[实用新型]一种带有冷却装置的机器人关节

说明书

本实用新型公开了一种带有冷却装置的机器人关节。本实用新型公开的机器人关节包括：机器人关节本体及用于驱动所述机器人关节本体的电磁电机，所述冷却装置包括：冷却剂耐压容器及冷却剂流通装置；冷却剂耐压容器，与冷却剂流通装置相连，用于存储冷却剂以及将冷却剂泵出至冷却剂流通装置；冷却剂流通装置将冷却剂汽化化后形成的低温冷却剂输入到电磁电机的主体内部，汽化后的低温冷却剂与电磁电机中的电磁线圈相接触，吸收电磁线圈产生的热量。该机器人关节不需要对电磁电机中的电磁线圈进行特殊设计，能够实现对电磁电机的电磁线圈进行有效冷却。

技术领域

本申请实施例涉及装置冷却领域，尤其涉及一种带有冷却装置的机器人关节。

背景技术

高扭矩比的机器人关节驱动器能够有效的提升机器人的工作性能，是制造机器人关节的关键技术之一。现有的主流机器人都由电磁电机驱动，电磁电机的扭矩是电磁电机的重要指标，依据电磁电机特性，电磁电机的扭矩与电流大小呈现出正相关的关系，因此增大电流是提升电磁电机扭矩性能的直接手段。一般情况下，电磁电机有额定扭矩和峰值扭矩两种指标，峰值扭矩一般是额定扭矩的数倍。在峰值扭矩下电磁电机的相电流一般为额定电流的数倍，此时产生大量热量，这些热量无法及时散去，电磁电机内部温度迅速，高温会导致电磁电机绝缘材料的老化，永磁体退磁甚至失磁，或对其他电子器件造成不可逆的损伤，降低电磁电机的运行可靠性。因此峰值扭矩一般只能提供瞬时扭矩，无法长时间工作，限制了机器人关节性能的提升。

为了进一步提升电磁电机的扭矩性能，已开发了多种冷却装置以便机器人关节及时散热。目前对机器人关节电磁电机的冷却方式主要有四种，分别为风冷、水冷、油冷与自然冷却。自然冷却就是电磁电机不利用其他元件，仅通过壳体的空气对流和辐射冷却的方式，是一种被动冷却方式。风冷的原理是加强空气对流来冷却，例如，风冷电磁电机会在尾部的转轴上装有风扇，电磁电机运转时带动风扇运转，以起到冷却的作用。这些方式结构简单、体积小不增加复杂结构重量，但由于热交换不充分，空气比热容小等原因，往往冷却效果较小。同时，水冷和油冷分别以水和油作为液态冷却介质，直接通入线圈内部带走热量，具有更好的冷却效果。在线圈高速运动时，液体与线圈直接接触将显著增大运行阻力，且有可能造成短路或损坏等。因此，水冷和油冷需要在电磁电机内部设计用于冷却介质流通的通道，和循环回收装置，需要重新设计电磁电机内部的结构并添加循环系统，往往结构复杂、重量高、实现起来较复杂，适用于大型器械，在机器人关节中较少部署。

综上所述，亟须一种无需改变电磁电机内部结构就能有效对电磁电机进行冷却的机器人关节。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带有冷却装置的机器人关节，冷却装置包含冷却剂耐压容器、冷却剂流通装置，能有效对机器人关节内部的电磁电机中的电磁线圈进行冷却。

本实用新型提供了一种带有冷却装置的机器人关节，包括机器人关节本体及用于驱动所述机器人关节本体的电磁电机，所述冷却装置包括：冷却剂耐压容器及冷却剂流通装置；

所述冷却剂耐压容器，与所述冷却剂流通装置相连，用于存储液/固态的低沸点的冷却剂，且所述冷却剂耐压容器的罐体内部带有内部正压，通过所述内部正压能将所述冷却剂输送至所述冷却剂流通装置；

所述冷却剂流通装置，通过管道与所述电磁电机的主体外壳相连，所述冷却剂流通装置设有阀门，所述阀门打开后，压力降低，所述冷却剂迅速发生相变，产生气态的低温冷却剂；所述低温冷却剂通过所述管道进入所述电磁电机的主体内部，所述低温冷却剂与所述主体内部的定子和转子相接触，迅速吸收所述定子和所述转子的电磁线圈产生的热量。

进一步地，所述冷却剂为低沸点的液/固类物质。

进一步地，所述转子，用于在运动时带动所述冷却剂在所述电磁电机的主体内部流动。

进一步地，所述机器人关节还包括：温度传感器；

所述温度传感器，用于采集所述电磁电机的运行温度；