一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机制造技术

一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，包括电机壳，所述电机壳包括外框体，外框体包括两个相背设置的夹芯圆柱壳体；夹芯圆柱壳体的壁面为夹层结构，夹芯圆柱壳体在其夹层空腔内设有中间散热芯结构，且中间散热芯结构的两端暴露在外界；中间散热芯结构整体呈薄壁圆筒体结构，薄壁圆筒体结构的壁面采用Gyroid胞元构成；每个夹芯圆柱壳体的内壁设有液冷管道，液冷管道的内侧设有电机线圈；两个夹芯圆柱壳体之间设有尾部散热芯结构，尾部散热芯结构的外周边缘暴露在外界。本发明专利技术能够及时地将热量释放至空气中，并针对关节电机结构轻量化设计，对关节电机外壳部分采用中间实体进行点阵结构的设计，极大地降低了外框体及尾部结构的质量。的质量。的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机


[0001]本专利技术涉及电机设计领域，尤其涉及一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机。

技术介绍

[0002]机器人关节电机使用选型阶段阶段，功率密度比和散热性能在关节电机性能指标中具有十分重要的意义。现有的电机外壳基本都是采用金属制造的外壳，通过在电机外壳上增加一定数量的散热齿，从而增大在空气中的暴露面积提升散热效果，虽然该种设计方法能够带来一定的散热效果但是在实际使用中散热效果不是特别理想。此外，电机外壳作为防冲击、跌落的保护零件，为了使电机外壳对内部绕组线圈及电气元器件起到保护作用，使得电机外壳设计安全系数较大从而导致电机外壳的质量较重。

技术实现思路

[0003]为克服上述问题，本专利技术提供一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，包括电机壳，所述电机壳包括外框体，外框体包括两个相背设置的夹芯圆柱壳体；夹芯圆柱壳体的壁面为夹层结构，夹芯圆柱壳体在其夹层空腔内设有中间散热芯结构，且中间散热芯结构的两端暴露在外界；中间散热芯结构整体呈薄壁圆筒体结构，薄壁圆筒体结构的壁面采用Gyroid胞元构成；夹芯圆柱壳体的壁面上设有冷却液体孔，中间散热芯结构上设有与冷却液体孔Ⅰ连通的冷却液体孔Ⅱ，冷却液体孔Ⅰ、冷却液体孔Ⅱ用于冷却液体的输入输出；
[0005]每个夹芯圆柱壳体的内壁设有液冷管道，液冷管道为螺旋盘管，螺旋盘管的两端设有用于冷却液体进出的开口；液冷管道的内侧设有电机线圈；两个夹芯圆柱壳体相互远离的一端开口，并在开口处设有输出端盖；两个夹芯圆柱壳体相互靠近的一端设有线圈尾部导热体，线圈尾部线圈导热体为薄壁圆柱体，线圈尾部线圈导热体采用高导热材料制作，线圈尾部线圈导热体能吸收电机线圈尾部产生的热量；两个夹芯圆柱壳体之间设有尾部散热芯结构，尾部散热芯结构为薄板结构，尾部散热芯结构的外周边缘暴露在外界。
[0006]进一步，所述液冷管道与电机线圈之间设有线圈导热体，线圈导热体采用高导热材料制作，线圈导热体能快速吸收电机线圈产生的热量并将其传导至夹芯圆柱壳体处。
[0007]进一步，所述两个夹芯圆柱壳体、中间散热芯结构、液冷管道、尾部散热芯结构和线圈尾部导热体为一体结构。
[0008]进一步，所述两个夹芯圆柱壳体、中间散热芯结构、液冷管道、尾部散热芯结构和线圈尾部导热体采用增材制造技术形成一体结构。
[0009]进一步，所述中间散热芯结构由多个Gyroid胞元的多孔结构在夹芯圆柱壳体夹层空腔内填充而成；所述尾部散热芯结构采用Gyroid胞元的多孔结构填充形成，以替代实体填充有助于关节电机的轻量化设计。
[0010]进一步，所述线圈尾部导热设置在电机线圈尾部与尾部散热芯结构之间，并在外
框体开设的安装孔处设有尾部密封圈。
[0011]进一步，所述双输出电机的电机轴从输出端盖伸出，电机轴与输出端盖之间设有输出轴密封圈。
[0012]进一步，所述液冷管道与外框体内壁表面充分接触，液冷管道内部充有循环流动的冷却液体；外框体内壁表面为薄壁金属结构，所述电机线圈作业时产生的大部分热量通过线圈导热体、液冷管道传到至外框体内壁表面。
[0013]进一步，所述中间散热芯结构采用金属Gyroid胞元组成，以将线圈作业时产生的大部分热量通过中间散热芯结构端面处释放至空气中。
[0014]进一步，所述线圈尾部导热体采用金属薄壁结构，线圈尾部导热体与线圈尾部充分接触，以保证能够将线圈尾部的热量传导至尾部散热芯结构；线圈尾部导热体能够将线圈尾部热量通过尾部散热芯结构的周向表面释放至空气中。
[0015]本专利技术的有益效果是：采用关节电机外壳一体化设计方法，将多孔结构与液冷管道等复杂部件通过增材制造工艺实现各集成一体化成型。充分利用多孔结构Gyroid胞元的优点，通过线圈导热体——液冷管道——中间散热芯结构的散热方式，有效地提升关节电机的散热性能，并且中间散热芯结构的端面直接与空气接触能够及时地将热量释放至空气中，同理，尾部散热芯结构周向表面直接与空气接触能够及时地将热量释放至空气中。此外，针对关节电机结构轻量化设计，对关节电机外壳部分采用中间实体进行点阵结构的设计，极大地降低了外框体及尾部结构的质量。
附图说明
[0016]图1为关节电机总体示意图。
[0017]图2为关节电机轴向剖面示意图。
[0018]图3为关节电机一体化外壳轴向剖面示意图。
[0019]图4为中间散热芯结构示意图。
[0020]图5为液冷管道示意图。
[0021]图6为线圈导热体示意图。
[0022]图7为尾部散热芯示意图。
[0023]图8为Gyroid胞元示意图。
[0024]图中：1
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外框体，101
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外框体夹芯圆柱体，102
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冷却液体孔Ⅰ，2
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中间散热芯结构，210，冷却液体孔Ⅱ，3
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液冷管道，4
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线圈导热体，5
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线圈，6
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线圈尾部导热体，7
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尾部散热芯结构，8
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尾部密封圈，9
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输出轴密封圈，10
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输出端盖，11
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Gyroid胞元。
具体实施方式
[0025]下面将结合附图对本专利技术专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]在本专利技术的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0027]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0028]一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，包括电机壳，其特征在于：所述电机壳包括外框体1，外框体1包括两个相背设置的夹芯圆柱壳体101；夹芯圆柱壳体101的壁面为夹层结构，夹芯圆柱壳体101在其夹层空腔内设有中间散热芯结构2，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，包括电机壳，其特征在于：所述电机壳包括外框体(1)，外框体(1)包括两个相背设置的夹芯圆柱壳体(101)；夹芯圆柱壳体(101)的壁面为夹层结构，夹芯圆柱壳体(101)在其夹层空腔内设有中间散热芯结构(2)，且中间散热芯结构(2)的两端暴露在外界；中间散热芯结构(2)整体呈薄壁圆筒体结构，薄壁圆筒体结构的壁面采用Gyroid胞元(11)构成；夹芯圆柱壳体(101)的壁面上设有冷却液体孔(102)，中间散热芯结构(2)上设有与冷却液体孔Ⅰ(102)连通的冷却液体孔Ⅱ(201)，冷却液体孔Ⅰ(102)、冷却液体孔Ⅱ(201)用于冷却液体的输入输出；每个夹芯圆柱壳体(101)的内壁设有液冷管道(3)，液冷管道(3)为螺旋盘管，螺旋盘管的两端设有用于冷却液体进出的开口；液冷管道(3)的内侧设有电机线圈(5)；两个夹芯圆柱壳体(101)相互远离的一端开口，并在开口处设有输出端盖(10)；两个夹芯圆柱壳体(101)相互靠近的一端设有线圈尾部导热体(6)，线圈尾部线圈导热体(6)为薄壁圆柱体，线圈尾部线圈导热体(6)采用高导热材料制作，线圈尾部线圈导热体(6)能吸收电机线圈(5)尾部产生的热量；两个夹芯圆柱壳体(101)之间设有尾部散热芯结构(7)，尾部散热芯结构(7)为薄板结构，尾部散热芯结构(7)的外周边缘暴露在外界。2.如权利要求1所述的一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，其特征在于：所述液冷管道(3)与电机线圈(5)之间设有线圈导热体(4)，线圈导热体(4)采用高导热材料制作，线圈导热体(4)能快速吸收电机线圈5产生的热量并将其传导至夹芯圆柱壳体(101)处。3.如权利要求1所述的一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电机，其特征在于：所述两个夹芯圆柱壳体(101)、中间散热芯结构(2)、液冷管道(3)、尾部散热芯结构(7)和线圈尾部导热体(6)为一体结构。4.如权利要求3所述一种集成式具有散热功能的轻量化双输出电...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜红建，朱世强，谢安桓，孔令雨，聂大明，黄冠宇，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：