1.本技术涉及机器人技术领域，特别是涉及一种机器人及其关节机构。
背景技术：
2.采用模块化设计的机器人关节通常具有较高的集成度，在一个关节模块内包含了电机和驱动器等较多发热元件，导致机器人关节的发热功率较高。
3.通常解决机器人关节发热问题的途径是增大机器人关节表面散热面积和提高电机效率，但这会导致关节重量和体积增加，从而造成机器人整机的重量和体积增加。
4.目前的机器人关节一般为被动散热，通过关节本身与外界空气的自然对流实现散热。这种形式下为了得到更好的散热效果，必须将关节本身做的足够大，以获得足够的散热空间，这就增加了机器人关节的重量和体积；同时，关节连续工作时往往存在发热较大的问题，导致不能长时间连续工作。
技术实现要素：
5.本技术主要提供一种机器人及其关节机构，以解决机器人的关节机构散热效率低的问题。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种关节机构。所述关节机构包括：电机轴；外壳，包括外壁和设置于所述外壁一端的盖体，所述盖体位于所述电机轴的一端，所述外壁环绕所述电机轴设置，其中所述盖体上设有进风口，所述外壁上设有出风口；电机，设置于所述外壳的容置空间内，用于驱动所述电机轴转动；扇叶法兰，同轴固定于所述电机轴上，且位于所述电机和所述盖体之间；其中，所述进风口和所述出风口位于所述扇叶法兰的两侧，所述出风口对应于所述电机设置，所述扇叶法兰用于产生穿过所述进风口和所述出风口的气流。
7.在一些实施例中，多个所述出风口环绕所述电机设置。
8.在一些实施例中，所述进风口与所述电机轴共轴线设置。
9.在一些实施例中，所述进风口还设有气流过滤件。
10.在一些实施例中，所述出风口设有单向阀，所述单向阀用以限定气流经出风口由所述外壳的内侧流向所述外壳的外侧。
11.在一些实施例中，所述扇叶法兰包括法兰主体和设置于所述法兰主体一侧的多个扇叶结构，所述法兰主体与所述电机轴同轴固定，所述扇叶结构用于将气流导向所述出风口。
12.在一些实施例中，所述扇叶结构垂直连接于所述法兰主体的一侧。
13.在一些实施例中，多个所述扇叶结构位于所述法兰主体朝向所述电机的一侧。
14.在一些实施例中，所述法兰主体包括环圈部和环设于所述环圈部外周的多个齿形部，所述环圈部套设于所述电机轴上，所述扇叶结构设置于所述齿形部上；
15.其中，每一所述齿形部上对称设有至少两个所述扇叶结构。
16.在一些实施例中，所述齿形部呈镂空设置，所述扇叶结构设置于所述齿形部的边沿。
17.在一些实施例中，所述关节机构还包括制动件，所述制动件用以与所述齿形部相配合以制动所述电机轴。
18.在一些实施例中，所述制动件为推拉电磁铁，所述推拉电磁铁的档杆外伸以止挡所述齿形部，所述推拉电磁铁的档杆内缩以解除对所述齿形部的止挡；
19.其中，所述扇叶结构与所述推拉电磁铁的档杆错位设置。
20.在一些实施例中，所述关节机构还包括驱动器，所述驱动器与所述电机电连接，所述驱动器位于所述外壳内，且所述驱动器设置于所述电机轴和所述盖体之间，所述驱动器设有过流孔，所述过流孔对应于所述进风口设置。
21.在一些实施例中，所述关节机构还包括减速机，所述减速机的固定端安装于所述外壳背离所述盖体的一端，所述减速机的输入端与所述电机轴连接，所述减速机的输出端设有中心通孔，所述中心通孔对应于所述过流孔设置。
22.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种机器人。所述机器人包括如上述的关节机构。
23.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术公开了一种机器人及其关节机构。通过在外壳的盖体上开设进风口，在外壳的外壁开设出风口，并设置扇叶法兰于电机和盖体之间，且扇叶法兰与电机轴同轴固定，以在电机工作时，扇叶法兰随电机轴转动，进而产生由内向外的气流，从而带动气体从进风口进入外壳的容置空间内，且气流经出风口流出，而电机和出风口位于扇叶法兰的同一侧，气流沿进风口至出风口的风道经过电机，将带走电机所产生的热量，加速电机的散热，因而本技术提供的关节机构能够在几乎不需要增加关节机构的体积和重量的前提下，极大地提高了散热效率，有效地提高了其连续工作的时长。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例，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，其中：
25.图1是本技术提供的关节机构一实施例的结构示意图；
26.图2是图1所示关节机构的分解结构示意图；
27.图3是图1所示关节机构的截面结构示意图；
28.图4是图3所示关节机构取消减速机的截面结构示意图；
29.图5是图3所示关节结构中扇叶法兰的结构示意图；
30.图6是本技术提供的机器人一实施例的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
32.本技术实施例中的术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
33.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
34.本技术提供一种关节机构100，参阅图1至图4，图1是本技术提供的关节机构一实施例的结构示意图，图2是图1所示关节机构的分解结构示意图，图3是图1所示关节机构的截面结构示意图，图4是图3所示关节机构取消减速机的截面结构示意图。
35.该关节机构100包括电机轴10、外壳20、电机30和扇叶法兰40，电机30设置于外壳20所构成的容置空间21内，用于驱动电机轴10绕轴线转动，扇叶法兰40连接于电机轴10上且位于容置空间21内。
36.外壳20包括外壁22和设置于外壁22一端的盖体24，盖体24位于电机轴10的一端，外壁22环绕电机轴10设置，其中盖体24上设有进风口240，外壁22上设有出风口220。
37.电机30包括定子31和转子32，定子31相对外壳20固定，转子32与电机轴10同轴固定，即转子32和电机轴10同轴设置并相连接固定，进而转子32带动电机轴10转动。电机30可以是内定子外转子结构，即转子32套设于定子31的外周；电机30还可以是外定子内转子结构，即定子31套设于转子32的外周。定子31可以固定于外壳20上，或者固定于一承载件上，使得定子31相对外壳20保持固定即可。
38.扇叶法兰40同轴固定于电机轴10上，且位于电机30和盖体24之间；其中，进风口240和出风口220位于扇叶法兰40的两侧，出风口220对应于电机30设置，扇叶法兰40用于产生穿过进风口240和出风口220的气流。
39.电机30的转子32驱动电机轴10转动，进而电机轴10带动扇叶法兰40转动，并在扇叶法兰40的作用下形成由内向外的气流，从而带动气体从进风口240进入容置空间21内，且气流经出风口220流出，而电机30和出风口220位于扇叶法兰40的同一侧，气流沿进风口240至出风口220的风道经过电机30，将带走电机30所产生的热量，加速电机30的散热。
40.本实施例中，外壳20还包括端壁23和筒壁25，端壁23和盖体24分设于外壁22的两端，端壁23、盖体24和外壁22围设形成容置空间21，筒壁25呈筒状，其连接端壁23朝向盖体24的一侧，且端壁23上设有过孔，以供电机轴10输出动力。定子31固定于筒壁25的外周，转子32套设于定子31的外周，电机轴10的至少部分位于筒壁25的内部，且转子32与电机轴10同轴固定，带动电机轴10绕轴线旋转。
41.外壁22上可设有一个或两个、三个等多个出风口220，本实施例中，多个出风口220
环绕电机30设置，多个出风口220可以均布于外壁22上，以使得气流能够顺畅且快捷地从容置空间21流入外界，可有效提高气流流速，提高对关节机构100的散热效果。
42.盖体24上可设有一个或两个、三个等多个进风口240。
43.可选地，盖体24上设有一个进风口240，该进风口240对应于电机轴10设置，进而进风口240位于由扇叶法兰40转动所产生负压区的中心，更利于进风，并可有效提升散热效果。
44.可选地，进风口240为圆孔，则进风口240与电机轴10共轴线设置，气流能够较均衡地经进风口240进入容置空间21内，使得各处气流状况较均一，更利于气流在容置空间21内流动。
45.进风口240还可以是矩形孔、椭圆孔或其他多边形孔。
46.可选地，盖体24上设有多个进风口240，多个进风口240可环形均布于盖体24上，或者多个进风口240中的一个对应于电机轴10进行设置，其余进风口240环绕该进风口240均布于盖体24上，进而可加大进风面积，可进一步地提升散热效果。
47.进一步地，进风口240还设有气流过滤件(图未示)，该气流过滤件可以是hepa(高效空气过滤器)滤纸或滤网，其过滤效率高且流动阻力低，能够有效地过滤进入到容置空间21内的气流，避免微小颗粒和各种悬浮物进入容置空间21内，从而在提高散热性能的同时，还能够防止外界小颗粒进入而致使外壳20内的电机30等各部件受损的状况发生。
48.进一步地，出风口220设有单向阀(图未示)，该单向阀用以限定气流经出风口220由外壳20的内侧流向外壳20的外侧，既可避免小颗粒等通过出风口220进入容置空间21内，又可以消除来自外界的风阻，使得气流能够更顺畅地导流至外界。
49.可选地，出风口220上也可以设有气流过滤件。
50.进一步地，关节机构100还包括驱动器50，驱动器50与电机30电连接，驱动器50位于外壳20的容置空间21内，且驱动器50设置于电机轴10和盖体24之间，驱动器50设有过流孔52，过流孔52对应于进风口240设置，气流自进风口240进入后，流经过流孔52至扇叶法兰40，进而气流还能够带走驱动器50的热量，加速驱动器50的散热。
51.具体地，外壁22的内侧设有支撑件54，驱动器50安装于该支撑件54上，且该支撑件54设置成对风道无阻挡。
52.外壁22的内侧设有环设有多个支撑筋，支撑件54连接于该多个支撑筋上，支撑件54可以是空心板，其也可以是支撑块，或者驱动器50还可以直接连接于该多个支撑筋上。
53.可选地，外壁22可设置成两个子外壁，在安装好电机轴10、电机30和驱动器50后，两个子外壁相焊接或螺接而连接呈一体。
54.可选地，盖体24和外壁22初始时为相分离的两个部件，并外壳20内的各部件安装完成后，盖体24与外壁22通过焊接或螺接的方式设置成一体。
55.电机轴10包括轴体12和轴盖14，轴体12外侧环设有轴肩120，转子32通过连接件15与该轴肩120连接，轴盖14连接于轴体12朝向盖体24的一端，扇叶法兰40设置于轴肩120和轴盖14之间。
56.具体地，扇叶法兰40套设于轴体12上，且扇叶法兰40的两侧设有垫片，其中一侧还设有弹性垫，以利用轴盖14与轴体12相连接的夹紧力紧固扇叶法兰40。
57.扇叶法兰40还可以螺接于轴体12上，或者扇叶法兰40还可以连接于轴盖14，本申
请对此不做具体限制。
58.结合参阅图1至图5，其中图5是图3所示关节结构中扇叶法兰的结构示意图。
59.扇叶法兰40包括法兰主体41和设置于法兰主体41一侧的多个扇叶结构42，法兰主体41与电机轴10同轴固定，扇叶结构42用于将气流导向出风口220，即扇叶结构42转动时形成由内向外的气流，从而带动气体经进风口240进入容置空间21内。
60.本实施例中，多个扇叶结构42位于法兰主体41朝向电机30的一侧，进而可促使气流从法兰主体41朝向盖体24的一侧流向法兰主体41朝向电机30的一侧，使得气流的风道可经过电机30的表面，以更高效地带走电机30的热量。
61.可选地，多个扇叶结构42还可设置于法兰主体41朝向盖体24的一侧，也能够形成由内向外的气流，该气流也利于将电机30散发至容置空间21内的热量带出至外界；多个扇叶结构42还可以连接于法兰主体41的外周侧，本技术对此不作具体限制。
62.扇叶结构42垂直连接于法兰主体41的一侧，换言之，法兰主体41呈板状，扇叶结构42也呈板状，两个板状结构相垂直设置，进而在扇叶结构42转动时，可驱使气流沿与其相垂直的方向流动，可提高气流由内向外流动的概率，而减小气流沿电机轴10的轴向流动的概率，提高气流经出风口220流出至外界的速率，以加快外壳20内外的气流交换速率，可提高散热效率。
63.可选地，扇叶结构42还可以呈螺旋状或相对法兰主体41呈倾斜设置，其可促使气流沿电机轴10的轴向流动和沿法兰主体41由内向外流动。
64.如图5所示，法兰主体41包括环圈部410和环设于环圈部410外周的多个齿形部412，环圈部410套设于电机轴10上，扇叶结构42设置于齿形部412上；其中，每一齿形部412上对称设有至少两个扇叶结构42，进而扇叶法兰40顺时针旋转或逆时针旋转均产生由内向外的气流，且气流的流动状况大致相似，进而可使得电机30在正转或反转下，关节机构100均可获得基本相同的散热性能，即可使得关节机构100的散热性能较均衡。
65.本实施例中，齿形部412呈三角状，其一个角部沿环圈部410的径向向外，一个齿形部412上对称设有两个扇叶结构42，该两个扇叶结构42分别沿齿形部412的一边延伸设置。
66.可选地，每一齿形部412上还可以对称设有四个或六个等数量的扇叶结构42。
67.可选地，齿形部412还可以呈梯形状结构或矩形状结构，本技术对此不作具体限制。
68.进一步地，齿形部412呈镂空设置，既利于气流的流通，又可减轻齿形部412的重量，进而更便于扇叶法兰40旋转，且可减小电机30所消耗的功率，更节能；例如齿形部412上设有减重孔，或者齿形部412设有多个网孔。
69.扇叶结构42设置于齿形部412的边沿，进而其更靠近两个齿形部412之间的气流流道，以能够更高效地促使气流流动，且扇叶结构42还位于齿形部412的镂空部的两侧，也利于促使经该镂空部流入的气流流动。
70.可选地，扇叶法兰40还可以是包括多个设置于电机轴10上的扇叶结构，本技术对此不作具体限制。
71.进一步地，关节机构100还包括制动件60，制动件60用以与齿形部413相配合以制动电机轴10，从而可实现关节机构100的快速制动。
72.本实施例中，制动件60为推拉电磁铁，推拉电磁铁的档杆外伸以止挡齿形部412，
推拉电磁铁的档杆内缩以解除对齿形部412的止挡；其中，扇叶结构42与推拉电磁铁的档杆错位设置，以避免长期制动损伤扇叶结构42而致使散热性能下降。
73.具体地，该推拉电磁铁固定于支撑件54上，且相对设置于扇叶法兰40的一侧，其接受驱动器50的信号驱动，以对扇叶法兰40进行制动。
74.制动件60的数量可以是一个或两个、三个等多个。
75.制动件60还可以是鼓刹或盘刹，其可对扇叶法兰40进行制动。
76.关节机构100还包括减速机70，减速机70的固定端71安装于外壳20背离盖体24的一端，即固定端71安装于端壁23上；减速机70的输入端72与电机轴10连接，输入端72经筒壁25与电机轴10同轴固定；减速机70的输出端73设有中心通孔74，中心通孔74对应于过流孔52设置，而电机轴10为空心轴，输出端73穿过电机轴10的空心部，使得中心通孔74与过流孔52连通，进而可使得部分气流还可经过流孔52进入中心通孔74，并穿过中心通孔74，以对减速机70进行散热。
77.减速机70的输出端73用于输出经电机轴10所传输的动力。
78.参阅图6，图6是本技术提供的机器人一实施例的结构示意图。
79.基于此，本技术还提供一种机器人300，该机器人300包括如上述的关节机构100。该机器人300可以是装配机器人或机械臂等，减速机70的输出端73连接有执行部件203。
80.机器人300包括基座201和多个相连接的关节件202，其中基座201和关节件202之间以及相邻两关节件202之间均通过关节机构100转动连接，其中一关节件202上设有执行部件203，执行部件203和该关节件202也通过关节机构100转动连接，因而该机器人300可通过多个关节件202的转动调节做出复杂的动作，以使得执行部件203可运动至其所在空间的任一位置处执行操作指令，例如执行部件203为焊接机构，则其可对相应的零部件进行焊接。
81.区别于现有技术的情况，本技术公开了一种机器人及其关节机构。通过在外壳的盖体上开设进风口，在外壳的外壁开设出风口，并设置扇叶法兰于电机和盖体之间，且扇叶法兰与电机轴同轴固定，以在电机工作时，扇叶法兰随电机轴转动，进而产生由内向外的气流，从而带动气体从进风口进入外壳的容置空间内，且气流经出风口流出，而电机和出风口位于扇叶法兰的同一侧，气流沿进风口至出风口的风道经过电机，将带走电机所产生的热量，加速电机的散热，因而本技术提供的关节机构能够在几乎不需要增加关节机构的体积和重量的前提下，极大地提高了散热效率，有效地提高了其连续工作的时长。
82.以上所述仅为本技术的实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。