机械臂

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别是涉及一种机械臂。

背景技术

在机械加工中，机械臂是一种常见的机械设备，可以用于进行加工、移料等等，能够完成一些危险以及重复度极高的工作，被广泛应用在制造业中。机械臂通常采用一个或多个依次连接的臂体，每个臂体中安装有电机，电机用于实现两个臂体之间的相对运动，从而实现类似各个自由度的运动。由于机械臂传动机构的核心部件为电机，且一般需要长时间运行，而电机在长时间运行后会产生大量的热量，臂体内部是一个相对封闭且空气不流通的空间，产生的热量无法及时散发出去，导致电机温度过高，电机内部各部分热膨胀系数不同导致结构应力的变化和内部气隙的微小变化，会影响电机的动态响应，高速运转将容易失步；而且由于磨损增大，还会影响机械臂的寿命；甚至可能会使电机高温过载短路，当场烧坏电机。

授权公告号CN207480636U公开了一种具有散热功能的机械臂，其通过在机械臂的底座增加排气扇以及设计内部与底座相通臂体的结构，通过底座内的排气扇来实现散热。这种技术方案能快速地将机械臂内的热量排出，但需要对现有的机械臂结构进行较大的改动，还需要增加排气扇，结构较为复杂；而且这样会导致机械臂内部容易进灰尘等，在另一个方面导致机械臂的寿命降低，并不是一个好的解决方案。

鉴于此，本领域的技术人员亟需一种机械臂，以解决现有的机械臂的电机由于长时间运行热量无法及时排出的技术问题，提高机械臂的工作稳定性和使用寿命。

发明内容

基于此，本发明提供一种机械臂，以解决现有的方案存在的技术问题。

本发明的机械臂，包括若干个依次连接的臂体，所述臂体包括：壳体、电机以及散热模块，所述壳体内部具有容纳腔，所述电机固定安装在所述容纳腔内，所述散热模块包括铜管组件、散热硅胶垫、铜管固定板、散热铜板，所述散热硅胶垫包括相对设置的贴合面以及接触面，所述贴合面贴设在所述电机的外壁，所述铜管固定板固定安装在所述容纳腔内，所述铜管固定板贴设于所述接触面，所述铜管固定板朝向所述接触面的一侧具有若干个向内凹陷形成的第一凹槽，所述铜管组件穿设于所述第一凹槽内且与所述铜管固定板以及所述接触面接触，所述壳体开设有开口，所述散热铜板嵌设在所述开口，所述铜管组件与所述散热铜板的内壁固定连接。

优选地，所述散热模块还包括与所述散热铜板对应设置的连接部，所述连接部设置于容纳腔内并与所述散热铜板固定连接，所述连接部和所述散热铜板设置为两组，所述壳体对应所述散热铜板开设有数量相同的所述开口，每个所述开口嵌设一个所述散热铜板，所述铜管组件的两端通过所述连接部与对应的所述散热铜板的内侧固定连接。

优选地，所述铜管组件包括多个平行排列的柔性铜管。

优选地，所述第一凹槽设置有多个，多个所述第一凹槽平行排列且与所述柔性铜管一一对应设置。

优选地，所述连接部开设有与所述柔性铜管一一对应设置的通孔，所述柔性铜管分别插入并固定在对应的所述通孔内。

优选地，所述柔性铜管由多层层叠设置的铜圈组成。

优选地，所述散热铜板朝外的一侧具有多个向内凹陷形成的第二凹槽，所述第二凹槽用于增加所述散热铜板的表面积。

优选地，所述散热硅胶垫设置为多个，多个所述散热硅胶垫的所述贴合面分别贴设在所述电机相同或不同一侧的外壁，所述铜管固定板与所述散热硅胶垫一一对应设置。

优选地，所述臂体还包括安装块，所述安装块固定安装在所述壳体内，所述电机与所述安装块固定连接，所述铜管固定板与所述安装块固定连接。

优选地，所述机械臂还包括底座以及机械手，所述底座、若干个所述臂体、所述机械手依次连接。

本发明的有益效果在于：本发明的机械臂在不过多改变原有的臂体的内部结构下，通过设置散热模块，在所述电机上贴设散热硅胶垫，把电机产生的热量经由散热硅胶垫传导至铜管组件，最终通过散热铜板把热量传导至外部环境。不需要增加额外的电气元件，也不需要改变太多臂体原有的机械结构，即可将电机产生的热量快速排到外部环境，有效地降低了电机的温度，增加了电机工作的稳定性，减少了由于高温带来的磨损，有效地延长了机械臂的使用寿命；并且也保持了臂体内部相对的密封性，不会因为为了增加散热在臂体上开孔导致灰尘进入到臂体而导致寿命变短的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的机械臂的结构示意图；

图2为本发明实施例的机械臂另一个角度的结构示意图；

图3为本发明实施例的机械臂的臂体的内部结构示意图；

图4为本发明实施例的机械臂的散热模块与电机的结构示意图；

图5为本发明实施例的机械臂的散热模块的部分截面示意图；

图6为图5中A处的放大结构示意图。

附图中各标号的含义为：

1-臂体；2-底座；3-机械手；10-壳体；11-容纳腔；20-电机；30-散热模块；40-安装块；31-铜管组件；311-柔性铜管；32-散热硅胶垫；321-贴合面；322-接触面；33-铜管固定板；331-第一凹槽；34-散热铜板；341-第二凹槽；35-连接部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参见图1-图2，图1和图2为本实施例的机械臂的结构示意图，其包括若干个依次连接的臂体1，所述臂体1的具体数量和可运动方向可以根据不同的使用环境进行改变，每个所述臂体1的具体结构也可以根据不同的需求进行改动，具体在此不作限定。请进一步参见图3-图6，虽然具体的结构并不完全相同，但所述臂体1都包括壳体10、电机20以及散热模块30。

具体地，所述壳体10的内部具有容纳腔11，所述电机20固定安装在所述容纳腔11内。所述电机20用于驱动下一段所述臂体1进行运动，所述电机20通常为旋转电机，通过齿轮、传动带以及减速器与下一段所述臂体1驱动连接以实现传动。在其他实施例中，所述电机20也可以通过其他传动方式进行传动，例如所述电机20的输出轴与下一段所述臂体1直接连接实现传动，在此不作限定。所述电机20驱动所述臂体1的方式与目前市面常见的结构相同或类似。所述散热模块30用于对所述电机20进行散热，所述散热模块30包括铜管组件31、散热硅胶垫32、铜管固定板33、散热铜板34。具体地，为了提高散热效果，在本实施例中，所述铜管组件31、所述铜管固定板33、所述散热铜板34的主体部分均采用铜制材料制成。当然在其他实施例中，也可以使用其他散热性良好的金属材质或合金材料来替代金属铜，采用金属铜是因为铜散热性良好且成本相对较低，是常见的散热金属材质。

请进一步参见图3-图6，所述散热硅胶垫32包括相对设置的贴合面321以及接触面322。所述散热硅胶垫32的贴合面321贴设在所述电机20的外壁，一般固定在所述电机20的侧壁。所述铜管固定板33固定安装在所述容纳腔11，所述铜管固定板33贴设于所述散热硅胶垫32的接触面322。所述铜管固定板33朝向所述散接触面322的一侧具有若干个向内凹陷形成的第一凹槽331，所述铜管组件31穿设于所述第一凹槽331内且与所述铜管固定板33以及所述接触面322接触，即所述铜管组件31位于所述第一凹槽331内和所述散热硅胶垫32接触的部分会被紧紧包裹以达到最佳的热传导。所述铜管固定板33的作用有两个，一是固定所述铜管组件31，二是更好地将所述散热硅胶垫32上的热量传导至所述铜管组件31。在一个可选实施例中，为了提高散热效果，所述散热硅胶垫32设置为多个，多个所述散热硅胶垫32的贴合面321分别贴设在所述电机20相同或不同一侧的外壁，所述铜管固定板33与所述散热硅胶垫32一一对应设置。通过在所述电机20相同或不同侧均贴设所述散热硅胶垫32，能提高所述散热硅胶垫32与所述电机20的接触面积，从而提高散热效果。所述壳体10开设有开口，所述散热铜板34嵌设在所述开口，所述铜管组件31与所述散热铜板34的内壁固定连接。

具体地，所述散热模块30还包括与所述散热铜板34对应设置的连接部35，所述连接部35设置于容纳腔11内并与所述散热铜板34的内侧固定连接，所述连接部35和所述散热铜板34设置为两组，所述壳体10对应所述散热铜板34开设有数量相同的所述开口，每个所述开口嵌设一个所述散热铜板34，所述铜管组件31的两端通过所述连接部35与对应的所述散热铜板34的内侧固定连接。更进一步地，所述铜管组件31的一端连接其中一个所述散热铜板34的内侧，所述铜管组件31的另一端连接另一个所述散热铜板34的内侧。进一步地，在本实施例中，每个所述臂体1开设有两个所述开口，分别设置在所述臂体1相对的两侧。

本实施例的机械臂的散热路径如下：所述电机20运行产生热量，热量传导至所述铜管组件31以及所述铜管固定板33，再经由所述铜管组件31传导至所述散热铜板34，最终铜管所述散热铜板34传导至外部环境，实现散热。

本实施例的机械臂，在不过多改变原有的臂体1的内部结构下，通过设置散热模块30，在所述电机20上贴设散热硅胶垫32，把电机20产生的热量经由散热硅胶垫32传导至铜管组件31，最终通过散热铜板34把热量传导至外部环境。不需要增加额外的电气元件，也不需要改变太多臂体1原有的机械结构，即可将电机20产生的热量快速排到外部环境，有效地降低了电机20的温度，增加了电机20工作的稳定性，减少了由于高温带来的磨损，有效地延长了机械臂的使用寿命；并且也保持了臂体1内部相对的密封性，不会因为为了增加散热在臂体1上开孔导致灰尘进入到臂体1而导致寿命变短的问题。

在一个可选实施例中，所述铜管组件31包括多个平行排列的柔性铜管311，具体的数量可以根据所述电机20的大小、所述柔性铜管311的直径、所述散热硅胶垫32的大小等决定，在此不作限定。采用所述柔性铜管311可以根据需求进行弯折，非常地方便。

所述第一凹槽331设置有多个，多个所述第一凹槽331平行排列且与所述柔性铜管311一一对应设置。具体地，如图5和图6所示，所述第一凹槽331的截面呈“U”型，与所述柔性铜管311的弧度相匹配。所述连接部35开设有与所述柔性铜管311一一对应设置的通孔(图未示出)，所述柔性铜管311分别插入并固定在对应的所述通孔内。在本实施例中，通过锁紧螺丝将所述柔性铜管311固定在所述通孔内。在其他一些实施例中，也可以通过胶水固定、嵌套固定或其他方式将柔性铜管311固定在所述通孔内。

进一步地，所述柔性铜管311由多层层叠设置的铜圈组成。这样的结构更进一步增加散热效果。在一个可选实施例中，所述柔性铜管311也可以采用中空的结构，在所述柔性铜管311内注入冷却液来进行热量传导。

所述散热铜板34朝外的一侧具有多个向内凹陷形成的第二凹槽341，所述第二凹槽341用于增加所述散热铜板34的表面积。具体地，所述第二凹槽341呈列阵分布在所述散热铜板34朝外的一侧，所述第二凹槽341并不贯穿所述散热铜板34。通过所述第二凹槽341的设置，能有效地增加所述散热铜板34的表面积。

在本实施例中，所述臂体1还包括安装块40，所述安装块40固定安装在所述壳体10内，所述电机20与所述安装块40固定连接，所述铜管固定板33与所述安装块40固定连接。所述安装块40主要是为了使所述电机20和所述铜管固定板33更好地与所述壳体10固定，增强运行的稳定性。

需要说明的是，为了实现机械臂的功能，所述机械臂还包括底座2以及机械手3，所述底座2、若干个所述臂体1、所述机械手3依次连接。所述机械手3的结构可以根据作业内容的不同灵活进行设置，例如可以设置为吸附固定物料的结构、夹取固定物料的结构等等。这都是可以灵活设置的，在此不作限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。