CN216707504U - 一种关节用的集成式伺服电机驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种关节用的集成式伺服电机驱动器，包括外壳、端盖、制动电阻、驱动模块和编码器；外壳与端盖相互配合，端盖安装在外壳的第一端；制动电阻安装在外壳上，置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内；驱动模块置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内，包括第一控制板和第二控制板，第一控制板安装在端盖上，第一控制板和第二控制板之间形成散热空隙，编码器安装在第二控制板上；第一控制板和第二控制板电气相连，制动电阻和编码器均与驱动模块电气连接。与现有技术相比，本实用新型借助机器人的关节外壳进行散热，将制动电阻、驱动模块和编码器进行了集成化设计，可以充分利用机器人关节的空间，减小伺服电机驱动器的整体体积。

Description

一种关节用的集成式伺服电机驱动器

技术领域

本实用新型涉及伺服电机驱动器技术领域，尤其是涉及一种关节用的集成式伺服电机驱动器。

背景技术

伺服电机驱动器广泛应用于工业控制和自动化生产，伺服电机驱动器用于驱动无刷直流电机旋转，从而带动机器人关节运动，一般包括外壳，外壳内设置散热片、驱动线路板等，如中国专利CN211982415U公开的一种散热良好的低压伺服驱动器。但是，常规的伺服电机驱动器为独立的电子器件，与电机、编码器和减速机分离安装，应用于机器人或相关的自动化控制领域上时，会使得机器人关节整体体积比较大，而集成过于紧凑的话又会导致散热效果不佳，因此，为满足市场需要，有必要设计一种兼顾集成化程度与散热效果的伺服电机驱动器。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种关节用的集成式伺服电机驱动器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种关节用的集成式伺服电机驱动器，包括外壳、端盖、制动电阻、驱动模块和编码器；

所述外壳与端盖相互配合，端盖安装在外壳的第一端；

所述制动电阻安装在外壳上，置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内；

所述驱动模块置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内，包括第一控制板和第二控制板，所述第一控制板安装在端盖上，所述第二控制板与第一控制板之间通过连接件连接，且第一控制板和第二控制板之间形成散热空隙，所述编码器安装在第二控制板上；

所述第一控制板和第二控制板电气相连，所述制动电阻和编码器均与驱动模块电气连接。

优选的，所述端盖与外壳螺接。

优选的，所述制动电阻与外壳螺接。

优选的，所述连接件包括多根连接杆，第二控制板上设有第二通孔，连接杆的第一端固定在第一控制板上，所述连接杆的第二端设有螺纹，第一端与第二端之间至少存在一段粗于第二通孔的杆身，连接杆的第二端穿过第二通孔并由螺母锁紧，实现第一控制板和第二控制板的机械固定。

优选的，多根连接杆均匀设置在第一控制板和第二控制板之间。

优选的，第一控制板上开设有第一通孔，连接杆的第一端安装固定在第一通孔内，所述连接杆上开设有内螺纹孔，所述端盖上固定有多个连接柱，所述连接柱上设有与内螺纹孔适配的螺纹，连接柱旋入连接杆的内螺纹孔，实现第一控制板与端盖的机械固定。

优选的，端盖上开设有第三通孔，所述连接柱为螺栓，穿过第三通孔后旋入连接杆的内螺纹孔。

优选的，所述端盖上设有凸台，凸台的形状与第一控制板上的发热区域轮廓相匹配，凸台与第一控制板之间设有导热层。

优选的，所述编码器上开设有多个连接通孔，所述第二控制板上固定安装有多个连接螺母，紧固件与连接通孔和连接螺母配合，实现编码器与第二控制板的机械固定。

优选的，第一控制板和第二控制板通过板对板连接器电气相连，所述外壳上留有缺口，所述端盖上设有与缺口形状适配的立板，立板上设有线束通孔，板对板连接器的线束自所述线束通孔中穿过。

优选的，所述制动电阻和编码器均通过线路与驱动模块电气连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)借助机器人的关节外壳进行散热，将制动电阻、驱动模块和编码器进行了集成化设计，可以充分利用机器人关节的空间，减小伺服电机驱动器的整体体积。

(2)连接杆的一端固定在第一控制板，另一端穿过第二控制板上的第二通孔，连接了第一控制板和第二控制板，且第一控制板和第二控制板之间留出了散热空隙，保证了两个控制板发热后的散热效果。

(3)连接杆既用于支撑连接第一控制板和第二控制板，而且设有内螺纹孔，实现了端盖与第一控制板的连接，减少了零件数量，集成化程度更高。

(4)第一控制板与第二控制板通过板对板连接器实现电气连接，为了便于驱动模块与外部线缆的相连，端盖上设有立板，外壳上设有适配立板的缺口，板对板连接器的线束穿过立板上的线束通孔，整齐美观，又保证了一定的密封性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的分零件结构示意图；

图3为驱动模块的结构示意图；

图4为端盖的结构示意图；

附图标记：1、外壳，2、端盖，21、立板，22、凸台，3、制动电阻，4、驱动模块，41、第一控制板，42、第二控制板，5、编码器，51、编码器动圈；

001、壳盖连接件，002、连接杆，003、螺母，004、连接柱，005、连接螺母，006、紧固件，007、板对板连接器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件。

实施例1：

一种关节用的集成式伺服电机驱动器，如图1至图4所示，包括外壳1、端盖2、制动电阻3、驱动模块4和编码器5；

其中，外壳1即机器人的关节外壳，本实施例中形状为圆筒形，外壳1与端盖2相互配合，端盖2安装在外壳1的第一端的端部，外壳2的第二端设有电机等结构，图中未画出，相关从业人员按照常规理解进行设置即可；

制动电阻3安装在外壳1上，置于外壳1与端盖2之间形成的容纳腔内；电机由电源驱动，伺服电机驱动器作为控制单元，电机在制动的过程中会产生过电压，可能导致电流从电机反向流向电源从而导致器件的损坏，因此需要安装制动电阻3用于消耗过电压，但是制动电阻3工作会大量放热，因此，本申请将制动电阻3安装在外壳1上，制动电阻3的发热表面与外壳1紧密接触，可以借助外壳1进行散热。

驱动模块4置于外壳1与端盖2之间形成的容纳腔内，包括第一控制板41和第二控制板42，第一控制板41安装在端盖2上，第二控制板42与第一控制板41之间通过连接件连接，且第一控制板41和第二控制板42之间形成散热空隙，编码器5安装在第二控制板42上。本实施例中，编码器动圈51与编码器5之间通过非接触的方式感应旋转角度，编码器5的编码器动圈51通过紧定螺钉与电机的输出轴和/或减速器等连接(图中未示出)，从而测量部件的转动角度等；

第一控制板41和第二控制板42电气相连，第一控制板41和第二控制板42也可以称为驱动板、控制板等，其上的电路结构细节未在图中画出，制动电阻3和编码器5均与驱动模块4电气连接，从而便于驱动模块4进行电机的转动控制。本实施例中，第一控制板41和第二控制板42通过板对板连接器007电气相连，制动电阻3和编码器5均通过线路与驱动模块4电气连接。

外壳1上留有缺口，端盖2上设有与缺口形状适配的立板21，立板21上设有线束通孔，板对板连接器007的线束自线束通孔中穿过，使得驱动模块4可以与外部线缆连接，如与外部的机器人控制器、工控机、PLC等连接，立板21和缺口的设置可以保证一定的密封性，整齐美观，还可以起到防尘的作用。

本实施例中，端盖2与外壳1之间的连接方式为螺接，端盖2的边缘处设有平行于外壳1的边缘板，边缘板和外壳1上设有相对应的安装孔，壳盖连接件001与边缘板和外壳1上的安装孔配合，从而实现外壳1与端盖2的机械固定，壳盖连接件001可以为螺栓和螺母，或者是螺丝、螺栓等零部件，相关从业人员可以理解。在其他实施方式中，也可以参考瓶盖和瓶身的连接方式、笔帽和笔身的连接方式等实现外壳1与端盖2的连接。

本实施例中，制动电阻3与外壳1螺接，采用常规的螺钉紧固方式连接即可。

如图3所示，关于驱动模块4中第一控制板41和第二控制板42之间的连接，本实施例中连接件包括多根连接杆002，多根连接杆002均匀设置在第一控制板41和第二控制板42之间。第二控制板42上设有第二通孔，连接杆002的第一端固定在第一控制板41上，连接杆002的第二端设有螺纹，第一端与第二端之间至少存在一段粗于第二通孔的杆身，连接杆002的第二端穿过第二通孔并由螺母003锁紧，实现第一控制板41和第二控制板42的机械固定。这样，由连接杆002撑起了第一控制板41和第二控制板42，二者之间形成散热空隙，可以有效进行第一控制板41和第二控制板42的散热。

如图4所示，为了减少零件数量，本实施例中，第一控制板41上开设有第一通孔，连接杆002的第一端安装固定在第一通孔内，连接杆002上开设有内螺纹孔，端盖3上固定有多个连接柱004，连接柱004上设有与内螺纹孔适配的螺纹，连接柱004旋入连接杆002的内螺纹孔，实现第一控制板41与端盖2的机械固定。

连接柱004可以是以焊接方式固定在端盖1上的，也可以是螺栓。如图2所示，本实施例中，端盖2上开设有第三通孔，连接柱004为螺栓，穿过第三通孔后旋入连接杆002的内螺纹孔。

如图4所示，端盖2上设有凸台22，凸台22的形状与第一控制板41上的发热区域轮廓相匹配，凸台22与第一控制板41之间设有导热材料制成的导热层，与第一控制板41的发热区域紧密接触，从而实现可靠的散热。

在编码器5上开设有多个连接通孔，第二控制板42上以焊接的方式固定安装有多个连接螺母005，紧固件006与连接通孔和连接螺母005配合，实现编码器5与第二控制板42的机械固定，紧固件006为螺丝、螺栓等结构。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，包括外壳、端盖、制动电阻、驱动模块和编码器；

所述外壳与端盖相互配合，端盖安装在外壳的第一端；

所述制动电阻安装在外壳上，置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内；

所述驱动模块置于外壳与端盖之间形成的容纳腔内，包括第一控制板和第二控制板，所述第一控制板安装在端盖上，所述第二控制板与第一控制板之间通过连接件连接，且第一控制板和第二控制板之间形成散热空隙，所述编码器安装在第二控制板上；

所述第一控制板和第二控制板电气相连，所述制动电阻和编码器均与驱动模块电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，所述端盖与外壳螺接。

3.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，所述制动电阻与外壳螺接。

4.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，所述连接件包括多根连接杆，第二控制板上设有第二通孔，连接杆的第一端固定在第一控制板上，所述连接杆的第二端设有螺纹，第一端与第二端之间至少存在一段粗于第二通孔的杆身，连接杆的第二端穿过第二通孔并由螺母锁紧，实现第一控制板和第二控制板的机械固定。

5.根据权利要求4所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，多根连接杆均匀设置在第一控制板和第二控制板之间。

6.根据权利要求4所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，第一控制板上开设有第一通孔，连接杆的第一端安装固定在第一通孔内，所述连接杆上开设有内螺纹孔，所述端盖上固定有多个连接柱，所述连接柱上设有与内螺纹孔适配的螺纹，连接柱旋入连接杆的内螺纹孔，实现第一控制板与端盖的机械固定。

7.根据权利要求6所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，端盖上开设有第三通孔，所述连接柱为螺栓，穿过第三通孔后旋入连接杆的内螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，所述端盖上设有凸台，凸台的形状与第一控制板上的发热区域轮廓相匹配，凸台与第一控制板之间设有导热层。

9.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，所述编码器上开设有多个连接通孔，所述第二控制板上固定安装有多个连接螺母，紧固件与连接通孔和连接螺母配合，实现编码器与第二控制板的机械固定。

10.根据权利要求1所述的一种关节用的集成式伺服电机驱动器，其特征在于，第一控制板和第二控制板通过板对板连接器电气相连，所述外壳上留有缺口，所述端盖上设有与缺口形状适配的立板，立板上设有线束通孔，板对板连接器的线束自所述线束通孔中穿过。

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