专利名称：机器人控制装置的制作方法
技术领域：
本文所讨论的实施方式涉及一种机器人控制装置。
背景技术：
传统上，已经公知连接至 待控制的机器人并控制机器人的动作的机器人控制装置。在这种机器人控制装置中，控制机器人的动作的控制电路通常布置在箱形壳体的内部(例如，参见日本专利申请特开No. 2007-175858)。然而，在传统的机器人控制装置中存在如下缺点控制电路的操作环境在操作时恶化。更具体地说，控制电路包括诸如将输出到机器人的控制信号放大的放大器的多个电路元件，并且所述电路元件在操作时产生热量。因而，在传统的机器人控制装置中，存在这样的情况壳体内部的温度由于电路元件操作时产生的热而上升，因而使控制电路的操作环境恶化。已经做出了实施方式的一个方面来克服这种缺陷，并且本发明的目的是提供一种能够抑制控制电路操作时的操作环境恶化的机器人控制装置。
发明内容
根据实施方式的一个方面的机器人控制装置包括壳体、控制电路和风扇。所述壳体包括分别设置有进气部的顶板和一个侧板；所述控制电路配置在所述壳体的内部并控制待控制的机器人；所述风扇将从所述进气部吸入所述壳体的内部的外部空气通过排气部释放到所述壳体的外部，其中所述排气部布置在与设置有所述进气部的侧板相邻的侧板中。根据所述实施方式的一个方面，当控制机器人的动作的控制电路操作时，抑制壳体的内部的温度上升能够抑制控制电路的操作环境恶化。
通过参照结合附图考虑的如下详细描述将更好地理解本发明，从而将容易地实现对本发明及其许多伴随优点更完全的理解，在附图中图I是示出了根据一个实施方式的机器人控制装置的示意图。图2是示出了在平面图中观察时根据所述实施方式的机器人控制装置的内部结构的示意图。图3是示出了在侧视图中观察时根据所述实施方式的机器人控制装置的内部结构的示意图。图4是示出了在平面图中观察时外部空气在根据所述实施方式的壳体内部中的流动的示意图。图5是示出了在侧视图中观察时外部空气在根据所述实施方式的壳体内部中的流动的示意图。
图6是示出了根据所述实施方式的机器人控制装置的示意图，其中各放大器布置在基于其发热量确定的位置。图7是示出了根据变型例的机器人控制装置的示意图。
具体实施例方式在下文中，结合附图详细地描述在本申请中公开的机器人控制装置的实施方式。这里，本发明并不限于以下描述的实施方式中的实施例。另外，在下文中，以控制具有七轴机械臂的机器人的机器人控制装置为例 来说明所述实施方式，所述七轴机械臂在其远端部设置有机械手。然而，待控制的机器人不限于上述机器人。图I是示出了根据所述实施方式的机器人控制装置I的示意图。这里，在图I中，未在图中示出机器人控制装置I的内部结构。稍后结合图2和图3说明机器人控制装置I的内部结构。如图I所示，机器人控制装置I包括壳体2，该壳体2具有顶板3，在顶板3中布置有进气部6 ; —个侧板4，在侧板4中也布置有进气部7 ;以及侧板5，在侧板5中布置有排气部8，其中侧板5与布置有进气部7的侧板4邻近。另外，机器人控制装置I包括控制电路40，该控制电路40包括配置在壳体2的内部并控制待控制的机器人的多个电路元件(参见图2和图3);和风扇9，风扇9将从进气部6、7吸入到壳体2的内部的外部空气通过排气部8释放到壳体2的外部。由于这种构造，机器人控制装置I具有形成在壳体2的内部L形通道，从而外部空气通过驱动风扇9而从进气部6、7移动到排气部8。因而，在机器人控制装置I中，壳体2内的热被经过该通道的外部空气吸收，并且蓄积热的外部空气被释放到壳体2的外部。这样，机器人控制装置I能够通过将配置在壳体2的内部的电路元件产生的热释放到壳体2的外部而抑制壳体2内的温度上升，因此抑制了控制电路40的操作环境由于壳体2内的温度上升而恶化。另外，在机器人控制装置I中，在壳体2的四个侧板中的两个侧板中均没有布置进气部7或排气部8。因此，机器人控制装置I以如下方式安装没有布置进气部7和排气部8的侧板面向机器人的操作侧，因此，可以将在壳体2的内部中产生的热释放到壳体2的外部，而不会损害机器人控制装置I的外观。接下来，结合图2和图3说明机器人控制装置I的内部结构。图2是示出了在平面图中观察时根据所述实施方式的机器人控制装置I的内部结构的示意图。图3是示出了在侧视图中观察时根据所述实施方式的机器人控制装置I的内部结构的示意图。这里，在图2和图3中，壳体2和风扇9用虚线示出。如图2和3所示，机器人控制装置I包括控制电路40，该控制电路40包括配置在壳体2的内部并控制待控制的机器人的电路元件。更具体地说，机器人控制装置I包括诸如CPU(中央处理单元)10、控制板11、放大器12、转换器13、继电器14和电容器15之类的电路元件。这里，在图2和图3中，没有在图中示出用于将相应的电路元件彼此连接的诸如配线之类的通用结构元件。所述电路元件在操作时产生热。在这些电路元件中，转换器13和放大器12的发热量大于其他电路元件的发热量。因而，在机器人控制装置I中，转换器13和放大器12布置在排气部8侧，因而抑制由转换器13和放大器12产生的热对其他电路元件的影响。CPU 10是执行用于机器人的动作控制的各种运算操作的处理单元。为机器人的每个轴设置的控制板11是基于由CPU 10获得的运算结果向与每个轴对应的放大器12输出控制信号的处理单元。转换器13是将通过转换借助于继电器14从壳体2的外部输入的交流电获得的单向直流电供给CPU 10并且将通过转换交流电获得的三向直流电供给放大器12的处理单 J Li o继电器14是用于将供给转换器13的交流电的输入和中断进行切换的开关。电容器15是用于对转换器13转换的直流进行滤波的滤波电容器。为待控制的机器人的每个轴和机械手设置的放大器12是放大从与机器人的每个轴和机械手对应的控制板11输入的控制信号并将该信号输出到伺服马达的处理单元，所述伺服马达驱动机器人的与该伺服马达对应的轴或机械手。另外，每个放大器12和外部输出端子18通过使用电缆16而彼此相连。在平面图中观察时，各电缆16布置在壳体2的内部的中央区域中。另外，在机器人控制装置I中，使用用于布置电缆16的空间作为供外部空气穿过的通风通道17。换言之，在机器人控制装置I中，通风通道17是壳体2的内部中的没有布置控制电路40的空间。另外，在通风通道17从布置有进气部7的侧板4朝向位于侧板4的相反侧的侧板延伸的状态下，通风通道17以横穿方式形成在壳体2的内部的中央区域中。通风通道17还以这样的方式形成，即，通风通道17接触分别布置有进气部7和6的侧板4和顶板3的内表面。另外，在机器人控制装置I中，在顶板3的接触通风通道17的带状区域中形成用作进气部6的多个狭缝6a，并且在侧板4的接触通风通道17的带状区域中形成用作进气部7的多个狭缝7a。这里，在机器人控制装置I中，尽管在平面图中观察时通风通道17以横穿方式形成在壳体2的内部的中央区域中，但并不是总是必须使通风通道17以横穿方式精确地形成在壳体2的内部的中央区域中。这样，在机器人控制装置I中，与用于布置各电路元件的区域相比，用于布置电缆16的区域具有大量空间，因此，用于布置电缆16的区域有效地用作供外部空气穿过的通风通道17。因而，在机器人控制装置I中，即使当相应的电路元件被紧密地布置以使壳体2小型化时，也确保了供外部空气穿过的通风通道17，从而将壳体2的内部中产生的热释放到壳体2的外部。因此，在所述机器人控制装置中，可以抑制操作期间壳体2的内部的温度上升，同时，可以使装置小型化，因而通过使壳体2小型化而降低装置的成本。另外，在机器人控制装置I中，通风通道17以横穿方式形成在壳体2的内部的中央区域中，并且在控制电路40的电路元件当中，在操作时产生热的电路元件以夹持的方式布置在通风通道17的两侧中的任意侧。这里,操作时产生热的电路元件例如是放大器12、控制板11、CPU 10、电容器15等。另外，具有相当大发热量的转换器13以如下方式布置，即，转换器13的位于壳体2的中央区域侧的侧面面向通风通道17。由于这种构造，在机器人控制装置I中，可以从壳体2的中央区域(与壳体2的内周面的附近相比，难以从壳体2的中央区域释放热)容易地将热释放到壳体2的外部。也就是说，由于壳体2具有一定程度的热辐射功能，因此由各电路元件产生的热借由壳体2比较容易从各电路元件的面向壳体2的部分释放。另一方面，与各电路元件面向壳体2的部分相比，难以从各电路元件的不面向壳体2的部分，即各电路元件的面向壳体2内部的中央区域的部分释放热。因而，机器人控制装 置I被构造成形成以横穿方式位于壳体2内部的中央区域中的通风通道17，因而，可以从壳体2的难以释放热的中央区域将热释放到壳体2的外部。由于这种构造，在机器人控制装置I中，可以以有效的方式将在壳体2的内部产生的热释放到壳体2的外部，因而抑制壳体2的内部的温度上升。另外，机器人控制装置I包括安装基座19和22，在平面图中观察时，这些安装基座将电路元件安装在通风通道17的两侧中的任意侧。此外，在机器人控制装置I中，诸如继电器14、电容器15、CPU 10和控制板11的电路元件安装在安装基座19上，因而在壳体2的底板20和电路元件之间形成与通风通道17连通的空间21。另外，在机器人控制装置I中，放大器12安装在另一个安装基座22上，因而在壳体2的底板20和电路元件之间形成与通风通道17连通的空间23。这样，在机器人控制装置I中，在底板20和电路元件之间形成与通风通道17连通的空间21和23，因而借助通风通道17将热从壳体2的内部中的热容易蓄积的底板20附近的区域释放到壳体2的外部。接下来，结合图4和图5说明外部空气在壳体2的内部的流动。图4是示出了在平面图中观察时外部空气在根据所述实施方式的壳体2的内部的流动的示意图，图5是示出了在侧视图中观察时外部空气在根据所述实施方式的壳体2的内部的流动的示意图。如图4所示，在机器人控制装置I中，当风扇9 (参见图2)被驱动时，外部空气30被从布置在壳体2的侧板4中的进气部7 (参见图I)吸入到壳体2的内部中。另外，使外部空气30流动通过以横穿方式形成在壳体2的内部的中央区域中的通风通道17，之后，外部空气30朝向布置有排气部8的侧板5 (参见图I)改变其方向，并且经过各放大器12的两侧以及转换器13的侧面从排气部8释放到壳体2的外部。另外，如图5所示，在机器人控制装置I中，风扇9 (参见图2)被驱动，因此，外部空气30从布置在壳体2的顶板3中的进气部6(参见图I)吸入到壳体2的内部中。另外，通风通道17以该通风通道穿过纵向方向的方式形成在壳体2的内部的中央区域中，使外部空气30流过该通风通道17，之后，外部空气30朝向布置有排气部8的侧板5(参见图I)改变其方向，并且经过各放大器12的两侧和转换器13的侧面从排气部8释放到壳体2的外部。由于这种构造，吸入到壳体2的内部中的外部空气30在该外部空气30穿过通风通道17时吸收由壳体2的中央区域中的各电路元件产生的热。随后，外部空气30在该外部空气30穿过各放大器12的两侧和转换器13的侧面时吸收由各放大器12和转换器13产生的热，并释放到壳体2的外部。而且，机器人控制装置I设置有形成在安装有电路元件的安装基座19和壳体2的底板20之间的空间21和形成在安装有电路元件的安装基座22和壳体2的底板20之间的空间23，其中空间21和23与通风通道17连通。
因而，在机器人控制装置I中，当风扇9 (参见图I)被驱动时，壳体2内部的气压下降，因而形成了空气31和空气32从形成在安装基座19、22和底板20之间的空间21和23朝向排气部8的流动。因此，在机器人控制装置I中，热从壳体2的内部中的易于蓄积热的底板20附近的区域通过通风通道17和排气部8释放到壳体2的外部，因此能够进一步抑制壳体2内部的温度上升。这样，从壳体2的中央区 域和底板20附近的区域(相比于壳体2的内周面附近，热难以从这些区域释放)产生的热被释放到壳体2的外部，因而抑制了由于壳体2内部的温度上升引起的控制电路40的操作环境的恶化。这里，在当前实施方式中，如下描述的构造特征未在附图中示出，也就是说，在四个侧板当中，在没有布置进气部7和排气部8的侧板中形成有用于从壳体2的外部视觉地检查状态显示装置的开口，在该状态显示装置上显示信号线的连接状态和控制电路40的操作状态。由于这种构造，在机器人控制装置I中，当风扇9被驱动时，外部空气30还被从用于视觉检查状态显示装置的开口吸入到壳体2的内部并被从排气部8释放。由于还有这种空气流动,可以将在壳体2的内部产生的热释放到壳体2的外部。这里，在具有多个关节或机械手的机器人中，与由机器人控制装置I控制的机器人一样，操作相应的关节或机械手的伺服马达需要彼此不同的电力消耗。例如，在设置有具有关节的机械臂的机器人的情况下，布置在接近机械臂的近端侧的位置处的伺服马达需要比布置在接近机械臂的远端侧的位置处的伺服马达更大的扭矩。因此，布置在接近机械臂的近端侧的位置处的伺服马达需要更大的电力消耗。因而，在机器人控制装置I中，放大器12必须向布置在接近机械臂的近端侧的位置处的伺服马达输出控制信号，以便将具有比从输出该控制信号的放大器12输出的控制信号的功率更高的功率的控制信号输出到布置在机械臂的远端侧的位置处的伺服马达。因此，当放大器12操作时，将控制信号输出到布置在接近机械臂的近侧的位置处的伺服马达的放大器12具有比将控制信号输出到布置在接近机械臂的远端侧的位置处的伺服马达的放大器12大的发热量。因此，在机器人控制装置I中，基于每个放大器12的发热量确定将控制信号输出至各伺服马达的多个放大器12的布置位置，因此可以将壳体2内部中产生的热有效地释放到壳体2的外部。这里，结合图6，说明具有放大器12的机器人控制装置la，其中每个放大器12都布置在基于其发热量确定的布置位置处。图6是示出了根据所述实施方式的机器人控制装置Ia的示意图，其中每个放大器12的布置位置基于其发热量确定。在下文中，以机器人控制装置Ia为例说明该实施方式，机器人控制装置Ia控制设置有机械手H的机器人R的动作，机械手H安装在7轴机械臂的远端部上，该7轴机械臂的近端部固定至基座B。机械臂设置有七个私服马达Ml至M7，每个马达都驱动一个轴。这里，在图6中，八个放大器12以发热量降序顺序赋予附图标记41至48。另外，机器人控制装置Ia以与上述机器人控制装置I的情况相同的方式构成，但机器人控制装置Ia的放大器41至48的布置位置与机器人控制装置I的布置位置不同。因而，在图6中，除了放大器41至48之外，在图中没有示出其他构成元件。在图6中所示的实施例中，待控制的伺服马达Ml至M7以及机械手H布置得越靠近基座B则放大器41至48的发热量变得也越大。在这种情况下，在机器人控制装置Ia中，放大器41至48沿着通风通道17成一行布置，使得放大器41至48以操作时的发热量的降序顺序从远离进气部7的位置彼此相邻地布置。由于这种构造，在机器 人控制装置Ia中，即使从进气部7吸入的外部空气30的温度在该外部空气30经过通风通道17的过程中上升，在外部空气30到达具有最大发热量的放大器41的布置位置时，外部空气30的温度也不会上升至高于放大器41的温度。这样，在机器人控制装置Ia中，可以将温度低于相应的放大器41至48的温度的外部空气30供应到放大器41至48周围的区域，因此可以将在壳体2内部中产生的热有效地释放到壳体2的外部。如上所述，根据当前实施方式的机器人控制装置I和Ia都包括壳体2，壳体2具有分别布置有进气部6和7的顶板3和一个侧板4 ;和与侧板4相邻的侧板5，进气部7布置在侧板4中，其中排气部8布置在侧板5中。另外，根据当前实施方式的机器人控制装置I和Ia均包括控制电路40，控制电路40配置在壳体2的内部并控制待控制的机器人R ;和风扇9，该风扇9借助排气部8将从进气部6和7吸入的外部空气30释放到壳体2的外部。而且，在各机器人控制装置I和Ia中，外部空气30借助驱动风扇9被吸入壳体2的内部，在壳体2的内部产生的热被外部空气30吸收，并且蓄积热的外部空气30通过排气部8释放到壳体2的外部。由于这种结构，在各机器人控制装置I和Ia中，可以抑制装置操作时壳体2内部的温度上升，因而抑制控制电路40的操作环境的恶化。这里，根据上述实施方式的机器人控制装置I和Ia仅仅均构成一个实施例而已，可以设想各种变型例。在下文中，结合图7，说明根据变型例的机器人控制装置lb。图7是示出了根据变型例的机器人控制装置Ib的示意图。这里，在图7中，具有相同功能的构成元件被赋予相同的附图标记。如图7所示，在机器人控制装置Ib中，仅壳体2a和风扇9a以与机器人控制装置I和Ia的情况不同的方式构成。更具体地说，除了其内表面接触通风通道17(参见图2)的部分之外，机器人控制装置Ib的壳体2a还设置有进气部6b，该进气部6b布置在顶板3的与控制板11和CPU 10对应的部分中。由于这种构造，在机器人控制装置Ib中，可以从控制板11和CPU 10正上方的区域吸入外部空气30，因此可以将由控制板11和CPU 10产生的热有效地释放到壳体2的外部。因此，根据机器人控制装置lb，可以防止控制电路40由于控制板11和CPU 10的附近温度升高而发生热失控。另外，布置在顶板3的其内表面接触通风通道17(参见图2)的部分中的进气部6形成为使得狭缝6a的面积随着狭缝6a的位置接近操作时具有最大发热量的放大器41而变大。由于这种构造，在机器人控制装置Ib中，随着吸入外部空气30的位置接近操作时具有最大发热量的放大器41，可以增大吸入壳体2内的外部空气30的流量。因此，根据机器人控制装置lb，相应的放大器41至48被具有与从相应的放大器41至48产生的热量对应的流量的外部空气30冷却，因此，可以均匀地降低壳体2内部的温度。另外，在机器人控制装置Ib中，在八个放大器41至48中，与具有相对较大发热量的四个放大器41至44对应的排气部8a的面积大于具有相对较小发热量的四个放大器45至48对应的排气部8的面积。而且，机器人控制装置Ib包括风扇9a，风扇9a被放置在与其面积大于其他排气部8的面积的排气部8a对应的位置，其中风扇9a的尺寸大于与其他排气部8对应的风扇9的尺寸。也由于这种构造，在机 器人控制装置Ib中，可以均匀地降低壳体2内部的温度。这里，在机器人控制装置Ib中，可以使排气部8和8a的面积彼此相等，同时可以使风扇9和9a的尺寸彼此相等。在这种情况下，风扇9a被控制成使得与四个放大器41至44 (操作时具有较大发热量)对应的风扇9a的每单位时间的转速高于其他风扇9的每单位时间的转速。也由于这种结构，可以均匀地降低壳体2内部的温度。另外，变型例并不限于图7所示的机器人控制装置lb。例如，在根据所述实施方式的机器人控制装置I中，进气部6和7可以形成为以下方式，即，通过调节狭缝6a和7a的面积，使得布置在壳体2的顶板3中的进气部6的总面积等于布置在一个侧板4中的进气部7的总面积。由于这种构造，可以使得从壳体2的顶板3侧吸入的外部空气30的量和从壳体2的侧板4侧吸入的外部空气30的量彼此相等，因此可以均匀地降低壳体2内部的温度。另外，由于这种构造，在通风通道17在平面图中观看时的长度大于通风通道17在侧视图中观看时的高度的情况下，可以使得布置在顶板3中的相应狭缝6a的面积小于布置在侧板4中的相应狭缝7a的面积。因而，当机器人控制装置I不操作时，可以控制从布置在顶板3中的狭缝6a侵入壳体2内部的异物的尺寸，因而抑制了异物侵入壳体2的内部。
权利要求
1.一种机器人控制装置，该机器人控制装置包括 壳体，该壳体包括分别设置有进气部的顶板和一个侧板； 控制电路，该控制电路配置在所述壳体的内部并控制待控制的机器人；以及 风扇，该风扇将从所述进气部吸入所述壳体的内部的外部空气通过排气部释放到所述壳体的外部， 其中，所述排气部布置在与设置有所述进气部的所述侧板相邻的侧板中。
2.根据权利要求I所述的机器人控制装置， 其中，所述壳体包括通风通道，该通风通道从没有布置所述控制电路但布置有所述进气部的所述侧板中的空间朝向位于所述侧板的相反侧的侧板延伸，使得所述通风通道接触布置有所述进气部的所述侧板的内表面以及所述顶板的内表面；以及 所述进气部由布置在所述侧板和所述顶板的接触所述通风通道的帯状区域中的狭缝构成。
3.根据权利要求2所述的机器人控制装置，其中，在所述控制电路的电路元件当中，操作时产生热的电路元件以夹持的方式布置在所述通风通道的两侧中的任意侧。
4.根据权利要求3所述的机器人控制装置，其中，操作时发热量越大的所述电路元件布置在越远离所述侧板中布置的所述进气部的位置。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的机器人控制装置，其中，在所述壳体的底板和所述控制电路之间形成与所述通风通道连通的空间。
全文摘要
本发明涉及一种机器人控制装置。根据实施方式的一个方面的机器人控制装置包括壳体、控制电路和风扇。所述控制电路配置在所述壳体的内部并控制待控制的机器人。在壳体中，进气部布置在顶板和一个侧板中，而排气部布置在与布置有进气部的侧板相邻的侧板中。另外，风扇将从进气部吸入所述壳体内的外部空气通过所述排气部释放到壳体的外部。
文档编号B25J19/06GK102672728SQ20121005749
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月6日 优先权日2011年3月8日
发明者森田裕隆 申请人:株式会社安川电机