CN103252093B - 舵机组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舵机组件，包括：至少一舵机，所述舵机的至少一个表面设置有插接槽，用于将所述舵机与外部结构件插接固定。本发明提出了一种新型舵机组件，采用插接固定方式代替了螺钉固定连接，具有与外部结构件连接简便高效的特点，省去了舵机组件的搭接过程中的大量螺钉连接，从而大大简化了舵机组件的搭接工序，显著提高了舵机组件的搭接效率。

Description

舵机组件

技术领域

本发明涉及一种舵机组件，特别涉及一种无螺钉快速连接的舵机组件。

背景技术

舵机一般主要由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器等部件构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的集成电路判断转动方向，再驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流经线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。

舵机作为一种位置伺服的驱动器，被广泛应用于航空模型，航海模型，车模等领域。目前舵机越来越多的应用在机器人领域，如娱乐机器人、教学类机器人以及机器人套件。机器人特别是双足类人型机器人的仿生机器人，一个机器人上使用的舵机往往有10多个，多的甚至有20多个，而传统的舵机外壳只有一面具有固定孔，而且舵机输出盘通过螺钉固定，在搭建机器人特别是复杂机器人的时候，不但需要许多复杂的舵机外壳固定件，还需要很多繁琐、费时的螺钉连接，使得搭建机器人的过程易出错，同时又很繁琐、耗费大量时间进行搭建。这些都大大影响了人们对机器人的兴趣，不利于机器人的应用和推广，特别是应用机器人进行教学，繁琐冗长的机器人搭建过程过于耗费时间而缺乏实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中，舵机外壳只有一面具有固定孔且舵机输出盘通过螺钉固定，导致在搭建机器人的时候，不仅需要许多复杂的舵机外壳固定件，还需要很多的繁琐螺钉连接，使得搭建机器人的过程很繁琐、耗费时间很长的缺陷，提供一种新型舵机组件，以简化舵机组件的搭建工序，方便舵机的固定连接和输出连接，减少搭建舵机组件所耗费的工时，从而使得运用舵机组件较多的机器人搭建过程大大简化，以便施工人员高效便捷的完成机器人的搭建。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种舵机组件，其特点在于，包括至少一舵机，所述舵机的至少一个表面设置有用于将所述舵机与外部结构件插接固定的插接槽。

较佳地，所述插接槽为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，底面上具有至少一公卡扣端。

较佳地，所述舵机还包括一舵机输出盘，该舵机输出盘上开有若干插接孔和若干扣接槽。

较佳地，所述舵机还包括一扣盖，所述扣盖具有底面和侧面，所述底面设有若干用于和所述插接孔插接且数量、位置、形状都与所述插接孔相对应的插接销，所述底面还开有一倒钩槽，该倒钩槽中设有两个可滑动的、用于与所述扣接槽扣接的倒钩，所述倒钩中间设有弹性件，所述倒钩的外侧连接有按钮，所述侧面设有按钮槽，所述按钮伸出于所述按钮槽。

较佳地，所述扣盖上表面设置有一用于和外部结构件连接的半工字型块。所述舵机的输出盘能直接用过所述扣盖上的半工字型块与外部结构件连接输出转动力矩，这不但简化了连接同时由于只用了一个连接部件还大大减少了对空间的占用。

较佳地，所述半工字型块的上表面具有至少一与所述公卡扣端相配合连接的母卡扣端。

较佳地，所述舵机与舵机输出盘相对的表面上设置有圆柱形凸台，所述凸台内嵌一轴承。

较佳地，所述舵机具有6个面，6个面中与所述舵机输出盘前后相邻的2个侧面上也设置有圆柱形凸台，所述凸台内嵌一轴承。

较佳地，所述舵机组件还包括至少一从动盘，该从动盘中心设有一和所述轴承相配合的圆柱销，所述从动盘上开有和所述舵机输出盘上位置、形状和大小都一样的若干插接孔和若干扣接槽。

较佳地，所述舵机组件还包括至少一个用于和所述半工字型槽插接的工字块。

较佳地，所述工字块的上下表面分别设置有至少一与所述公卡扣端相配合连接的母卡扣端。

较佳地，其特征在于，所述工字块包括上下两个半工字型块，所述上下两个半工字型块之间形成一预设角度，该角度为0-180度。根据不同的外部结构件，可以选择上下两个半工字型块间的预设角度适当的工字块，来固定连接所述舵机和外部结构件，使得利用工字块的连接能够普适于各种不同的外部结构件。

较佳地，所述舵机组件还包括至少一用于输出所述舵机的转动力矩的U型件，所述U型件包括两个互相对应的侧面和一连接两个侧面的横梁。

较佳地，所述U型件上的两个侧面都开有和所述舵机输出盘相对应的若干插接孔以及和所述若干扣接槽相对应的若干扣接孔。

较佳地，所述横梁上还设置有用于将所述舵机与外部结构件插接固定的插接槽。

较佳地，所述横梁上的插接槽为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，该底面上具有至少一公卡扣端。

较佳地，所述公卡扣端为若干凹点或弹性凸点，所述母卡扣端为与所述公卡扣端数量、形状、位置相对应的弹性凸点或凹点。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：本发明提出了一种新型的舵机组件，该舵机组件通过设置插接结构取代了利用固定孔的螺母连接，使得自身的固定和与外部结构件的连接都更加便捷高效，在省去了大量螺母联接的同时使得舵机组件的搭建连接耗费的工时大大缩短。

附图说明

图1为本发明实施例1中的舵机的示意图。

图2为本发明实施例1中的扣盖的示意图。

图3为本发明实施例1中的半工字型扣盖的示意图。

图4为本发明实施例1中的从动盘的示意图。

图5为本发明实施例1中的工字型块的示意图。

图6为本发明实施例1中的U型件的示意图。

图7a、7b、7c、7d均为本发明实施例1中的预设角度的工字型块的示意图，分别示出了几种不同预设角度的工字型块。

图8为本发明实施例2的单端输出方式的示意图。

图9为本发明实施例3的双端输出方式的的示意图。

图10为本发明实施例4的2自由度的双舵机模块的示意图。

图11为本发明实施例4中的长U型件的示意图。

图12为本发明实施例4中的宽U型件的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例将参照附图进行说明。附图只是为了便于说明本发明的各个实施例，并不是要对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1所示为本发明的一个较佳实施例。在该实施例中，所述舵机组件包括一舵机1，舵机1的至少1个表面上设置有用于将舵机1与外部结构件插接固定的插接槽11，可以将舵机1方便的插接固定到外部结构件上。为了更加灵活方便的固定插接舵机1，可在舵机1的每个表面均设置插接槽11，从而可以根据外部结构件的特征选择任意一个插接槽11进行插接固定，插接槽11的形状为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，底面上具有至少一公卡扣端111，用于和其他舵机组件或外部结构件上设有的相对应的母卡扣端配合连接，利用公母卡扣端的配合连接来进一步固定舵机组件之间的插接。另外，所述舵机组件还可以包括至少一工字块5（如图5所示），工字块的上下表面分别设置有母卡扣端51。本领域的技术人员可以理解，用于插接固定的插接槽也可以是弧形、燕尾形等其他形状，只需连接块以及外部连接件的形状、大小与插接槽相对应，从而能够实现插接固定功能，都可适用。通过工字块5连接舵机1和外部结构件，工字块的上表面插入半工字型插接槽11，同时工字块上表面的母卡扣端51与插接槽11底面上的公卡扣端111配合连接加固了插接连接。工字块5的下表面以同样的方式与外部结构件连接，从而固定连接舵机1和外部结构件。优选地，如图7所示的工字块可以包括上下两个半工字型块，所述上下两个半工字型块之间形成一预设角度，该角度可以被预设为0-90度范围内的任意角度（如图7所示），从而能灵活的适用于各种不同的外部结构。优选地，公、母卡扣端分别设置成数量、形状、位置都对应的凹点和弹性凸点，当弹性凸点移动到与凹点位置重合时，弹性形变最小，通过形状相配加固组件之间的连接。本领域的技术人员可以理解，采用凹点和弹性凸点作为公、母卡扣端是一种较简单的连接加固结构，也可采用其他结构的公、母卡扣端，只要能达到加固插接的作用，都可适用。

在一个优选实施例中，舵机1的舵机输出盘12上开有若干插接孔121和若干扣接槽122。舵机1的6个面中，与所述舵机输出盘相对的面和前后相邻的2个侧面上均设置有圆柱形凸台13，所述凸台13内嵌一轴承131。可以理解地，在一些情况下舵机不需要使用某几个表面上的凸台及轴承，该些表面上可不必设置凸台及轴承。另外，所述舵机组件还可以包括至少一从动盘4(如图4所示)，从动盘4中心设有一和轴承131相配合的圆柱销43，从动盘4上还开有和舵机输出盘12上位置、形状和大小都一样的若干插接孔41和若干扣接槽42。从动盘4通过圆柱销43插入轴承131连接到舵机1上，而从动盘4上设置的与舵机输出盘12上位置、形状和大小都一样的若干插接孔41和若干扣接槽42，使得任何用来与舵机输出盘12固定连接的组件可以完全等同地与从动盘4固定连接，大大方便了舵机组件的连接。

在一个优选实施例中，所述舵机组件还包括一扣盖2，扣盖2具有底面和侧面，所述底面设有若干用于和从动盘4上的插接孔41或舵机输出盘12上的插接孔121插接且数量、位置、形状都与插接孔41及插接孔121相对应的插接销21，通过将插接销21插入插接孔41或插接孔121就能将扣盖插接在从动盘4或舵机输出盘12上，所述底面还开有一倒钩槽，该倒钩槽中设有两个可滑动的、用于和所述扣接槽扣接的倒钩22，倒钩22中间设有弹性件23，倒钩22的外侧连接有按钮25，所述侧面设有按钮槽24，按钮25伸出于按钮槽24。按下按钮25压缩弹性件23后，倒钩22移动到和从动盘4上的扣接槽42或舵机输出盘12上的扣接槽122相对应的位置，使得倒钩22能放入扣接槽42或者扣接槽122，释放按钮25后倒钩22被弹性件23复位到外侧从而勾住扣接槽42或者扣接槽122，将扣盖2与从动盘4或舵机输出盘12固定连接。在另一个优选实施例中，所述舵机组件中的扣盖为半工字型扣盖3（如图3所示），半工字型扣盖3的底面及侧面结构与扣盖2完全相同，且半工字型扣盖3的上表面设置有一用于和外部结构件连接的半工字型块32，半工字型块32的上表面具有至少一与所述公卡扣端相配合连接的母卡扣端。半工字型扣盖3和从动盘或舵机输出盘12的固定连接同扣盖2完全相同，同时通过半工字型块32能够固定连接外部结构件，从而舵机输出盘的转动力矩通过半工字型扣盖3输出到外部结构件如机械臂上。

在一个优选实施例中，所述舵机组件还包括至少一用于输出舵机1的转动力矩的U型件6，U型件6包括两个互相对应的侧面和一连接两个侧面的横梁，两个侧面上都开有和舵机输出盘12上的扣接槽122相对应的扣接孔62以及和插接孔121相对应的插接孔61。将U型件6放置在两个侧面分别与舵机输出盘12和从动盘4都完全重合的位置，两个侧面外分别用扣盖2固定连接U型件6和舵机1及从动盘4，扣盖2上的插接销21穿过U型件6侧面的插接孔61，分别与从动盘4的插接孔41和舵机输出盘12的插接孔121插接固定，倒钩22穿过U型件6两个侧面的扣接孔62分别勾住从动盘4的扣接槽42和舵机输出盘12的扣接槽122，从而通过U型件6就能输出舵机1的转动力矩。U型件6的横梁上设置有用于将舵机1与外部结构件插接固定的插接槽63。优选地，插接槽63为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，该底面上具有至少一公卡扣端。通过插接槽63可固定连接外部结构件，从而将舵机1的转动力矩输出到该外部结构件。

实施例2

下面结合图8说明本发明应用于单端输出方式的快速连接的一个较佳实施例，由一舵机1和一半工字型扣盖3组成。如前所述的，半工字型扣盖3的底面及侧面结构与扣盖2完全相同，所以能以与扣盖2完全相同的方式与舵机输出盘12固定连接。半工字型扣盖3上表面的半工字型块31能与外部结构件固定连接。通过单端输出方式的快速连接，舵机1输出的转动力矩可通过舵机输出盘12与半工字型块3的固定连接输出到外部结构件，同时这种输出方式的搭建最为简单，只使用一个半工字型扣盖3作为连接件，能够适用于空间狭小的情况。

实施例3

下面结合图9说明本发明应用于双端输出方式的快速连接的一个较佳实施例，由一舵机1、一U型件6、一从动盘4和两个扣盖2组成。从动盘4通过中心一圆柱销43和舵机1的圆柱凸台13内的轴承131相配合，如前所述的，U型件6的两个侧面的形状结构与从动盘4及舵机输出盘12对应，将U型件6的两个侧面分别对准从动盘4和舵机输出盘12，使扣盖2的插接销21穿入U型件6的插接孔61，并分别穿入从动盘4的插接孔41和舵机输出盘的插接孔121，扣盖2的倒钩22穿过U型件6的扣接孔62，分别勾住从动盘4的扣接槽42和舵机输出盘的扣接槽122，这就将U型件6、舵机输出盘12和从动盘4固定连接。当舵机1输出一转动力矩，舵机输出盘12的转动会带动U型件的转动，从动盘4与U型件6固定连接而与轴承131的配合只限制了从动盘4的移动而不会限制其转动。在U型件上再固定连接一外部结构件，即可将转动力矩输出。

实施例4

下面结合图10-12说明本发明应用于2自由度双舵机模块的一个较佳实施例，由两个舵机91、92、一长U型件94（如图11所示）、一宽U型件95（如图12所示）、一工字块93、两个从动盘和4个扣盖组成。长U型件94的一个侧面通过扣盖96连接舵机91的输出盘，另一个侧面也通过一扣盖连接插在背部圆柱凸台轴承上的从动盘，从而实现舵机91的双端输出。（具体连接方式前文已说明，在此不再赘述）舵机91的一个侧面和舵机92的相对于输出盘的一面，通过一工字块93分别插接这两个表面上设置的半工字型槽将舵机91和舵机92固定连接。宽U型件95的一个侧面通过一扣盖98与舵机92的输出盘固定连接，另一个侧面通过一扣盖97与一和舵机91侧面的圆柱凸台轴承相连的从动盘固定连接，从而实现了舵机92的双端输出。舵机92的双端输出方向与舵机91的双端输出方向不同，且这两种双端输出相互独立，同时结构紧凑连接方便。

从上述实施例可以看出，本发明连接固定便捷高效，简化了舵机组件搭建的工序，能显著降低人力成本。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种舵机组件，其包括：至少一舵机，其特征在于，所述舵机的至少一个表面设置有用于将所述舵机与外部结构件插接固定的插接槽，所述插接槽为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，底面上具有至少一公卡扣端。

2.如权利要求1所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机还包括一舵机输出盘，该舵机输出盘上开有若干插接孔和若干扣接槽。

3.如权利要求2所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机组件还包括一扣盖，所述扣盖具有底面和侧面，所述底面设有若干用于和所述插接孔插接且数量、位置、形状都与所述插接孔相对应的插接销，所述底面还开有一倒钩槽，该倒钩槽中设有两个可滑动的、用于与所述扣接槽扣接的倒钩，所述倒钩中间设有弹性件，所述倒钩的外侧连接有按钮，所述侧面设有按钮槽，所述按钮伸出于所述按钮槽。

4.如权利要求3所述的舵机组件，其特征在于，所述扣盖上表面设置有一用于和外部结构件连接的半工字型块。

5.如权利要求4所述的舵机组件，其特征在于，所述半工字型块的上表面具有至少一与所述公卡扣端相配合连接的母卡扣端。

6.如权利要求2所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机与舵机输出盘相对的表面上设置有圆柱形凸台，所述凸台内嵌一轴承。

7.如权利要求6所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机具有6个面，6个面中与所述舵机输出盘前后相邻的2个侧面上也设置有圆柱形凸台，所述凸台内嵌一轴承。

8.如权利要求6所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机组件还包括至少一从动盘，该从动盘中心设有一和所述轴承相配合的圆柱销，所述从动盘上开有和所述舵机输出盘上位置、形状和大小都一样的若干插接孔和若干扣接槽。

9.如权利要求1所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机组件还包括至少一个用于和所述半工字型槽插接的工字块。

10.如权利要求9所述的舵机组件，其特征在于，所述工字块的上下表面分别设置有至少一与所述公卡扣端相配合连接的母卡扣端。

11.如权利要求9所述的舵机组件，其特征在于，所述工字块包括上下两个半工字型块，所述上下两个半工字型块之间形成一预设角度，该角度为0-180度。

12.如权利要求2所述的舵机组件，其特征在于，所述舵机组件还包括至少一用于输出所述舵机的转动力矩的U型件，所述U型件包括两个互相对应的侧面和一连接两个侧面的横梁。

13.如权利要求12所述的舵机组件，其特征在于，所述U型件上的两个侧面都开有和所述舵机输出盘相对应的若干插接孔以及和所述若干扣接槽相对应的若干扣接孔。

14.如权利要求12所述的舵机组件，其特征在于，所述横梁上还设置有用于将所述舵机与外部结构件插接固定的插接槽。

15.如权利要求14所述的舵机组件，其特征在于，所述横梁上的插接槽为半工字型，具有一底面和两“L”形卡边，该底面上具有至少一公卡扣端。

16.如权利要求5或10所述的舵机组件，其特征在于，所述公卡扣端为若干凹点或弹性凸点，所述母卡扣端为与所述公卡扣端数量、形状、位置相对应的弹性凸点或凹点。