一种机器人关节模组散热刹车系统及机器人的制作方法

本发明涉及机器人，具体而言，涉及一种机器人关节模组散热刹车系统及机器人。

背景技术：

1、协作机器人关节模组壳体内部具有减速机、电机、制动器、编码器和驱动器等零部件，运行时会产生热量，这些动力部件中主要热源为电机。关节模组壳体一般设计成密闭结构以满足较高的防护等级，但也影响了零部件的散热。如果零部件产生的热量难以快速散出，导致关节模组壳体内部温度持续上升，就会使关节模组的电机、编码器、驱动器等精密零部件加速老化，降低控制零件的使用寿命。

2、现有技术中，为了解决协作机器人关节模组壳体内部零部件运行散热的问题，提高机器人散热性能的主要方式为通过流体冷却。例如，散热系统包括外壳和负压生成装置，外壳内设置有散热通道，利用外壳内部的散热通道与负压生成装置形成散热回路，利用位于散热回路末端的负压生成装置所形成的负压对散热回路中的气流形成流动动力，提高气体在散热回路中的流动性。由于上述方案是在原有关节模组结构的基础上，通过另外设置气流通道进行散热，因此必然会导致关节模组体积的增大，不利于机器人关节模组的小型化、轻量化设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种机器人关节模组散热刹车系统及机器人，既能够提高关节模组的散热效率，又能够避免关节模组体积的增大。

2、本发明的实施例是这样实现的：

3、本发明实施例的第一方面，提供一种机器人关节模组散热刹车系统，包括模组壳体、动力部件、制动机构和气动装置，所述模组壳体上设置有进气口和出气口，所述动力部件和所述制动机构分别设置于所述模组壳体内且与所述模组壳体共同形成连通所述进气口和所述出气口的气流通道，所述气动装置与所述进气口连通，所述气动装置用于向所述气流通道内通入气体，以使所述制动机构释放所述动力部件或使所述制动机构制动所述动力部件。该机器人关节模组散热刹车系统既能够提高关节模组的散热效率，又能够避免关节模组体积的增大。

4、可选地，所述制动机构包括刹车件和弹性件，所述刹车件与所述动力部件的输出轴固定连接，所述弹性件的相对两端分别与所述刹车件和所述模组壳体连接，所述气动装置向所述气流通道内通入气体以使所述弹性件储能，所述弹性件释能推动所述刹车件靠近所述动力部件以使所述刹车件制动所述输出轴。

5、可选地，所述制动机构还包括固定件，所述刹车件通过所述固定件与所述输出轴固定连接，以使所述刹车件通过所述固定件制动所述输出轴。

6、可选地，所述固定件包括转动部和固定部，所述转动部和所述固定部固定连接，所述转动部固定套设于所述输出轴外，所述固定部与所述刹车件过盈配合。

7、可选地，所述弹性件为波形垫圈或弹簧顶销。

8、可选地，所述制动机构还包括密封件，所述密封件设置于所述刹车件与所述模组壳体之间的间隙内以密封所述间隙。

9、可选地，所述气动装置包括气体供应器和气压控制器，所述气体供应器与所述进气口连通，所述气压控制器与所述气体供应器电连接，所述气压控制器用于控制所述气体供应器向所述气流通道内通气或停气。

10、可选地，所述气动装置还包括气压传感器，所述气压控制器与所述气压传感器电连接，所述气压传感器用于获取所述气流通道内的气压信息，所述气压控制器用于根据所述气压信息控制所述气体供应器。

11、可选地，所述气流通道内设置有导热件，所述进气口的数量为至少一个，所述出气口的数量为至少一个。

12、本发明实施例的第二方面，提供一种机器人，包括上述的机器人关节模组散热刹车系统。该机器人关节模组散热刹车系统既能够提高关节模组的散热效率，又能够避免关节模组体积的增大。

13、本发明实施例的有益效果包括：

14、该机器人关节模组散热刹车系统，包括模组壳体、动力部件、制动机构和气动装置，模组壳体上设置有进气口和出气口，动力部件和制动机构分别设置于模组壳体内且与模组壳体共同形成连通进气口和出气口的气流通道，气动装置与进气口连通，气动装置用于向气流通道内通入气体，以使制动机构释放动力部件或使制动机构制动动力部件。在实际使用过程中，当关节模组处于正常工作状态下时，通过气动装置向气流通道内通入气体或通入大量气体，可以使得气流通道内的气压大于制动机构的制动力，由此制动机构朝向远离动力部件的一侧运动，从而使得制动机构释放动力部件不再对动力部件进行制动，进而确保动力部件能够完成机器人关节模组的相关动作；当关节模组处于掉电或其他需要制动的状态下时，气动装置应当停止向气流通道内通入气体或仅通入非常少量气体，可以使得气流通道内的气压小于制动机构的制动力，由此制动机构朝向靠近动力部件的一侧运动，从而使得通过制动机构能够对动力部件进行制动，进而确保动力部件能够停止机器人关节模组的相关动作。相较于现有技术中相互独立的散热系统和制动系统，本申请提供的散热刹车系统，将气动装置与刹车机构相互融合，既能够利用气流通道内的气体将动力部件产生的热量排出至模组壳体外，从而实现对动力部件的散热，又能够利用气动装置为制动机构提供气压，并通过调节气流通道内的气压的大小对动力部件实现制动或解除制动。由于本申请提供的散热刹车系统，利用的是原本动力部件和制动机构与模组壳体之间的安装间隙，并减少了现有技术中的制动系统的电磁铁的设置，因此减小了制动机构的体积，从而减小了关节模组的体积，有助于关节模组的小型化、轻量化设计。

技术特征：

1.一种机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，包括模组壳体、动力部件、制动机构和气动装置，所述模组壳体上设置有进气口和出气口，所述动力部件和所述制动机构分别设置于所述模组壳体内且与所述模组壳体共同形成连通所述进气口和所述出气口的气流通道，所述气动装置与所述进气口连通，所述气动装置用于向所述气流通道内通入气体，以使所述制动机构释放所述动力部件或使所述制动机构制动所述动力部件。

2.根据权利要求1所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述制动机构包括刹车件和弹性件，所述刹车件与所述动力部件的输出轴固定连接，所述弹性件的相对两端分别与所述刹车件和所述模组壳体连接，所述气动装置向所述气流通道内通入气体以使所述弹性件储能，所述弹性件释能推动所述刹车件靠近所述动力部件以使所述刹车件制动所述输出轴。

3.根据权利要求2所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述制动机构还包括固定件，所述刹车件通过所述固定件与所述输出轴固定连接，以使所述刹车件通过所述固定件制动所述输出轴。

4.根据权利要求3所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述固定件包括转动部和固定部，所述转动部和所述固定部固定连接，所述转动部固定套设于所述输出轴外，所述固定部与所述刹车件过盈配合。

5.根据权利要求2所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述弹性件为波形垫圈或弹簧顶销。

6.根据权利要求2所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述制动机构还包括密封件，所述密封件设置于所述刹车件与所述模组壳体之间的间隙内以密封所述间隙。

7.根据权利要求1所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述气动装置包括气体供应器和气压控制器，所述气体供应器与所述进气口连通，所述气压控制器与所述气体供应器电连接，所述气压控制器用于控制所述气体供应器向所述气流通道内通气或停气。

8.根据权利要求7所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述气动装置还包括气压传感器，所述气压控制器与所述气压传感器电连接，所述气压传感器用于获取所述气流通道内的气压信息，所述气压控制器用于根据所述气压信息控制所述气体供应器。

9.根据权利要求1所述的机器人关节模组散热刹车系统，其特征在于，所述气流通道内设置有导热件，所述进气口的数量为至少一个，所述出气口的数量为至少一个。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求1～9中任意一项所述的机器人关节模组散热刹车系统。

技术总结
本发明公开一种机器人关节模组散热刹车系统及机器人，涉及机器人技术领域。该机器人关节模组散热刹车系统包括模组壳体、动力部件、制动机构和气动装置，模组壳体上设置有进气口和出气口，动力部件和制动机构分别设置于模组壳体内且与模组壳体共同形成连通进气口和出气口的气流通道，气动装置与进气口连通，气动装置用于向气流通道内通入气体，以使制动机构释放动力部件或使制动机构制动动力部件。该机器人关节模组散热刹车系统及机器人既能够提高关节模组的散热效率，又能够避免关节模组体积的增大。

技术研发人员：杨帆,李顺冲,蔡松涛,许雄
受保护的技术使用者：节卡机器人股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17