执行器的散热结构及执行器的制作方法

    技术2025-03-29  42


    本发明涉及机器人驱动,具体涉及一种执行器的散热结构及执行器。


    背景技术:

    1、机器人的执行器通常被用于机器人的关节部分,用于带动机器人的相关部件做出相应的运动,执行器通常是利用电机作为驱动机构,为了满足机器人关节处的运动需求,要求执行器的结构紧凑,且输出力矩较大,因此,现有的执行器大多采用无框力矩电机,无框力矩电机包括与执行器外壳固定配合的定子、以及与定子匹配的转子,定子一般由铁芯和绕组构成,在工作时无框力矩电机会产生较大的热量,定子的发热尤为明显,现有技术中,通常是在定子上配置导热部件,利用导热部件将定子的热量传递至外壳的外部,然而,由于执行器内部结构较为紧凑,无法预留较大的空间以布置导热部件,较小体积的导热部件传递热量的速度较慢,导致无框力矩电机的工作温度很难被降低到正常状态,影响执行器的工作稳定性以及精度。


    技术实现思路

    1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,为此,本发明的目的在于提供一种执行器的散热结构及执行器,以解决现有执行器内部电机散热性差的问题。

    2、本发明的目的采用如下技术方案实现:

    3、执行器的散热结构,包括外壳、电机;

    4、电机包括定子、以及与定子匹配的转子,定子与转子之间形成第一导风通道,电机的外周缘与外壳间隙配合以在电机和外壳之间形成第二导风通道;

    5、外壳上设置进风口以及出风口,进风口连通于第一导风通道和第二导风通道的一端、出风口连通于第一导风通道和所述第二导风通道的另一端;

    6、转子上固定连接有多个沿转子的径向延伸的叶片,多个叶片随转子转动以使出风口处的气流由外壳内部向着外壳外部流动。

    7、根据本发明实施例的执行器散热结构,通过进风口、第一导风通道、第二导风通道、出风口,在执行器的内部和外界环境之间形成一个空气流道,利用叶片随着转子转动时产生的离心效应形成负压环境,使空气流道内的空气流动,继而使空气在流经第一导风通道和第二导风通道时与定子和转子产生热交换,以达到持续降温的目的,当执行器工作时,使电机始终保持在相对较低的温度下工作,电机的工作效率较高。

    8、在优选实施例中,转子绕设于所述定子的外围,且转子和定子均呈圆柱筒状构造,第二导风通道位于所述转子和所述外壳的内壁面之间,第一导风通道和第二导风通道的上端部及下端部分别延伸至转子的上端面和下端面。根据本发明实施例的执行器散热结构,由于是将转子和定子均设置为圆柱筒状构造,第一导风通道和第二导风通道直接从转子的底部延伸至顶部,使第一导风通道和第二导风通道的长度能够覆盖整个转子的轴向尺寸,即第一导风通道21和第二导风通道具有足够大的尺寸,以提升散热效率,进一步降低电机的工作温度。

    9、在优选实施例中,该执行器的散热结构还包括一行星减速器,行星减速器包括内齿圈、行星轮、太阳轮、以及行星支架,内齿圈固定在外壳上并连接于定子的内缘,行星轮安装在行星支架上并被啮合于太阳轮和内齿圈之间;转子上固定有一连接支架,连接支架与太阳轮同步连接以使太阳轮能够随着转子转动,连接支架的中部通过一轴承枢接在内齿圈或外壳上,多个叶片位于连接支架的外缘。根据本发明实施例的执行器散热结构,能够避免连接支架与外壳发生干涉,使整个执行器的结构更为紧凑。

    10、在优选实施例中,连接支架的外缘上方设置有一叶轮,多个叶片设置在叶轮上并沿叶轮的周向均匀分布,叶轮固定连接在一连接盘的外围,连接盘与连接支架的中部固定连接以将多个叶片固定到连接支架上。根据本发明实施例的执行器散热结构,多个叶片沿叶轮的周向均匀分布,使多个叶片能够在出风口处形成稳定、均匀的负压环境,叶轮套设在一个连接盘的外围,并且与连接盘固定配合,适当的设置连接盘的直径尺寸,使叶轮在固定到连接盘上后,其上的叶片能够位于转子的周缘上方,继而使叶片能够足够的靠近出风口。

    11、在优选实施例中,连接支架包括位于其中部并与连接盘固定的转动部和位于其外缘并固定连接在定子上端部的连接环,连接环与转动部之间通过多个连接臂连接,连接臂上设置有至少一个倾斜段,该倾斜段由内向外逐渐向下倾斜以使连接环的上表面低于转动部的上表面。根据本发明实施例的执行器散热结构,使连接环的上表面低于转动部的上表面,利用连接环的下沉构造,将多个叶片设置在连接环的上表面上,使连接环能够为叶片避让出较大的安装空间,即可在不增大执行器轴向尺寸的前提下,安装尺寸较大的叶片,从而进一步提高散热效率。

    12、在优选实施例中,叶片的底端面上设置有一向上凹陷的避让凹位,连接环嵌置于避让凹位中,以使连接环的上表面抵顶于避让凹位的顶面、连接环的内缘面抵顶于避让凹位的内侧面。根据本发明实施例的执行器散热结构,通过避让凹位与连接环的上表面和内缘面配合,使叶轮能够与连接支架具有较高的同轴度,继而在叶片随着转子转动时,能够在出风口处形成稳定、均匀的负压环境。

    13、在优选实施例中,连接环的上表面与出风口的下沿平齐,叶片的顶面与出风口的上沿平齐或低于出风口的上沿;进风口的上沿高于转子的底面或与转子的底面平齐。根据本发明实施例的执行器散热结构,使叶片能够在轴向上尽可能多的覆盖出风口的轴向尺寸,提高散热效率;避免转子阻挡外界环境气流进入到第一导风通道和第二导风通道,增大外界环境中低温空气进入到执行器内部的速率,同样能够提高散热效率。

    14、在优选实施例中,外壳的顶部设置有沿径向向内延伸的顶壁,顶壁与转子的顶端面之间形成一安装空间,叶片位于该安装空间内。根据本发明实施例的执行器散热结构,在外壳上配置一个用于供叶片安装的安装空间,使叶片位于转子和顶壁之间,避免叶片侵占转子的空间,转子具有足够的轴向尺寸,来提升执行器的输出扭矩。

    15、在优选实施例中,外壳的顶部固定连接有一上盖,上盖与外壳的顶部之间形成一内置有pcb板的安装腔室,上盖上设置有将安装腔室与外界环境连通的入风口;多个叶片均固定在一位于安装空间内并与定子固定配合的叶轮上,叶轮包括环形的连接基板,多个叶片由连接基板的下表面向下延伸,连接基板与顶壁之间形成一环形导风间隙,环形导风间隙的内缘通过顶壁上开设的通孔连通于安装腔室、外缘与出风口连通。根据本发明实施例的执行器散热结构,执行器内部电机的散热、以及电路板上发热的电子元件的散热,均是由转子上的离心式叶片完成的,无需为电路板配置专门的散热结构,使执行器的整体结构更为紧凑。

    16、执行器,包括上述的执行器的散热结构。



    技术特征:

    1.执行器的散热结构,其特征在于,包括外壳、电机;

    2.如权利要求1所述的执行器的散热结构,其特征在于,转子绕设于所述定子的外围,且转子和定子均呈圆柱筒状构造,第二导风通道位于所述转子和所述外壳的内壁面之间,第一导风通道和第二导风通道的上端部及下端部分别延伸至转子的上端面和下端面。

    3.如权利要求2所述的执行器的散热结构,其特征在于,该执行器的散热结构还包括一行星减速器,行星减速器包括内齿圈、行星轮、太阳轮、以及行星支架,内齿圈固定在外壳上并连接于定子的内缘,行星轮安装在行星支架上并被啮合于太阳轮和内齿圈之间;转子上固定有一连接支架,连接支架与太阳轮同步连接以使太阳轮能够随着转子转动,连接支架的中部通过一轴承枢接在内齿圈或外壳上,多个叶片位于连接支架的外缘。

    4.如权利要求3所述的执行器的散热结构,其特征在于,连接支架的外缘上方设置有一叶轮,多个叶片设置在叶轮上并沿叶轮的周向均匀分布,叶轮固定连接在一连接盘的外围,连接盘与连接支架的中部固定连接以将多个叶片固定到连接支架上。

    5.如权利要求4所述的执行器的散热结构,其特征在于,连接支架包括位于其中部并与连接盘固定的转动部和位于其外缘并固定连接在定子上端部的连接环,连接环与转动部之间通过多个连接臂连接,连接臂上设置有至少一个倾斜段,该倾斜段由内向外逐渐向下倾斜以使连接环的上表面低于转动部的上表面。

    6.如权利要求5所述的执行器的散热结构,其特征在于,叶片的底端面上设置有一向上凹陷的避让凹位,连接环嵌置于避让凹位中,以使连接环的上表面抵顶于避让凹位的顶面、连接环的内缘面抵顶于避让凹位的内侧面。

    7.如权利要求6所述的执行器的散热结构,其特征在于,连接环的上表面与出风口的下沿平齐,叶片的顶面与出风口的上沿平齐或低于出风口的上沿;进风口的上沿高于转子的底面或与转子的底面平齐。

    8.如权利要求1所述的执行器的散热结构,其特征在于,外壳的顶部设置有沿径向向内延伸的顶壁,顶壁与转子的顶端面之间形成一安装空间,叶片位于该安装空间内。

    9.如权利要求8所述的执行器的散热结构,其特征在于,外壳的顶部固定连接有一上盖,上盖与外壳的顶部之间形成一内置有pcb板的安装腔室,上盖上设置有将安装腔室与外界环境连通的入风口;多个叶片均固定在一位于安装空间内并与定子固定配合的叶轮上,叶轮包括环形的连接基板,多个叶片由连接基板的下表面向下延伸,连接基板与顶壁之间形成一环形导风间隙,环形导风间隙的内缘通过顶壁上开设的通孔连通于安装腔室、外缘与出风口连通。

    10.执行器,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的执行器的散热结构。


    技术总结
    本发明公开了一种执行器的散热结构及执行器,执行器的散热结构包括外壳、电机;电机包括定子、转子,定子与转子之间形成第一导风通道,电机的外周缘与外壳间隙配合以在电机和外壳之间形成第二导风通道;外壳上设置进风口以及出风口,进风口连通于第一导风通道和第二导风通道的一端、出风口连通于第一导风通道和所述第二导风通道的另一端;转子上固定连接有多个沿转子的径向延伸的叶片,多个叶片随转子转动以使出风口处的气流由外壳内部向着外壳外部流动。本发明利用叶片随着转子转动时产生的离心效应形成负压环境,使空气流道内的空气流动对电机降温,使电机始终保持在相对较低的温度下工作,电机的工作效率较高。

    技术研发人员:夏翰煜,钟雪岗
    受保护的技术使用者:上海傅利叶智能科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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