CN213197610U - 舵机驱动器、舵机及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种舵机驱动器、舵机及机器人，舵机驱动器包括电路组件、第一排针和第二排针，电路组件包括呈分层布置的多层电路板和设于各层电路板上的电子元件，相邻两层电路板之间间隔距离设置，第一排针连接于相邻两层电路板之间并用以在相邻两层电路板之间传输通讯信号及第一类型电流，第二排针贯穿连接于各层电路板用以在各层电路板之间传输第二类型电流。由于将各个易于发热的电子元件分散设置在不同层的电路板上，从而可以有效地减少单层电路板上的集中发热并通过各层电路板之间形成的通风过道进行散热，提高了散热效率；第二排针可以在各层电路板之间实现大电流的传输，实现大功率的输出。

Description

舵机驱动器、舵机及机器人

技术领域

本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种舵机驱动器、舵机及机器人。

背景技术

机器人在行走时，膝盖关节往往需要承受巨大力量，需要大功率的舵机进行驱动，并且机器人腿部完成的动作越复杂，需要的功耗也越大，产生的热量就越多。并且当舵机驱动器的电流较大时，其散热效果会大大降低。尤其对于在需要输出大功率的驱动器的PCB板中，功率元器件通常与电源等大多数元器件设置于同一层PCB板上，随着输出电流的增大，产生的热量也随之增大，其散热效果很不理想，导致机器人在行走时腿部发热较为严重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种舵机驱动器、舵机及机器人，旨在解决现有技术中输出大功率的舵机驱动器散热效果不好的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种舵机驱动器，包括电路组件、第一排针和第二排针，所述电路组件包括呈分层布置的多层电路板和设于各层所述电路板上的电子元件，相邻两层所述电路板之间间隔距离设置，所述第一排针连接于相邻两层所述电路板之间并用以在相邻两层所述电路板之间传输通讯信号及第一类型电流，所述第二排针贯穿连接于各层所述电路板用以在各层所述电路板之间传输第二类型电流。

可选地，所述第二排针外侧壁沿着所述第二排针的中心轴方向设有多个安装结构，各层所述电路板一一对应地与各个所述安装结构连接并形成电性接触。

可选地，所述第二排针包括多个连接柱，相邻的两个连接柱的连接处的轴向端面呈台阶状，所述第二排针由顶部至底部方向的多个连接柱的直径依次增大。

可选地，所述第二排针的底部设有与连接柱相连的固定部，所述固定部与位于最下层的电路板相连接。

可选地，所述第二排针的各个所述连接柱与对应的所述电路板的通孔内壁之间焊接。

可选地，相邻两层所述电路板之间的间距范围为3mm～8mm。

可选地，所述第一排针和所述第二排针呈错位设置。

本实用新型实施例提供的舵机驱动器的有益效果：与现有技术相比，本实用新型的舵机驱动器，由于将各个易于发热的电子元件分散设置在不同层的电路板上，从而可以有效地减少单层电路板上的集中发热；然后由于各层电路板之间间隔距离设置便形成一定的通风过道，从而可以有效地对各层电路板上电子元件产生的热量进行散热，大大地提高了散热效率；相邻两层电路板之间可通过第一排针传输信号，并且，在第二排针电流导通的作用下，可以在各层电路板之间实现大电流的传输，这样在实现大功率输出的同时还利于各个电子元件散热，使用效果好。

本实用新型实施例提供的另一技术方案：一种舵机，包括散热器和上述的舵机驱动器，位于最底层的其中一个所述电路板与所述散热器连接。

本实用新型实施例的舵机，由于使用有上述的舵机驱动器，通过使得电路板和散热器连接，使得电路板上产生的热量可以及时地传输到散热器上进行散热，这样在实现大功率输出的同时，还可以良好地散热，使得舵机在使用的过程中可以大大地减少发热，减少电力损耗，使用效果好。

可选地，所述电路板设有三层。

本实用新型实施例还提供的另一技术方案：一种机器人，包括上述的舵机。

本实用新型实施例的机器人，由于使用有上述的舵机，在行走时，不仅可以实现复杂的腿部动作，而且腿部不易发热，利于长时间行走。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的舵机驱动器的结构示意图；

图2为图1中舵机驱动器的第二排针的一个实施例结构示意图；

图3为图1中舵机驱动器的第二排针的另一个实施例结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的舵机的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10—电路组件；

11—电路板；12—电子元件；

20—第一排针；

30—第二排针；

31—连接柱；32—固定部；33—轴向端面；34—安装结构；

40—通风过道；

50—散热器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述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1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

如图1～3所示，现对本实用新型实施例提供的舵机驱动器进行说明。舵机驱动器包括电路组件10、多个第一排针20和多个第二排针30，电路组件10包括呈分层布置的多层电路板11和设于各层电路板11上的电子元件12，相邻两层电路板11之间间隔距离设置，第一排针20连接于相邻两层电路板11之间并用以在相邻两层电路板11之间传输通讯信号及第一类型电流，第二排针30贯穿连接于各层电路板11用以在各层电路板11之间传输第二类型电流。

本实用新型实施例提供的舵机驱动器，与现有技术相比，由于将各个易于发热的电子元件12(如MOS、电源电路和控制器等)分散设置在不同层的电路板11上，从而可以有效地减少单层电路板11上的集中发热；然后由于各层电路板11之间间隔距离设置便形成一定的通风过道40，从而可以有效地对各层电路板11上电子元件12产生的热量进行散热，大大地提高了散热效率；相邻两层电路板11之间可通过第一排针20传输信号，并且，在第二排针30电流导通的作用下，可以在各层电路板11之间实现大电流的传输，这样在实现大功率输出的同时还利于各个电子元件12散热，使用效果好。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1、3所示，第二排针30外侧壁沿着第二排针30的中心轴方向设有多个安装结构34，各层电路板11一一对应地与各个安装结构34连接并形成电性接触。具体地，第二排针30在各层电路板11之间起支撑和电流导通的作用，各个安装结构34将各层电路板11分隔开，使得各层电路板11之间形成稳定的通风过道40，利于各层电路板11上的电子元件12散热。其中，通过在各层电路板11上合理排布多个安装槽(图未示)，使得第二排针30上的安装结构34对应地卡设在各层电路板11上的安装槽内，然后通过焊接的方式将安装结构34固定在安装槽内并与电路板11之间电性连接。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1～2所示，第二排针30包括多个连接柱31，相邻的两个连接柱31的连接处的轴向端面呈台阶状，第二排针30由顶部至底部方向的多个连接柱31的直径依次增大。具体地，第二排针30为阶梯轴，第二排针30呈圆柱状，各个连接柱31的直径呈线性变化(即各个连接柱31的直径由一端至另一端递增或递减)，这样相邻两个连接柱31之间形成一个轴向端面33，同一第二排针30中的各个连接柱31一一对应地穿过各个电路板11上的通孔，连接柱31一一对应地与电路板11电性连接，且至少一个电路板11抵设于其中一个连接柱31的轴向端面33，第二排针30穿设在各个电路板11上时，各个电路板11卡设在每个轴向端面33上，这样利于各个电路板11在第二排针30上的固定，使得各个电路板11之间形成稳定的间隔，以利于各层电路板11上的电子元件12散热，结构简单，制作成本低，使用效果好。其中，通过在各层电路板11上合理排布多个通孔，使得连接柱31对应地穿过各层电路板11上的通孔，然后将连接柱31与通孔的内壁固定并与电路板11之间电性连接。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1～2所示，第二排针30的底部设有与连接柱31相连的固定部32，固定部32与位于最下层的电路板11相连接。具体地，第二排针30上的各个安装结构34呈阶梯布置时，通过在第二排针30的最下层设置固定部32，这样该固定部32与位于靠近该固定部32的安装结构34之间便形成一个轴向端面33，以便于将靠近该固定部32的最外侧的电路板11固定。

在本实用新型的另一个实施例中，第二排针30的各个连接柱31与对应的电路板11的通孔内壁之间焊接。具体地，通过使得各个连接柱31与对应的电路板11的通孔内壁之间焊接，这样不仅可以使得连接柱31与电路板11之间固定连接，使得连接柱31起到良好的支撑作用，而且使得连接柱31以电路板11之间电性接触，使得各层电路板11之间可以通过连接柱31传输大电流，使用效果好。

在本实用新型的另一个实施例中，相邻两层电路板11之间的间距范围为3mm～8mm。具体地，通过使得相邻两层电路板11之间的间距范围为3mm～8mm，这样不仅可以保证各层电路板11之间散热效果好，而且可以使得各层电路板11之间结构紧凑。其中，相邻两层电路板11之间的间距可以为3mm、4mm、5mm、6mm、7.5mm或8mm等，按需设置。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示，相邻两层电路板11之间的间距相等。具体地，通过使得相邻两层电路板11之间的间距相等，这样不仅可以保证各层电路板11之间散热效果好，而且可以使得各层电路板11之间结构紧凑，易于安装。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1所示，第一排针20和第二排针30呈错位设置。具体地，相邻两层电路板11之间均设有多个第一排针20，各个第一排针20在相邻的两层电路板11之间传输信号，而各个第二排针30在各层电路板11之间传输电流，这样通过将各个第一排针20和各个第二排针30呈错位设置，使得第一排针20和第二排针30之间互不相通，避免干扰。其中，第一排针20为小排针，第二排针30为定制的大排针。

如图4所示，本实用新型实施例还提供了一种舵机，包括散热器50和上述的舵机驱动器，位于最底层的其中一个电路板11与散热器50连接。

本实用新型实施例的舵机，由于使用有上述的舵机驱动器，通过使得电路板11和散热器50连接，使得电路板11上产生的热量可以及时地传输到散热器50上进行散热，这样在实现大功率输出的同时，还可以良好地散热，使得舵机在使用的过程中可以大大地减少发热，减少电力损耗，使用效果好。

在本实用新型的另一个实施例中，如图4所示，电路板11设有三层。具体地，三层电路板11分为上层板(母线电容板)、中间板(控制板)和下层板(铝基板)，并在上、中、下的方向间隔布置。接口电路和电源电路设置在上层板上、控制器设置在中间板上、MOS设置在下层板上。下层板和中间板之间通过三个第一排针20进行通讯，中间板和上层板之间通过一个第一排针20进行通讯。在工作的过程中，48V的电源电路通过上层板焊盘进来，再通过第二排针30流向中间板和下层板，中间板分流2A左右的电流来实行信号控制，剩余电流流向下层板，经过MOS，然后出来电机三项电压UVW，再通过第二排针30流向上层板，最后通过焊线流出给到电机使用，实现功率输出。在散热时，由于下层板为单面铝基板，第二排针30上的固定部32与下层板卡接，下层板通过螺丝锁定到散热器50上，这样下层板上的MOS产生的巨大能量通过铝基板传到散热器50上，实现散热。通过上述设计，驱动器能达到最大电流100A的需求的同时，又能很好解决散热问题，是一款高功耗高性能的电机驱动器。

本实用新型实施例又提供了一种机器人，包括上述的舵机。

本实用新型实施例的机器人，由于使用有上述的舵机，在行走时，不仅可以实现复杂的腿部动作，而且腿部不易发热，利于长时间行走。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舵机驱动器，其特征在于：包括电路组件、第一排针和第二排针，所述电路组件包括呈分层布置的多层电路板和设于各层所述电路板上的电子元件，相邻两层所述电路板之间间隔距离设置，所述第一排针连接于相邻两层所述电路板之间并用以在相邻两层所述电路板之间传输通讯信号及第一类型电流，所述第二排针贯穿连接于各层所述电路板用以在各层所述电路板之间传输第二类型电流。

2.根据权利要求1所述的舵机驱动器，其特征在于：所述第二排针外侧壁沿着所述第二排针的中心轴方向设有多个安装结构，各层所述电路板一一对应地与各个所述安装结构连接并形成电性接触。

3.根据权利要求1所述的舵机驱动器，其特征在于：所述第二排针包括多个连接柱，相邻的两个连接柱的连接处的轴向端面呈台阶状，所述第二排针由顶部至底部方向的多个连接柱的直径依次增大。

4.根据权利要求3所述的舵机驱动器，其特征在于：所述第二排针的底部设有与连接柱相连的固定部，所述固定部与位于最下层的电路板相连接。

5.根据权利要求3所述的舵机驱动器，其特征在于：所述第二排针的各个所述连接柱与对应的所述电路板的通孔内壁之间焊接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的舵机驱动器，其特征在于：相邻两层所述电路板之间的间距范围为3mm～8mm。

7.根据权利要求1～5任一项所述的舵机驱动器，其特征在于：所述第一排针和所述第二排针呈错位设置。

8.一种舵机，其特征在于：包括散热器和权利要求1～7任一项所述的舵机驱动器，位于最底层的其中一个所述电路板与所述散热器连接。

9.根据权利要求8所述的舵机，其特征在于：所述电路板设有三层。

10.一种机器人，其特征在于：包括权利要求8～9任一项所述的舵机。

Images