CN211615612U - 驱控一体机及工业机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种驱控一体机及工业机器人，所述驱控一体机包括机箱、电源板、控制板和至少一个逆变板，所述逆变板包括第一外接端子，所述控制板包括第二外接端子，其中所述电源板与控制板以相互平行的方式分别固定在所述机箱上，且所述控制板与所述电源板的垂向投影不相交；所述逆变板以垂直于所述电源板和控制板的方式固定在所述电源板和控制板的上方，所述逆变板分别与所述电源板和控制板电性连接，且所述逆变板的第一外接端子和所述控制板的第二外接端子位于同一平面上。本实用新型实施例通过将逆变板、电源板和控制板进行堆叠，可保证空余安装空间的可装配性，便于部件进行集成组装，提高安装空间的利用率，使整体布局设计更具合理性。

Description

驱控一体机及工业机器人

技术领域

本实用新型实施例涉及机器人控制领域，更具体地说，涉及一种驱控一体机及工业机器人。

背景技术

在现代生产业中，工业机器人作为智能制造设备呈现日益增长的趋势，目前市场上所使用的工业机器人的驱动装置主要由控制系统、驱动器、电气设备、继电器、电缆等零部件组成，其中的驱动器和控制系统可完成对机器人的运动控制。

目前，驱控一体机在工业机器人领域中盛行，其通过将驱动器和控制器进行有效集成，使驱动器和控制器从设计、制造、运行以及维护都更加紧密的融合到一体，由此使得速度前馈、加速度前馈、低通滤波等新的控制算法得以实现。并且，由于将功能级和模拟控制电路以及保护等集成起来，产生一种集成功率模块，因此使得整体结构相对更加紧凑，集成度更高且操作更加方便。

但是，现有驱控一体机的内部的布局设计相对较不合理，平板形状的部件(印制电路板)之间的堆叠少，大大降低了内部空间的利用率，并且由于布局问题，相对应的部件之间的电性连接需要借助线缆完成，从而不仅需要预留走线空间，影响整体的集成度，限制体积缩减，还会使得组装和维护操作复杂化，降低拆装效率。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述现有驱控一体机的内部的布局设计不合理、内部空间的利用率低且需要预留走线空间、体积缩减受限制、组装和维护操作复杂以及拆装效率低的问题，提供一种驱控一体机及工业机器人。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种驱控一体机，包括机箱、电源板、控制板和至少一个逆变板，所述逆变板包括用于连接用电设备的第一外接端子，所述控制板包括用于连接输入/输出设备的第二外接端子，其中所述电源板与控制板以相互平行的方式分别固定在所述机箱上，且所述控制板与所述电源板的垂向投影不相交；所述逆变板以垂直于所述电源板和控制板的方式跨接在所述电源板和控制板的上方，所述逆变板分别通过端子对插方式与所述电源板和控制板电性连接，且所述第一外接端子和所述第二外接端子位于同一平面上。

优选地，所述电源板和控制板位于同一平面内且并排设置，所述逆变板的长边沿所述电源板和控制板的并排排列方向设置。

优选地，所述逆变板上具有第一插接端子和第二插接端子，所述电源板上具有第三插接端子，所述控制板上具有第四插接端子，且所述第一插接端子、第二插接端子、第三插接端子和第四插接端子的插接方向分别垂直于所述控制板；所述逆变板通过第一插接端子插接到所述第三插接端子的方式与所述电源板电性连接，通过第二插接端子插接到第四插接端子的方式与所述控制板电性连接。

优选地，所述驱控一体机包括扩展背板和至少一个扩展板，且每一所述扩展板包括用于连接外部扩展设备的第三外接端子；所述扩展背板以垂直于所述控制板的方式固定在所述控制板的上方，且所述扩展背板与所述控制板电性连接；所述扩展板以平行于所述控制板的方式固定在所述控制板上方，所述扩展板与所述扩展背板电性连接，且所述第三外接端子与所述第一外接端子、第二外接端子位于同一平面上。

优选地，所述扩展背板平行于所述逆变板；所述驱控一体机包括多个所述扩展板，多个所述扩展板相互平行，且多个所述扩展板在所述控制板上的正投影重合。

优选地，所述扩展背板上具有第五插接端子和第六插接端子，所述控制板上具有第七插接端子，所述扩展板上具有第八插接端子，且所述第五插接端子和第七插接端子的插接方向分别垂直于所述控制板，所述第六插接端子和第八插接端子的插接方向分别平行于所述控制板；所述扩展背板通过第五插接端子插接到所述第七插接端子的方式与所述控制板电性连接，所述扩展板通过第八插接端子插接到第六插接端子的方式与所述扩展背板电性连接。

优选地，所述驱控一体机还包括输入端子、输入空开、显示板、滤波板、制动电阻以及核心板；所述滤波板以平行于控制板的方式固定在所述控制板和电源板的上方；所述制动电阻固定在所述电源板上方；所述输入端子、输入空开以及显示板以从下至上依次相叠的方式分别固定在所述控制板的上方，且所述输入端子、输入空开以及显示板分别与所述控制板的第二外接端子位于同一平面上；所述核心板固定在所述控制板的上方，且所述核心板与所述控制板平行。

优选地，所述机箱包括前面板和与所述前面板相对的背板，所述控制板与所述前面板相邻设置，所述电源板与所述背板相邻设置，且所述逆变板的第一外接端子和所述控制板的第二外接端子位于所述前面板上；

所述前面板上具有多个进风孔，所述机箱上与所述前面板平行的背板上具有多个出风孔，且所述输入端子、输入空开、显示板、滤波板以及逆变板分别位于所述进风孔与出风孔之间的区域。

优选地，所述驱控一体机还包括风扇，所述风扇固定在所述背板的内侧，且所述风扇位于所述背板的出风口所在的区域。

本实用新型实施例还提供一种工业机器人，包括如上任一项所述的驱控一体机。

本实用新型实施例的驱控一体机及工业机器人具有以下有益效果：通过将电源板和控制板以相互平行的方式安装，从而可以缩减垂直于电源板和控制板的方向上的体积，同时避免因电源板和控制板之间存在夹角而降低空间利用率的问题；由于电源板和控制板的垂向投影不相交，因此可保证装设在电源板和控制板上的元器件之间的稳定性，防止相互影响；并且，还通过将逆变板以垂直于电源板和控制板的方式固定，并分别电性连接，由此可将逆变板、电源板和控制板进行有效堆叠，同时保证空余安装空间的可装配性，便于部件进行集成组装，提高安装空间的利用率，使整体布局设计更具合理性。

此外，本实用新型实施例的驱控一体机及工业机器人还通过使逆变板与电源板、逆变板与控制板、扩展背板与扩展板以及扩展背板与控制板之间分别通过插接端子电性连接，可在保证布局设计合理的同时提高整体结构的集成度，无需预留走线空间，结构体积的可设计更高，并且还能够简化组装和维护操作，提高方便性，使得拆装效率更高。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的驱控一体机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的驱控一体机的内部的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的驱控一体机的内部的分解结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的驱控一体机的内部的顶部投影的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，是本实用新型实施例提供的驱控一体机的结构示意图，该驱控一体机可应用于机器人控制领域，特别是能够同时兼容使用于四轴机器人和六轴机器人的驱动控制中。

结合图2所示，本实施例中的驱控一体机包括机箱1、电源板2、控制板3和至少一个逆变板4，其中电源板2与控制板3以相互平行的方式分别固定在机箱1上。由于电源板2与控制板3以相互平行的方式分别固定在机箱1上，因此机箱1可有效缩减垂直于电源板2和控制板3的方向上的体积，且因为电源板2与控制板3之间相互平行不存在夹角，所以电源板2与控制板3之间不会围合形成夹角空间而造成该夹角空间无法安装其他零部件，由此可提高空间利用率，便于进行机箱1内部的合理布局设计。

特别地，上述控制板3与电源板2的垂向投影不相交，可避免装设在电源板2上的电子元器件和装设在控制板3上的电子元器件之间相互影响，提高功能运行的稳定性。并且，通过将控制板3与电源板2以垂向投影不相交的方式设置，便于控制板3和电源板2分别与外部器件进行对应连接。为避免增大体积，可优选将控制板3和电源板2以相邻的方式设置。

上述逆变板4以垂直于电源板2和控制板3的方式跨接在电源板2和控制板3的上方，便于逆变板4通过对接端子分别与电源板2和控制板3电性连接，并且上述布局方式方便对逆变板4进行高效拆装，有利于上述驱控一体机兼容使用于四轴机器人和五轴机器人时的适应性拆卸改装。另外，逆变板4包括用于连接用电设备(例如交流电机)并实现交流输出的第一外接端子41，控制板3包括用于连接输入/输出设备的第二外接端子31，且逆变板4的第一外接端子41和控制板3的第二外接端子31位于同一平面上，不仅美观，还便于进行插接操作，避免安装人员较难发现外接端子而影响工作效率。

上述驱动一体机通过将电源板2和控制板3以相互平行的方式安装，然后将逆变板4以垂直于电源板2和控制板3的方式固定在电源板2和控制板3的上方，不仅方便了逆变板4与电源板2和控制板3之间的分别电性连接，还能有效将电源板2、控制板3和逆变板4三者之间进行有效堆叠，以此缩减整体体积，提高上述机箱1的体积的可设计性。并且，由于电源板2、控制板3和逆变板4均为平板形状，因此通过将逆变板4以垂直于电源板2和控制板3的方式设置，可以在保证与逆变板4相连接的器件与逆变板4可靠连接的同时，确保逆变板4与电源板2和控制板3之间围合的空余安装空间的可装配性，提高安装空间的可利用性，由此使驱控一体机具高集成度，避免空余安装空间受限于逆变板4的位置而造成无法安装。

在实际应用中，上述逆变板4的具体数量可根据实际情况确定。由于四轴机器人需要装设两个逆变板4，六轴机器人需要装设三个逆变板4，因此优选设置三个逆变板安装位，以达成兼容设计，实现同一结构可对应不同配置的机器人本体。具体地，当上述驱控一体机应用于四轴机器人时，安装两个逆变板4至逆变板安装位；当驱控一体机应用于六轴机器人时，安装三个逆变板4至逆变板安装位上。并且，由于通过将逆变板4以垂直于电源板2和控制板3的方式固定以便于安装，因此可提高兼容使用时的更换拆装的方便性。

在本实用新型的一个实施例中，电源板2和控制板3在同一平面内并排设置，逆变板4的长边方向沿电源板2和控制板3的并排排列方向设置。上述布局设计方式便于对电源板2和控制板3进行安装维护，同时有利于逆变板4与电源板2和控制板3分别电性连接。

为实现逆变板4与电源板2和控制板3之间的分别电性连接，上述逆变板4上具有第一插接端子和第二插接端子42。另外，电源板2上具有第三插接端子，控制板3上具有第四插接端子32，而且第三插接端子与第一插接端子相匹配，第四插接端子32与第二插接端子42相匹配，因此逆变板4可通过第一插接端子插接到第三插接端子的方式实现与电源板2的电性连接、以及通过第二插接端子插接到第三插接端子的方式实现与控制板3的电性连接。

上述驱控一体机通过使逆变板4与电源板2和控制板3之间通过插接端子的方式实现电性连接，可提高电性连接之间的连接稳定性，且设计时无需预留走线空间，因此可提高整体结构的集成度。并且，上述驱控一体机通过更改布局设计使得逆变板4与电源板2和控制板3之间能够以端子对插的方式电性连接，由此可得上述结构为最佳的布局设计方式，布局设计的合理性高。

此外，由于以插接端子配合进行电性连接的方式无需装配线缆，因此不仅可使得整体结构美观，还能简化组装和维护操作的复杂程度，便于拆装操作，提高工作效率。

由于逆变板4垂直于电源板2和控制板3，因此优选将第一插接端子、第二插接端子42、第三插接端子和第四插接端子32的插接方向以垂直于控制板3的方向设置，方便插接端子之间的插接固定，还能有效提高连接强度，保证逆变板4与电源板2、逆变板4与控制板3之间的电性连接的稳定性。

此外，上述驱控一体机包括扩展背板5和至少一个扩展板6，且每一扩展板6均包括有用于连接外部扩展设备的第三外接端子61。为避免扩展背板5限制安装空间的可装配性，上述扩展背板5以垂直于控制板3的方式固定在控制板3的上方，且扩展背板5与控制板3电性连接。上述扩展板6以平行于控制板3的方式固定在控制板3的上方，扩展板6与扩展背板5电性连接，因此扩展板6可通过扩展背板5与控制板3电性连接。

上述扩展板6的第三外接端子61与控制板3的第二外接端子31和逆变板4的第一外接端子41位于同一平面上，即控制板3的第二外接端子31、逆变板4的第一外接端子41以及扩展板6的第三外接端子61均设于同一平面内，由此将外接端子统一于一处，便于操作人员组装调试操作。

由于逆变板4垂直与控制板3，因此扩展背板5平行于逆变板4。另外，上述驱控一体机包括多个扩展板6，多个扩展板6相互平行，且多个扩展板6在控制板3上的正投影重合，从而可使整体外观更加简洁，且能够使得安装空间得以合理利用，避免不规则安装而限制体积的可设计性。

同样地，为实现扩展背板5与控制板3、扩展板6与扩展背板5之间的导电连接，且同时减少通过线缆实现电性连接的布局设计方式，由此在扩展背板5上设置第五插接端子和第六插接端子51。然后在控制板3上设置第七插接端子，在扩展板6上设置第八插接端子62，并使第七插接端子与第五插接端子相匹配，使第八插接端子62与第六插接端子51相匹配。因此，扩展背板5可通过第五插接端子插接到第七插接端子的方式与控制板3电性连接；扩展板6可通过第六插接单子51插接到第八插接端子62的方式与扩展背板5电性连接。

上述驱控一体机还包括输入端子71、输入空开72、显示板73、滤波板74、制动电阻75以及核心板76。其中滤波板74以平行于控制板3的方式固定在控制板3和电源板2的上方，既方便滤波板74与控制板3电性连接，又因为垂直于控制板3，与逆变板4平行，可在逆变板4之间形成间隙，有利于逆变板4和滤波板74上的功率器件散热。

具体地，上述制动电阻75固定在电源板2上方，且输入端子71、输入空开72以及显示板73以从下至上依次相叠的方式分别固定在控制板3的上方，以保证内部布局安装的集成度。另外，输入端子71、输入空开72以及显示板73分别与控制板3的第二外接端子31设于同一平面上，以便于进行统一组装位置。上述核心板76固定在控制板3的上方，且核心板76与控制板3平行，以在提高集成度的同时不对控制板3造成影响。

上述机箱1包括前面板11和与前面板11相对的背板12，且控制板3与前面板11相邻设置(即电源板2与背板12相邻设置)，便于将逆变板4的第一外接端子41和控制板3的第二外接端子31直接设于前面板11上。

进一步地，机箱1的前面板11上具有多个进风孔，机箱1上与前面板11平行的背板12上具有多个出风孔，多个进风孔与多个出风孔相对应，且上述输入端子71、输入空开72、显示板73、滤波板74以及逆变板4分别位于进风孔与出风孔之间的区域A。从而可对输入端子71、输入空开72、显示板73、滤波板74以及逆变板4上的功率器件(发热器件)进行有效散热，保证各零部件的正常使用。

为进一步提高对输入端子71、输入空开72、显示板73、滤波板74以及逆变板4的散热效果，上述驱控一体机还包括风扇8，该风扇8固定在背板12的内侧，且风扇8位于背板12出风孔所在的区域，由此可通过风扇8提高流经区域A的散热气流B的流动效率，以实现将机箱1内的热量由出风孔高效转移至外部环境。

本实用新型实施例还提供一种工业机器人，该工业机器人包括如上述的驱控一体机。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种驱控一体机，其特征在于，包括机箱、电源板、控制板和至少一个逆变板，所述逆变板包括用于连接用电设备的第一外接端子，所述控制板包括用于连接输入/输出设备的第二外接端子，其中所述电源板与控制板以相互平行的方式分别固定在所述机箱上，且所述控制板与所述电源板的垂向投影不相交；所述逆变板以垂直于所述电源板和控制板的方式跨接在所述电源板和控制板的上方，所述逆变板分别通过端子对插方式与所述电源板和控制板电性连接，且所述第一外接端子和所述第二外接端子位于同一平面上。

2.根据权利要求1所述的驱控一体机，其特征在于，所述电源板和控制板位于同一平面内且并排设置，所述逆变板的长边沿所述电源板和控制板的并排排列方向设置。

3.根据权利要求1所述的驱控一体机，其特征在于，所述逆变板上具有第一插接端子和第二插接端子，所述电源板上具有第三插接端子，所述控制板上具有第四插接端子，且所述第一插接端子、第二插接端子、第三插接端子和第四插接端子的插接方向分别垂直于所述控制板；所述逆变板通过第一插接端子插接到所述第三插接端子的方式与所述电源板电性连接，通过第二插接端子插接到第四插接端子的方式与所述控制板电性连接。

4.根据权利要求1所述的驱控一体机，其特征在于，所述驱控一体机包括扩展背板和至少一个扩展板，且每一所述扩展板包括用于连接外部扩展设备的第三外接端子；所述扩展背板以垂直于所述控制板的方式固定在所述控制板的上方，且所述扩展背板与所述控制板电性连接；所述扩展板以平行于所述控制板的方式固定在所述控制板上方，所述扩展板与所述扩展背板电性连接，且所述第三外接端子与所述第一外接端子、第二外接端子位于同一平面上。

5.根据权利要求4所述的驱控一体机，其特征在于，所述扩展背板平行于所述逆变板；所述驱控一体机包括多个所述扩展板，多个所述扩展板相互平行，且多个所述扩展板在所述控制板上的正投影重合。

6.根据权利要求4所述的驱控一体机，其特征在于，所述扩展背板上具有第五插接端子和第六插接端子，所述控制板上具有第七插接端子，所述扩展板上具有第八插接端子，且所述第五插接端子和第七插接端子的插接方向分别垂直于所述控制板，所述第六插接端子和第八插接端子的插接方向分别平行于所述控制板；所述扩展背板通过第五插接端子插接到所述第七插接端子的方式与所述控制板电性连接，所述扩展板通过第八插接端子插接到第六插接端子的方式与所述扩展背板电性连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的驱控一体机，其特征在于，所述驱控一体机还包括输入端子、输入空开、显示板、滤波板、制动电阻以及核心板；所述滤波板以平行于控制板的方式固定在所述控制板和电源板的上方；所述制动电阻固定在所述电源板上方；所述输入端子、输入空开以及显示板以从下至上依次相叠的方式分别固定在所述控制板的上方，且所述输入端子、输入空开以及显示板分别与所述控制板的第二外接端子位于同一平面上；所述核心板固定在所述控制板的上方，且所述核心板与所述控制板平行。

8.根据权利要求7所述的驱控一体机，其特征在于，所述机箱包括前面板和与所述前面板相对的背板，所述控制板与所述前面板相邻设置，所述电源板与所述背板相邻设置，且所述逆变板的第一外接端子和所述控制板的第二外接端子位于所述前面板上；

所述前面板上具有多个进风孔，所述机箱上与所述前面板平行的背板上具有多个出风孔，且所述输入端子、输入空开、显示板、滤波板以及逆变板分别位于所述进风孔与出风孔之间的区域。

9.根据权利要求8所述的驱控一体机，其特征在于，所述驱控一体机还包括风扇，所述风扇固定在所述背板的内侧，且所述风扇位于所述背板的出风口所在的区域。

10.一种工业机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的驱控一体机。

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