驱动模组、驱动器和伺服系统的制作方法

本发明涉及机器人的技术领域，尤其涉及驱动模组、驱动器和伺服系统。

背景技术：

驱动器是一种用于输出脉冲信号，直接驱动控制电机的设备，一般能够根据其具体的结构实现控制特定数量的电机，例如一个驱动器控制一个电机，一个控制器驱动两个电机等。

现有技术中的机器人往往有不同的轴数量，例如scar机器人具有三轴，协作机器人往往具有六轴。对于不同轴数量的机器人需要选择不同的驱动器，因此同一厂家也需要推出很多种类的驱动器以满足市场需求，不仅对于厂家而言有着较高的研发和生产成本，对于用户而言也需要根据自己的需要仔细挑选对应的驱动器，使得整个机器人的研发、应用成本都增加。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供驱动模组，旨在解决现有技术中的驱动器需要根据不同机器人专门设计，无法通用，导致整个机器人研发应用环节都有较高成本的问题。

本发明是这样实现的，提供驱动电路模组，包括基座和用于驱动控制电机的驱动电路模组，所述驱动电路模组固定安装于所述基座，于所述基座上所述驱动电路模组外侧设有支撑结构，所述支撑结构高度大于等于所述驱动电路模组的厚度。

进一步地，所述基座具有有可供所述驱动电路模组置入安装的凹腔，所述凹腔各侧壁构成所述支撑结构。

进一步地，所述侧壁上端设有第一支撑部，所述基座底部设有第二支撑部。

进一步地，所述侧壁顶部向外侧延伸构成所述第一支撑部，所述基座底部向外侧延伸设有多个凸块，各所述凸块构成所述第二支撑部。

进一步地，所述驱动电路模组包括一层或多层电路板，所述驱动电路模组上安装有散热结构。

进一步地，所述驱动电路模组包括安装有所述散热结构的第一电路板，所述第一电路板与所述基座底部的距离为a，所述散热结构上端与所述基座底部之间的距离为b，所述支撑结构上端与所述基座底部的距离为c，则有0<a,且a+b≥c。

本发明还提供了驱动器，包括一个或多个上述的驱动电路模组，多个所述驱动电路模组层叠放置且由所述支撑结构相互支撑。

进一步地，还包括用于固定相邻所述驱动电路模组的可拆卸固定结构。

进一步地，还包括壳体、用于提供电源管理的供电模组以及多个接口，各所述驱动电路模组安装于所述壳体内，各所述驱动电路模组、所述供电模组和多个所述结构之间通过对应的连接线相互电连接。

本发明还提供了伺服系统，包括一个或多个电机以及控制器，还包括上述的驱动器。

与现有技术相比，本发明中提供的驱动电路模组、驱动器和伺服系统能够根据需要，改变驱动器中驱动电路模组的数量，以满足对于不同轴数量的驱动要求，零件种类少，在研发、生产、使用等各个环节都能起到节约成本的效果。而且，由于多个驱动电路模组采用层叠放置的方式，并通过支撑结构相互支撑避免压坏驱动电路模组，使得能够充分纵向空间，提高了空间利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的驱动电路模组的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的多个驱动电路模组层叠结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实施例中提供驱动电路模组1包括基座11和驱动电路模组12，其中驱动电路模组12包括能够用于驱动控制电机的全部电学结构，其固定安装在基座11。在基座11上，位于驱动电路模组12的外侧设有支撑结构112，支撑结构112的高度大于等于驱动电路模组12的厚度。

单个驱动电路模组1能够驱动控制电机的数量由具体的驱动电路模组12决定，该部分具体的电路设计方案为现有技术，因此本实施例不做赘述。作为示例，本实施中单个驱动电路模组11能够驱动控制两个电机。

如图2所示，在结构上，多个驱动电路模组1可层叠放置，由于支撑结构112的高度大于等于驱动电路模组12的厚度，因此层叠放置时，驱动电路模组12能够受到支撑结构112的保护，避免被压坏。容易理解的是，驱动电路模组12一般包括电路板，电路板是一种平面延伸的结构，其占据的纵向空间较小，因此选择层叠式能够有效利用纵向高度空间，提高空间利用率。

在功能上，多个驱动电路模组1能够组成能够驱动更多电机数量的驱动器，其能够驱动电机的数量与具体选择的数量有关，能够根据需要灵活改变。

例如，用户需要驱动控制三轴机器人，此时选择两个驱动电路模组1，将二者层叠放置，接上电源并与三轴机器人通信，组成适于三轴机器人控制的驱动器。相似地，如果需要控制六轴机器人，选择三个驱动电路模组1并将三者层叠放置。如果仅需要对单个电机进行控制，也可以只选择一个驱动电路模组1。

从上文可以看出，由于驱动电路模组1能够在结构上层叠放置相互组合、自由改变数量，并且具有较高的空间利用率，用户在使用时根据自己实际需要，购买指定数量的驱动电路模组1，配合支撑架和电源模组构成适宜的驱动器。对于厂商而言，无需针对不同轴数量的机器人开发不同类型的驱动器，降低了相关的开发和生产成本。对于用户而言，也无需研究各种驱动器的性能，只需要根据需要自行购买组合即可，也降低了购买者的学习和采购的成本。

因此，采用了本实施例中的模块式驱动器，能够在机器人开发过程中的上游和下游节约成本，从而最终降低了机器人的应用和开发成本，提高了性价比。

如图1所示，在本实施例中，基座11具有有可供驱动电路模组12置入安装的凹腔111，凹腔111各侧壁112构成支撑结构112，侧壁112不仅在纵向上能够支撑避免驱动电路模组12被压坏，而且在横向上也能起到一定的保护作用。在其他的实施例中，基座11和支撑结构112也可以为其他结构，例如基座11为平板结构，支撑结构112为竖直安装在基座11上的一个或多个圆柱，由多个圆柱提供纵向的支撑。

在其他的实施例中的，支撑结构还可以设置为立体网状结构，其框架由硬质结构组成，内部通过软质或硬质的连接件纵横倾斜连接构成，驱动电路模组1能够置入网状结构内，由网状结构进行固定，网状结构内部的空腔还能实现辅助散热的作用。

在其他的实施例中，支撑结构还可以为具有至少两倾斜凹槽的连接座结构，将相邻的驱动电路模组1插入倾斜凹槽内进行固定，相邻的驱动电路模组1形成近似“之”字形结构。

在其他的实施例中，支撑结构还可以为凸设在驱动电路模组1上的弹性结构，相邻的驱动电路模组1层叠后，弹性结构提供支撑力和缓冲力，吸收来自外部的冲击。弹性结构具体可以为通过胶粘固定的软胶垫、多个弹簧、弹片等结构。

优选的，在侧壁112的上端设有第一支撑部1121，在基座11底部设有第二支撑部113。当多个驱动电路模组1层叠放置时，相邻的驱动电路模组1之间第一支撑部1121和第二支撑部113相互紧贴，以面接触的方式提供支撑，提高结构稳定性。

侧壁112的顶部向外侧延伸构成第一支撑部1121，基座11底部向外侧延伸设有多个凸块113，各凸块113构成第二支撑部113。

优选的，本实施例中的基座11由一整块板状的金属片弯折、裁切一体成型，其两端向上弯折形成侧壁112，中部构成凹腔111。侧壁112的顶端向外侧弯折即构成第一支撑部1121。基座11底端裁切形成多个块形结构，块形结构的轮廓由侧壁112上裁切形成，其一端连接于凹槽的底部，在两端弯折时不随之弯折，保留与底部方向一致，成型后构成水平向外延伸的凸块113。

由于电路板为平面结构，其面积决定了最多能够容纳的电器元件数量，也即限制其功能，本实施中的驱动电路模组12包括多层电路板，这种将电路板分层的方式主要在减少平面面积，充分利用纵向空间，达到提高空间利用率的目的。

在驱动电路模组12上安装有散热结构13，散热结构13可以为多个，分别安装于各个电路板上。在本实施例中，散热结构13安装安装在一块电路板上，为了便于叙述安装有散热结构13的电路板定义为第一电路板121，设计时可根据散热的需要，将散热需求较大的电路元器件安装至第一电路板121，通过散热结构13辅助散热。本实施例中的驱动电路模组包括第一电路板121和第二电路板122，其中第二电路板122的宽度较窄，因此散热结构13安装于第一电路板121上，并且延伸至第二电路板122的一侧。

如图1和图2所示，在本实施例中，驱动电路模组1的各个部分具有一定的尺寸关系。为了便于叙述，设：第一电路板121与基座11底部的距离为a，散热结构13上端与基座11底部之间的距离为b，支撑结构112上端与基座11底部的距离为c，则有0<a,且a+b≥c。满足上述的尺寸关系后，层叠放置的两相邻驱动电路模组11具有以下结构特点：下方驱动电路模组11内，由于其散热结构13上端高度超过侧壁112，使得散热结构13上端面与上方驱动电路模组11的基座11下端接触，能够将热量传递至上方的基座11，增加了散热面积，继而增加了散热效率。上方的驱动电路模组11内，由于a>0，可知第一电路板121与其基座11并未直接接触，能够避免热量从基座11传递至其第一电路板121，容易理解的是，上方其第一电路板121通过其散热结构13与更上方的基座11配合进行散热。可以看出由于特殊的尺寸关系，层叠设置的多个驱动电路模组1具有更大的散热面积，不仅不会相互影响，反而能够提升散热效率。

容易理解的是，电路板往往具有一定的弹性，因此当a+b略大于c时，安装后通过第一电路板121的弹性变形能提供一定的预压力，使得散热结构13上端能够紧紧的抵接于基座11下端面，二者接触面充分接触从而实现较佳的热交换速率。在其他的实施例中，如果具有较高的装配精度，也可以a+b等于c，刚好实现二者接触面的充分接触。

如图1和图2所示，本实施例中还提供了驱动器(图中未示出)，包括一个或多个上述的驱动电路模组1，多个驱动电路模组1层叠放置且由支撑结构112相互支撑。在使用时，能够根据具体的需要选择驱动电路模组1的数量，组合后构成满足需要的驱动器，零件种类少，在生产和研发环节即可节约成本，最终降低了用户的购买、学习成本。由于特殊的层叠支撑结构112，驱动器还具有较高的空间利用率。

优选的，驱动器还包括用于固定相邻驱动电路模组1的可拆卸固定结构。可拆卸固定结构能够使层叠的多个驱动电路模组1相互固定，避免掉落或者滑移错位等问题，使结构具有较佳的稳定性。如果需要减少已经固定结构的驱动器内驱动电路模组1数量，将可拆卸固定结构拆下并取走相应的驱动电路模组1即可。可拆卸固定结构可由多种结构实现，本实施例中在第一支撑部1121和第二支撑部113上开设有通孔，通过螺栓穿过通过实现相互固定。在其他的实施例中，也可以采用磁吸附固定、夹子固定等实现。

优选的，驱动器还包括壳体、用于提供电源管理的供电模组以及多个接口，各驱动电路模组1安装于壳体内，各驱动电路模组1、供电模组和多个结构之间通过对应的连接线相互电连接。接口具体包括电源接口、网络接口、通信接口等。在生产设计过程中，可以预选将走线的位置确定，用户在组合时，将驱动电路模组1安装至指定的位置，直接插线即可，避免因布线经验较少，导致走线繁乱，造成电磁干扰或者影响散热等问题。

本实施例中还提供了伺服系统，包括一个或多个电机、控制器以及上述的驱动器。本实施例中的伺服系统，能够根据具体的需要，选择合适的电机数量和驱动电路模组1数量，具有较低的开发、生产成本，适用性广。

在伺服系统内，控制器可以直接集成在驱动器内，也可以独立于驱动器，通过相关的连接线连接。

以上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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。