮组件的重量。如本文所示，重量减少了约 17％至35％。

在另一可替选实施方式中，用于降低从电机部分到传动装置的传热的另一改进是由不锈钢代替常规的钢来制造轴。这显著地减少了沿轴进入谐波齿轮组件中的轴承的传热，如图10所示。

在接头的又一可替选实施方式中，为了降低接头100内部的温度，提供了用于螺线管120的线圈的改进的安装方法。安装方法提供了在接头100内的更有效的散热。在接头100的一种设计中，制动器非常空间有效地被设计成具有螺线管致动器的薄板以得到“销/辐条”类型的制动器。电磁铁柱塞起销的作用，销被向下插入以使杆与薄板上的辐条相互作用。该电磁铁柱塞由线圈供电，线圈进而向其施加一个电压。线圈通过经过其绕组的电流被加热，以电阻加热的形式。设计的示例如图14所示。

线圈的温度测量结果表明，与机器人接头中的其余部件相比，线圈往往非常热。对于螺线管主体所测量的温度高达110摄氏度。这种高温加热了周围的部件，并限制了线圈的寿命。当施加制动时，电磁线圈的故障导致接头完全失效。其它周围组件的温度要低得多。

通常，传动部分中的温度升高会降低接头的寿命。超过七十摄氏度的温度将对接头100的寿命产生显著的负面影响。为了实现热量减少目的，代替用于线圈1620(图14)的传统安装支架，可以将线圈1620的安装面铸造到壳体101 中，如图15所示，并且被设置为封装部1510。壳体101可以由铝制成并且最通常通过压铸制造。该壳体101为电磁线圈提供了优异的散热，因为当被铸造到外壳101中时，封装部1510紧密接触在安装支架(此时实际上是镶铸的封装部) 和外壳101之间。或者，线圈1620可以或者被嵌铸到压铸件中的封装部1510中(图15)，或者可选地被嵌铸到安装支架1710中(图16)。所选择的嵌铸材料的电导率最好可以超过0.6W/(m-K)，这是空气电导率的许多倍。

此外，如图15所示，螺线管120可以邻近通路1410定位。通常，通路1410 提供用于布线缆的通路。在一些实施方式中，通路1410保持打开(如所示出的) 并且用于增加对来自螺线管120的热量的通风和散热。此外，空气引导特征(未示出)可以布置在螺线管120和通路1410附近(或在其上或与其接触)。空气引导特征的实例包括散热片、格栅、不规则表面等。空气引导特征可以提供用于引导通过本文中公开的新型制动轮114循环的空气的通道。

要注意的是，对于机器人接头的所有实施方式，可以使用主动热管理来提高可靠性。这可以通过例如连续监测每个接头上的热设备输出而确定温度来完成。这可以通过主动降低通往电机的电流来防止超过热限制，从而保持在最高温度但不超过限制。电流限制降低对于附近的操作者来说是微乎其微的，几乎不可察觉的。例如，在监测温度时，温升可能被模型化。如果预测结果是温度过高，则将电流限制降低到90％。如果温度继续上升，则将电流限制设置为80％等等。在某一点上，这个热管理系统稳定在最大的热性能。随着更多的净空预测，热限制增加回到100％。在接头(图1)当中具有协调运动的多轴机器人中，可以基于超过热限制的任何一个电机预测来成比例地调整所有电机。

如上所述，为了提供改进的机器人接头并克服当前可用装置的缺点和问题，提供了一种具有改进的操作能力和增强的可靠性的接头，包括用于避免接头的电、热和机械故障的系统和方法。

在机器人的正常操作中，每个接头内部的电机、螺线管、驱动器等产生热量，这些热量必须被有效地从机器人消散以允许可接受的温度从而确保机器人的安全和长期的可靠性。为了保持机器人接头的可靠性，保持机器人接头的冷却非常重要。保持接头冷却的一些好处包括更长的寿命、更好的性能和更高的运行可靠性。传动装置的寿命高度依赖于保持齿轮润滑油低于允许的温度。轴承的润滑对于保持冷却也是至关重要的。一般来说，润滑油每增加10摄氏度的温升，寿命就会减半。许多机器人应用需要约20,000小时量级的寿命，这有助于证明机器人的使用是正确的，因为一旦回收期变得有吸引力，则长寿命机器人会继续为机器人购买者提供投资回报，超过协作机器人的最初的典型十八个月的回收期。这种增加的可靠性是在对成本的影响很小的情况下完成的，从而显著提高拥有机器人的投资回报率。

机器人接头中产生的热量很不均匀。例如电机定子绕组等热源附近可能会出现热点。这里描述的新颖系统的另一个好处是消除了热点。诸如协作机器人之类的一些应用要求机器人的皮肤温度保持较低以避免灼伤其邻近的人类共同工作者。通过保持接头冷却，润滑剂和其它热敏元件(例如反馈装置)的寿命得以延长。

与传统的用于给定部件的其它材料相比，可以将用于接头的材料选择为轻质的。例如，与钢相比，铝或其合金重量轻。与传统的用于给定部件的其它材料相比，可以将用于接头中的材料选择为表现出高导热性。例如，与钢相比，铝或其合金可以表现出高导热率。相反，一些部件可以由选择用于呈现低导热性的材料制造。例如，电机组件的轴可以由不锈钢制造，从而限制对齿轮组件的导热率。

其中，本文描述的新型机器人接头除了其它以外还包括：组合的编码器盘/ 制动盘/风扇、具有用于在内部产生气流的散热片特征/凹窝/凸块的制动轮、热自保护、改进的齿轮冷却、选择的预定材料以减少传递到敏感部件的热量同时增加到环境中的热量传递、编码器间隙可调节性、配置有铸造螺线管安装部的壳体、光管和半透明后盖、卡扣式盖、内部导线应变减小、配置为散热器的后盖和用于释放制动器的凹进式按钮。

上述新型系统的特别的优点是机器人接头相对于目前可用的装置具有改进的机械、热、电和可靠性构型。特别地，在机器人接头内部提供了增强的对流和传导传热。

另一个优点是减少了接头部件的数量。这使得简化了机器人接头的结构，有助于设计紧凑的机器人接头，并提高了机器人接头的可靠性。

另一个优点是使接头的一部分能够执行多功能并提供增大的整体操作可靠性。

通常，控制器50具有一个或多个中央处理单元(处理器)。处理器经由系统总线与随机存取存储器(RAM)(也称为“系统存储器”，或简称为“存储器”) 和多个其它部件联接。控制器50可以包括与系统总线联接的只读存储器(ROM)。 ROM可以包括内置的操作系统(BIOS)，其控制计算机的某些基本功能。

控制器50可以包括输入/输出(I/O)适配器和联接到系统总线的通信适配器。I/O适配器通常提供与硬盘和/或长期存储单元(诸如磁带驱动器、固态驱动器(SSD))或任何其它类似部件(例如光驱)的通信。

通信适配器将系统总线与外部网络相互连接，使得控制器50能够与其它这样的系统进行通信。通信适配器可以支持有线通信协议和无线通信协议中的至少一种，并且可以与因特网(直接或间接)通信。

控制器50由合适的电源供电。输入/输出设备通过用户界面(UI)适配器提供。可以包括键盘、指针设备(例如鼠标)和扬声器，并且通过用户界面适配器将其互连到控制器50。其它用户界面部件可以被认为是合适的。

通常，控制器50将机器可读指令存储在非暂时性机器可读介质(例如在 ROM、RAM或大容量存储单元中)上。机器可读指令(其在本文中可以被称为“软件”、“应用程序”、“客户端”、“进程”、“插件”以及其它类似术语)通常提供如在本文中进一步详细讨论的功能。

存储在非暂时性机器可读介质上的一些机器可读指令可以包括操作环境。例如，并且如本文所呈现的，合适的操作环境是WINDOWS(可从华盛顿 Redmond的微软公司获得)。这里提供的软件可以用例如SQL语言来开发，所述SQL语言是用于管理关系数据库的跨供应商查询语言。软件的各个方面可以用其它软件来实现。例如，可以用XML(可扩展标示语言)、HTML(超文本标记语言)等提供用户界面。

应当认识到，如可以在本文中描述的一些功能可以通过适当的硬件(例如通过驱动器104)或者软件来实现。因此，在参考以某种方式的实施的情况下，这样的实施仅仅是说明性的，并不限制所描述的技术。控制器50的操作可以与诸如机器视觉之类的其它技术组合或由其增强。

使得实施控制器50的技术效果相对于目前可用的装置在机械、热学、电学和可靠性方面得以改进是可能的。特别地，在机器人接头内部提供了增强的对流和传导传热。控制器50可以被配置为根据任何一个或多个这样的方面来控制接头100，并且可以以这种方式来平衡生产与维护、寿命和其它这种关注点。

可以包括各种其它部件并且被要求提供本文教导的方面。例如，可以使用附加材料、组合材料和/或省略材料，以提供在本文的教导的范围内的附加实施方式。

可以实现对本文教导的多种修改。通常，可以根据使用者、设计者、制造商或其它类似的相关关注方的需要来设计修改。这些修改可以旨在满足该方认为重要的特定性能标准。所公开的实施方式不应被解释为对本技术的限制，而仅仅是说明性的。

当介绍本实用新型的元件或其实施方式时，冠词“一”、“一个”和“该”旨在表示存在一个或多个元件。类似地，当用于引入元件时，词“另一个”旨在表示一个或多个元件。术语“包括”和“具有”旨在是包括性的，使得除了列出的元件之外还可以有其它元件。如本文所使用的，术语“示例性”不旨在暗示最高级的例子。而是，“示例性”是指作为用于实施方式的许多可能示例当中的一个示例的实施方式。

尽管已经参考示例性实施方式描述了本实用新型，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。此外，本领域技术人员将会理解，用于使特定的仪器、情况或材料适应本实用新型教导的许多修改不会脱离本实用新型的实质范围。因此，意图为，并非将本实用新型限于作为用于实施本实用新型的最佳模式公开的特定实施方式，而是本实用新型将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (10)

1.一种机械接头，其特征是，所述机械接头被构造成用于将在其中产生的热消散，所述机械接头包括：

壳体，所述壳体容纳有电机组件，所述电机组件被构造成驱动用于驱动所述机械接头的齿轮组件，所述电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制所述电机组件的转子的旋转；

其中所述控制组件的制动盘被构造成增加所述壳体内的空气流动。

2.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述制动盘包括散热片、凹窝、凸块和冲孔槽中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述制动盘与被构造用于监测旋转的编码器盘结合，且磁读取头与所述编码器盘之间的距离是可调节的或固定的。

4.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述控制组件的螺线管和所述电机组件的定子中的至少一个被选择用于从其中将热导走的材料嵌铸。

5.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述控制组件的螺线管是安装在所述壳体的封装部内和安装在所述壳体的通路附近的至少其中之一。

6.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，后盖、中间盖、所述制动盘、所述齿轮组件的至少一部分、以及所述壳体中的至少一个由铝、其合金或呈现高导热率和轻质特性的另一种材料制成。

7.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述控制组件包括柱塞销，所述柱塞销被构造成与所述制动盘的冲孔槽、凹窝和凸块中的至少一个接合。

8.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述机械接头还包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被构造为用于监测设置在其中的性能参数，所述性能参数包括温度、应力、应变、载荷、位置、旋转和加速度中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的机械接头，其特征是，所述电机的轴由选择用于减少从所述电机到所述齿轮组件的传热的材料制成。

10.一种机器人，其特征是，所述机器人包括：

至少一个机械接头，所述至少一个机械接头被构造成用于消散在其中产生的热并且包括壳体，所述壳体容纳有电机组件，所述电机组件被构造成驱动用于驱动所述机械接头的齿轮组件，所述电机组件被构造成由控制组件控制以用于控制所述电机组件的转子的旋转；其中所述控制组件的制动盘被构造成增加所述壳体内的空气流动；以及

被构造成用于执行任务的工具。