CN215187949U - 电机控制器及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机控制器技术领域，特别是涉及一种电机控制器和机器人。所述电机控制器包括功率板、控制板以及连接件；功率板包括铝基板和发热功率元件；铝基板的第一端面连接外部散热结构，发热功率元件安装在铝基板背离第一端面的第二端面上；控制板包括控制基板和控制元件，连接件连接在铝基板的第二端面与控制基板的第一安装面之间，控制元件安装在控制基板背离第一安装面的第二安装面上。本实用新型的电机控制器被分离为功率板和控制板，功率板上的发热功率元件散发的热量可以通过铝基板快速传递至外部散热结构，如此，实现了有效散热，提升了散热效率，保证了其可靠性，也便于安装和生产。

Description

电机控制器及机器人

技术领域

本实用新型属于电机控制器技术领域，特别是涉及一种电机控制器及机器人。

背景技术

目前，电机控制器的应用广泛，比如，在移动机器人中，就通常会具有电机控制器。电机控制器中设有较多的功率元件，其发热量十分可观，因此，如果电机控制器的散热效果不好，就会导致电机控制器中的半导体元器件(包括功率元件和控制元件等)的结温上升，最终导致其在高结温状态下发生热损坏。

现有技术中，存在通过将散热器贴在功率元件上的方式对电机控制器进行散热的方式。该方式的不足之处在于，散热器的外形必须依据功率元件的位置和结构定制，因此散热器的成本较高，且体积很大，不便于安装和生产。

现有技术中还存在通过风扇进行散热，或者风扇和散热器结合进行散热的方式。该方式的不足之处在于散热过程中噪声大，且风扇需要消耗能量，同时，风扇还会带来灰尘，对电机控制器的电路造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中电机控制器的散热成本高、安装不便、噪声大等技术问题，提供了一种电机控制器及机器人。

鉴于以上技术问题，本实用新型实施例提供一种电机控制器，包括功率板、控制板以及连接件；所述功率板包括铝基板和发热功率元件；所述铝基板的第一端面连接外部散热结构，所述发热功率元件安装在所述铝基板背离所述第一端面的第二端面上；

所述控制板包括控制基板和控制元件，所述连接件连接在所述铝基板的第二端面与所述控制基板的第一安装面之间，所述控制元件安装在所述控制基板背离所述第一安装面的第二安装面上。

可选地，所述控制基板为覆铜箔板。

可选地，所述连接件包括用于传导所述功率板和所述控制板之间的电流的冠簧连接器。

可选地，所述冠簧连接器包括安装在所述第二端面上的冠簧连接母座，以及安装在所述第一安装面上的冠簧连接公座，所述冠簧连接母座与所述冠簧连接公座插接。

可选地，所述连接件包括用于在所述功率板和所述控制板之间传输控制信号的排针连接器。

可选地，所述排针连接器包括安装在所述第二端面上的排针公座，以及安装在所述第一安装面上的排针母座，所述排针母座与所述排针公座插接。

可选地，所述发热功率元件包括安装在所述第二端面上的导热外壳以及被封装在所述导热外壳内的发热晶圆。

本实用新型一实施例还提供了一种机器人，包括散热结构以及所述的电机控制器；所述铝基板的第一端面连接所述散热结构。

可选地，所述散热结构为金属底盘。

本实用新型中，电机控制器包括功率板、控制板以及连接件；所述功率板包括铝基板和发热功率元件；所述铝基板的第一端面连接外部散热结构，所述发热功率元件安装在所述铝基板背离所述第一端面的第二端面上；所述控制板包括控制基板和控制元件，所述连接件连接在所述铝基板的第二端面与所述控制基板的第一安装面之间，所述控制元件安装在所述控制基板背离所述第一安装面的第二安装面上。

本实用新型的电机控制器被分离设计为功率板和控制板，功率板上的发热功率元件(电机控制器中的主要发热元件)散发的热量可以通过铝基板快速传递至外部散热结构，如此，电机控制器中无需增加散热器或风扇，即可保证电机控制器具有良好的散热功能，实现低成本的有效散热，提升了散热效率；并且，电机控制器的良好散热功能可以保证其在低结温状态工作，提升了电机控制器中的发热功率元件和控制元件的电流或电压耐受性，进而保证了其可靠性。同时，功率板中的铝基板可以自动化贴装，无需手动安装焊接，便于安装和生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一实施例提供的电机控制器的结构示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、功率板；11、铝基板；111、第二端面；12、发热功率元件；121、导热外壳；2、控制板；21、控制基板；211、第一安装面；22、控制元件；3、连接件；31、冠簧连接器；311、冠簧连接母座；312、冠簧连接公座；32、排针连接器；321、排针公座；322、排针母座。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”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，因此不能理解为本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型一实施例提供了一种电机控制器，包括功率板1、控制板2以及连接件3；所述功率板1包括铝基板11和发热功率元件12；所述铝基板11的第一端面(图未示)连接外部散热结构(图未示)，所述发热功率元件12安装在所述铝基板11背离所述第一端面的第二端面111上；所述控制板2包括控制基板21和控制元件22，所述连接件3连接在所述铝基板11的第二端面111与所述控制基板21的第一安装面211之间，所述控制元件22安装在所述控制基板21背离所述第一安装面211的第二安装面(图未示)上。可理解地，发热功率元件12是指电机控制器中的所有容易发热的功率器件；可选地，所述发热功率元件12包括安装在所述第二端面111上的导热外壳121以及被封装在所述导热外壳121内的发热晶圆。也即，发热功率元件12包括但不限于为封装在导热外壳121中的发热晶圆(图未示)，电机控制器中容易发热的发热功率元件12均被集成在功率板1上，如此，发热功率元件12散发的热量可以通过具有高散热系数的铝基板11迅速传递至外部散热结构。

进一步地，所述控制基板21为覆铜箔板，所述控制元件22用于生成用于控制发热功率元件12的控制信号，并将所述控制信号通过连接件3(可理解地，连接件3还用于在功率板1和控制板2之间传导电流)传输至功率板1。也即，控制基板21仅为常规的PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)所使用的覆铜箔板即可，如此，可以降低控制板2的制造成本。

本实用新型的电机控制器，被分离设计为功率板1和控制板2，功率板1上的发热功率元件12(电机控制器中的主要发热元件)散发的热量可以通过铝基板11快速传递至外部散热结构，如此，电机控制器中无需增加散热器或风扇，即可保证电机控制器具有良好的散热功能，实现低成本的有效散热，提升了散热效率；并且，电机控制器的良好散热功能可以保证其在低结温状态工作，提升了电机控制器中的发热功率元件12和控制元件22的电流或电压耐受性，进而保证了其可靠性。同时，功率板1中的铝基板11可以自动化贴装，无需手动安装焊接，便于安装和生产。

在一实施例中，所述连接件3包括用于传导所述功率板1和所述控制板2之间的电流的冠簧连接器31。也即，在本实施例中，控制板2和功率板1通过冠簧连接器31相连之后，两者之间的电流通过上述冠簧连接器31流动。可选地，所述冠簧连接器31包括安装在所述第二端面111上的冠簧连接母座311，以及安装在所述第一安装面211上的冠簧连接公座312，所述冠簧连接母座311与所述冠簧连接公座312插接。通过冠簧连接母座311与冠簧连接公座312之间的插接，功率板1和控制板2之间无需焊接以实现电流传导，方便了功率板1和控制板2之间的拆装和生产。

在一实施例中，所述连接件3包括用于在所述功率板1和所述控制板2之间传输控制信号的排针连接器32。也即，在本实施例中，控制板2和功率板1通过排针连接器32连接之后，控制板2对功率板1的控制信号通过排针连接器32进行传输，以控制功率元件工作。可选地，所述排针连接器32包括安装在所述第二端面111上的排针公座321，以及安装在所述第一安装面211上的排针母座322，所述排针母座322与所述排针公座321插接。通过排针母座322与所述排针公座321之间的插接，功率板1和控制板2之间无需焊接以实现控制信号的传输，方便了功率板1和控制板2之间的拆装和生产。

本实用新型一实施例还提供了一种机器人，包括散热结构(图未示)以及所述的电机控制器；所述铝基板11的第一端面连接所述散热结构。所述散热结构设置在机器人上散热效果好的任意位置，且散热结构需要与功率板1的铝基板11上的第一端面贴合，以迅速散发铝基板11上发热功率元件12产生的热量。可选地，所述散热结构包括但不限于为机器人的金属底盘。

本实用新型中，电机控制器被分离设计为功率板1和控制板2，功率板1上的发热功率元件12(电机控制器中的主要发热元件)散发的热量可以通过铝基板11快速传递至散热结构，进而通过散热结构实现迅速散热；如此，电机控制器中无需增加散热器或风扇，即可保证电机控制器具有良好的散热功能，实现低成本的有效散热，提升了散热效率；并且，电机控制器的良好散热可以保证其在低结温状态工作，提升了电机控制器中的发热功率元件12和控制元件22的电流或电压耐受性，进而保证了其可靠性。同时，功率板1中的铝基板11可以自动化贴装，无需手动安装焊接，便于安装和生产。

本实用新型散热效率高，根据实际测试效果，将本实用新型的电机控制器安装在密封的机器人金属底盘(也即散热结构，铝基板11上的第一端面与金属底盘贴合连接)中，电机控制器带动2个额定电流8A的轮毂电机，温度稳定后，用于封装发热晶圆的导热外壳121的温升仅仅为8℃。

以上仅为本实用新型的电机控制器的实施例而已，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 (9)

1.一种电机控制器，其特征在于，包括功率板、控制板以及连接件；所述功率板包括铝基板和发热功率元件；所述铝基板的第一端面连接外部散热结构，所述发热功率元件安装在所述铝基板背离所述第一端面的第二端面上；

所述控制板包括控制基板和控制元件，所述连接件连接在所述铝基板的第二端面与所述控制基板的第一安装面之间，所述控制元件安装在所述控制基板背离所述第一安装面的第二安装面上。

2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述控制基板为覆铜箔板。

3.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述连接件包括用于传导所述功率板和所述控制板之间的电流的冠簧连接器。

4.根据权利要求3所述的电机控制器，其特征在于，所述冠簧连接器包括安装在所述第二端面上的冠簧连接母座，以及安装在所述第一安装面上的冠簧连接公座，所述冠簧连接母座与所述冠簧连接公座插接。

5.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述连接件包括用于在所述功率板和所述控制板之间传输控制信号的排针连接器。

6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述排针连接器包括安装在所述第二端面上的排针公座，以及安装在所述第一安装面上的排针母座，所述排针母座与所述排针公座插接。

7.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述发热功率元件包括安装在所述第二端面上的导热外壳以及被封装在所述导热外壳内的发热晶圆。

8.一种机器人，其特征在于，包括散热结构以及如权利要求1至7任一项所述的电机控制器；所述铝基板的第一端面连接所述散热结构。

9.根据权利要求8所述的机器人，其特征在于，所述散热结构为金属底盘。

Images