工业机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种工业机器人。

背景技术

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的工业自动化装备。其即可靠自身动力和控制能力来实现工业生产制造的各种作业需求，也可接受人类指挥，按照预先编排的程序运行，进行工业生产各项作业要求。成本上，工业机器人能替代越来越昂贵的劳动力，在投入成本高效利用的基础上，以更加精确的操作，实现低误差率，从而降低生产的废品率和产品成本。时间上，在保证产品质量的基础上，缩短产品生产时间，提升工作效率，实现时间高效利用。总之，工业机器人的广泛应用，确实为工业生产带来更加快速、便利以及充满智慧的生产方式。

传统工业机器人的供电电路部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统工业机器人的供电电路部分缺少相应的电路保护功能，例如：防止信号干扰功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的工业机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种工业机器人，包括第一轴体、第二轴体、第一马达、第二马达、电缆、保护罩和紧固件，所述第二轴体与所述第一轴体转动连接，所述第一马达设置于所述第一轴体的内部，所述第二马达设置于所述第二轴体的内部，所述电缆与所述第二马达连接，所述第一马达和第二马达位于所述第一轴体和第二轴体的连接处，所述保护罩分别与所述第一轴体和第二轴体连接，并遮盖所述第一马达、第二马达和电缆；所述保护罩包括第一收容体和第二收容体，所述第二收容体和第一收容体一体成型，所述第一马达收容于所述第一收容体的内部，所述第二马达和电缆收容于所述第二收容体的内部，所述第二收容体的内部设有电路板，所述电缆与所述电路板连接，所述电路板上设有电源模块；

所述第一收容体包括底板以及从所述底板的边缘延伸出的第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述底板分别与所述第一侧板、第二侧板和第三侧板围成收容所述第一马达的收容空间；所述底板上开设有安装孔，所述紧固件将所述保护罩和第一轴体固定连接，所述紧固件包括头部和杆部，所述安装孔的直径大于所述头部的直径；

所述保护罩还包括固定件，所述固定件位于所述第一收容体的内部并与所述底板固定连接，所述固定件上开设有与所述安装孔相对的固定孔，所述固定孔的直径小于所述头部的直径；

所述第二侧板上开设有连接孔，所述第二收容体自所述底板向远离所述第一侧板、第二侧板和第三侧板的方向凹陷，所述第二收容体包括靠近所述第一收容体的第一圆弧部、远离所述第一收容体的第二圆弧部及连接所述第一圆弧部和第二圆弧部的连接部；

所述电源模块包括电压输入端、第一变压器、第一二极管、第二变压器、第一电容、第一mos管、第三电容、第一脉冲宽度调制电路、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第二mos管、第二脉冲宽度调制电路、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻、第一电压输出端和第二电压输出端，所述电压输入端与所述第一变压器的初级线圈的一端连接，所述第一变压器的初级线圈的另一端与所述第一mos管的漏极连接，所述第一mos管的源极接地，所述第一mos管的栅极通过所述第三电容与所述第一脉冲宽度调制电路的一端连接，所述第一变压器的次级线圈的一端与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二变压器的初级线圈的一端连接，所述第二变压器的初级线圈的另一端分别与所述第一电容的一端、第一电阻的一端和第一电压输出端连接，所述第一变压器的次级线圈的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一脉冲宽度调制电路的另一端和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地；

所述第二变压器的初级线圈的一端接地，所述第二变压器的次级线圈的另一端与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二mos管的漏极连接，所述第二mos管的栅极与所述第二脉冲宽度调制电路的一端连接，所述第二mos管的源极分别与所述第三二极管的阴极、第二电容的一端、第二电压输出端和第三电阻的一端连接，所述第三二极管的阳极和第二电容的另一端均接地，所述第三电阻的另一端分别与所述第二脉冲宽度调制电路的另一端和第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第三电容的电容值为360pf。

在本发明所述的工业机器人中，所述电源模块还包括第四二极管，所述第四二极管的阳极与所述第一脉冲宽度调制电路的另一端连接，所述第四二极管的阴极与所述第一电阻的另一端连接，所述第四二极管的型号为s-202t。

在本发明所述的工业机器人中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端与所述第二mos管的栅极连接，所述第四电容的另一端与所述第二脉冲宽度调制电路的一端连接，所述第四电容的电容值为450pf。

在本发明所述的工业机器人中，所述电源模块还包括第五电阻，所述第五电阻的一端与所述第一变压器的次级线圈的另一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第一电容的另一端连接，所述第五电阻的阻值为35kω。

在本发明所述的工业机器人中，所述第一mos管为n沟道mos管。

在本发明所述的工业机器人中，所述第二mos管为n沟道mos管。

实施本发明的工业机器人，具有以下有益效果：由于设有第一轴体、第二轴体、第一马达、第二马达、电缆、保护罩和紧固件，保护罩包括第一收容体和第二收容体，第二收容体的内部设有电路板，电路板上设有电源模块；电源模块包括电压输入端、第一变压器、第一二极管、第二变压器、第一电容、第一mos管、第三电容、第一脉冲宽度调制电路、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第二mos管、第二脉冲宽度调制电路、第三二极管、第二电容、第三电阻、第四电阻、第一电压输出端和第二电压输出端，该电源模块相对于传统工业机器人的供电电路部分，其使用的元器件较少，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本，另外，第三电容用于防止第一mos管与第一脉冲宽度调制电路之间的干扰，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

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为本发明工业机器人一个实施例中的立体组装结构示意图；

图2为所述实施例中工业机器人的部分结构分解图；

图3为图2中保护罩另一视角的立体结构图；

图4为所述实施例中电源模块的电路原理图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在本发明工业机器人实施例中，该工业机器人的立体组装结构示意图如图1所示，图2为本实施例中工业机器人的部分结构分解图。本实施例中，该工业机器人包括第一轴体1、第二轴体2、第一马达3、第二马达4、电缆5、保护罩6和紧固件7，图3为图2中保护罩另一视角的立体结构图。

具体而言，第二轴体2与第一轴体1转动连接，第一马达3设置于第一轴体1的内部，第二马达4设置于第二轴体2的内部，电缆5与第二马达4连接，第一马达3和第二马达4位于第一轴体1和第二轴体2的连接处，保护罩6分别与第一轴体1和第二轴体2连接，并遮盖第一马达3、第二马达4和电缆5，紧固件7分别与保护罩6和第一马达3连接。第一轴体1朝向保护罩6的一面具有定位面11和自定位面11向内部开设的定位孔12。

保护罩6包括第一收容体61和第二收容体62，第二收容体62和第一收容体61一体成型，第一马达3收容于第一收容体61的内部，第二马达4和电缆5收容于第二收容体62的内部。

第一收容体61包括底板611以及从底板611的边缘延伸出的第一侧板612、第二侧板613和第三侧板614，底板61分别与第一侧板612、第二侧板613和第三侧板614围成收容第一马达3的收容空间；底板611上开设有安装孔6111，紧固件7穿过安装孔6111将保护罩6和第一轴体1固定连接，第一侧板612远离底板611的边缘开设有凹槽6121，该凹槽6121与第一轴体1的部分外部轮廓配合，避免保护罩6固定于第一轴体1后两者之间出现空隙。第二侧板613上开设有连接孔6131，使保护罩6能与其他元件，如气管的接头连接。

紧固件7包括头部71和杆部72，保护罩6通过紧固件7与第一轴体1固定连接，安装孔6111的直径大于头部71的直径。

本实施例中，保护罩6还包括固定件63，固定件63位于第一收容体61的内部并与底板611固定连接，固定件63包括固定部631和自固定部631相对两边缘延伸出的连接板632。固定部631上开设有与安装孔6111相对的固定孔6311，固定孔6311的直径小于头部71的直径。固定部631还具有抵持面633，固定件63可以通过焊接、螺接、胶粘等方式与底板611固定连接，本实施例中，固定件63通过连接板632焊接于底板611上，固定部631与底板611之间留有一定距离。

第二侧板613上开设有连接孔6131，第二收容体62自底板611向远离第一侧板612、第二侧板613和第三侧板614的方向凹陷，第二收容体62包括靠近第一收容体61的第一圆弧部621、远离第一收容体61的第二圆弧部622及连接第一圆弧部621和第二圆弧部622的连接部623。第一圆弧部621的直径大于第二圆弧部622的直径。

保护罩6还包括部分遮盖第二收容体62的遮挡件64。遮挡件64包括本体641及自本体641同一边缘延伸的两个支撑部642。遮挡件64可以通过焊接、螺接、胶粘等方式与第二收容体62固定连接，本实施例中，遮挡件64焊接于第二收容体62上，其中，本体641将第二圆弧部622遮盖，两个支撑部642将部分连接部623遮盖，并与第一收容体61的第一侧板612及第三侧板613连接。本体641的边缘开设有排污口643，该排污口643位于遮挡件64远离第一圆弧部621的一端，可以排出落入第二圆弧部622内的液体、杂物等。

保护罩6与第一轴体1固定连接时，第一马达3收容于第一收容体61内，第二马达4和电缆5收容于第二收容体62内，第一圆弧部621内收容第二马达4及部分电缆5，第二圆弧部622内仅收容部分电缆5，因此，将第二圆弧部622的直径设置为小于第一圆弧部621的直径可以减少保护罩6的体积，节省空间，且可以避免影响第一轴体1与第二轴体2的运动。保护罩6中的固定件63的抵持面633与第一轴体1的定位面11相抵，固定件63的固定孔6311与第一轴体1的定位孔12相对，紧固件7穿过保护罩6的安装孔6111进入保护罩6的内部后，紧固件7的杆部72穿过固定孔6311并螺入第一轴体1的定位孔12内，从而将保护罩6与第一轴体1固定连接。

遮挡件64的设置不仅可以保护电缆5，避免在该工业机器人的运行过程中，电缆5从保护罩6内滑出，也可以起到加强作用，避免保护罩6出现变形。固定件63的设置，可以使紧固件7隐藏于保护罩6内，从而使该工业机器人具有良好的外观。

本实施例中，第二收容体62的内部设有电路板，电缆5与电路板连接，电路板上设有电源模块(图中未示出)。

图4为本实施例中电源模块的电路原理图，图4中，该电源模块包括电压输入端vin、第一变压器t1、第一二极管d1、第二变压器t2、第一电容c1、第一mos管q1、第三电容c2、第一脉冲宽度调制电路pwm1、第二二极管d2、第一电阻r1、第二电阻r2、第二mos管q2、第二脉冲宽度调制电路pwm2、第三二极管d3、第二电容c2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一电压输出端vo1和第二电压输出端vo2，其中，电压输入端vin与第一变压器t1的初级线圈的一端连接，第一变压器t1的初级线圈的另一端与第一mos管q1的漏极连接，第一mos管q1的源极接地，第一mos管q1的栅极通过第三电容c3与第一脉冲宽度调制电路pwm1的一端连接，第一变压器t1的次级线圈的一端与第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极与第二变压器t2的初级线圈的一端连接，第二变压器t2的初级线圈的另一端分别与第一电容c1的一端、第一电阻r1的一端和第一电压输出端vo1连接，第一变压器t1的次级线圈的另一端与第一电容c1的另一端连接，第一电阻r1的另一端分别与第一脉冲宽度调制电路pwm1的另一端和第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端接地。

第二变压器t2的初级线圈的一端接地，第二变压器t2的次级线圈的另一端与第二二极管d2的阳极连接，第二二极管d2的阴极与第二mos管q2的漏极连接，第二mos管q2的栅极与第二脉冲宽度调制电路pwm2的一端连接，第二mos管q2的源极分别与第三二极管d3的阴极、第二电容c2的一端、第二电压输出端vo2和第三电阻r3的一端连接，第三二极管d3的阳极和第二电容c2的另一端均接地，第三电阻r3的另一端分别与第二脉冲宽度调制电路pwm2的另一端和第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端接地。

该电源模块相对于传统工业机器人的供电电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，第三电容c3为耦合电容，用于防止第一mos管q1与第一脉冲宽度调制电路pwm1之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第三电容c3的电容值为360pf，当然，在实际应用中，第三电容c3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

该电源模块的工作原理如下：第一变压器t1、第一二极管d1、第二变压器t2和第一电容c1构成主输出电源电路，由第一电阻r1、第二电阻r2和第一脉冲宽度调制电路pwm1构成的第一控制电路对主输出电源电路进行控制。第二变压器t2、第二二极管d2、第二mos管q2、第三二极管d3和第二电容c2构成副输出电源电路，并且，由第三电阻r3、第四电阻r4和第二脉冲宽度调制电路pwm2构成的第二控制电路对副输出电源电路进行控制。主输出电源电路在负载变化时高度稳定。由第三电阻r3、第四电阻r4和第二脉冲宽度调制电路pwm2构成的第二控制电路对副输出电源电路进行有效控制，副输出电源电路在负载变化时高度稳定。

本实施例中，第一mos管q1为n沟道mos管，第二mos管q2为n沟道mos管，当然，在实际应用中，第一mos管q1和第二mos管q2也可以均为p沟道mos管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块还包括第四二极管d4，第四二极管d4的阳极与第一脉冲宽度调制电路pwm1的另一端连接，第四二极管d4的阴极与第一电阻r1的另一端连接。第四二极管d4为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四二极管d4的型号为s-202t，当然，在实际应用中，第四二极管d4也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

本实施例中，该电源模块还包括第四电容c4，第四电容c4的一端与第二mos管q2的栅极连接，第四电容c4的另一端与第二脉冲宽度调制电路pwm2的一端连接。该第四电容c4为耦合电容，用于防止第二mos管q2与第二脉冲宽度调制电路pwm2之间的干扰，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电容c4的电容值为450pf，当然，在实际应用中，第四电容c4的电容值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，该电源模块还包括第五电阻r5，第五电阻r5的一端与第一变压器t1的次级线圈的另一端连接，第五电阻r5的另一端与第一电容c1的另一端连接。第五电阻r5为限流电阻，用于进行限流保护，以进一步增强限流效果。值得一提的是，本实施例中，第五电阻r5的阻值为35kω，当然，在实际应用中，第五电阻r5的阻值可以根据具体情况进行相应调整。

本实施例中，第一脉冲宽度调制电路pwm1和第二脉冲宽度调制电路pwm2均采用现有技术中能够实现其功能的任意pwm芯片。

总之，本实施例中，该电源模块相对于传统工业机器人的供电电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，由于节省了一些元器件，这样可以降低硬件成本。另外，该电源模块中设有耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。