CN103711803B - 驱动装置及伺服电机装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种驱动装置及伺服电机装置，在伺服电机装置的输出轴（3）上设有锯齿形部（4）、缺齿部（5）。在锯齿形部（4）上以一定周期设有凹凸。缺齿部（5）形成为从旋转轴（3a）至缺齿部（5）的最外面（5a）的长度比从旋转轴（3a）至锯齿形部（4）的齿底圆（4a）的长度短。通过该结构，能够将具有与输出轴（3）在特定的位置嵌合的嵌合部的专用伺服垫铁、安装于输出轴（3）的任意角度位置的现有的伺服垫铁两者安装在输出轴（3）上。

Description

驱动装置及伺服电机装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制被操纵体的伺服电机装置，特别涉及一种向被操纵体的活动部位传递电机的输出的伺服电机装置的输出轴，及具备伺服电机装置和伺服垫铁的驱动装置。

背景技术

在对远处的被操纵体进行远程控制的无线电控制系统中，作为现有的按照操纵人员的指示对被操纵体进行驱动、控制的执行装置，使用的是以小型的直流电机（下面仅称为电机）为驱动源的伺服电机装置。

图10是对具备该伺服电机装置和伺服垫铁的驱动装置的一个例子示意性地显示的剖面图。

伺服电机装置20具有近似长方体的机壳21。机壳21内收纳有电机22和多个减速用齿轮（Gear）23。电机22根据目标输出的大小及特性而决定，可以为有刷电机、无铁心电机、无刷电机等。电机输出轴的旋转经由多个齿轮23传递至伺服电机装置的输出轴24。

在伺服电机装置20的机壳21内收纳有：电位器25，其由用于检测输出轴24的旋转角度的可变电阻器或旋转变压器等构成；驱动电路26，其根据对伺服电机装置20的输入信号生成控制输出轴24的旋转角度的驱动信号。

电位器25与输出轴24联动，且根据输出轴24的旋转角度，输出电压发生变化，将输出电压作为输出轴24的角度信息输出到驱动电路26。驱动电路26以来自电位器25的角度信息和输入信号的差为0的方式生成驱动信号，并输出到电机22，从而对输出轴24的旋转角度进行控制。

另外，伺服电机装置20的输出轴24上通过螺丝28结合有被称为伺服垫铁27的部件。伺服垫铁27上安装有未图示的联动机构，该联动机构用于将伺服电机装置20的输出轴24的旋转运动传递到被操纵体的活动位置。联动机构根据其目的等可使用线材或杆材、调节器、琴钢丝等。

另外，伺服垫铁27根据其目的具有各种各样的形状，有圆盘形或十字形等。

虽未图示，伺服电机装置20的输出轴24上沿旋转方向设有锯齿。所谓锯齿是指具有一定周期的凹凸。另外，伺服垫铁27具有与输出轴24的锯齿嵌合的嵌合部27a。

嵌合部27a可自由地安装于输出轴24的任意角度位置。由此，操纵人员可结合被操纵体的大小及活动范围、联动机构，将伺服垫铁安装在输出轴的任意角度位置。

在本说明书中，以任意的角度位置安装于伺服电机装置的输出轴上的伺服垫铁为现有的伺服垫铁。

除了上述使用方法外，在使用伺服电机装置的机器人等中，有时会使活动部位从伺服电机装置的输出轴的中立位置即空挡位置（neutralposition）正确地动作预定的角度。

在这种情况下，优选按照输出轴的空挡位置和对伺服垫铁的输出轴的安装角度的关系成一对一确定的方式，将伺服垫铁安装于特定的位置。

为了将伺服垫铁安装于特定的位置，构想出各种结构。例如在专利文献1中公开了如下结构，在伺服电机装置中，在输出轴周围的机壳上设有刻度。

通过使用刻度，能够按照与输出轴的特定的角度位置匹配的方式安装伺服垫铁。

另外，在专利文献2中公开了一种变更伺服电机装置的输出轴的形状的结构。

其结构为，将输出轴的形状设为棱柱状，在该棱柱的一侧面设有凸条。伺服垫铁具有与输出轴的形状匹配的嵌合孔。由此，输出轴和伺服垫铁不会被安装在除特定的位置之外的位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭58-153894

专利文献2：日本特开2008-206671

如专利文献1所述，在伺服电机装置的机壳上设有刻度的情况下，虽然已知输出轴的空挡位置使安装伺服垫铁变得容易，但由于输出轴和伺服垫铁均是现有装置的结构，因此，依然会产生因误读刻度引起的组装错误。

另外，如专利文献2所述，通过将伺服电机装置的输出轴和伺服垫铁的嵌合部设为特殊的形状来防止伺服垫铁的安装位置错误，但是却成为在专用的伺服电机装置上仅能够安装专用的伺服垫铁的这样一种状态。因此，现有的伺服垫铁不能用于该伺服电机装置。

发明内容

本发明的目的在于防止组装错误，将伺服垫铁安装在伺服电机装置的输出轴上的特定的位置。进而，能够在该伺服电机装置的输出轴上安装现有的伺服垫铁。

本发明的一实施方式的伺服电机装置，其具有旋转的输出轴，在与输出轴的旋转轴平行的面上具备锯齿形部和缺齿部，锯齿形部沿输出轴的旋转方向设有具有一定周期的凹凸，缺齿部形成为从旋转轴到缺齿部的最外面的长度比从旋转轴到沿输出轴的旋转方向连结锯齿形部的凹部所形成的圆的长度短。

所述的伺服电机装置可在与所述输出轴的旋转轴平行的面上设有多个所述缺齿部。

所述的伺服电机装置，通过对输出轴的形状进行设计，可自由选择使用仅能特定安装于输出轴上的伺服垫铁、可安装于任意角度位置的现有的伺服垫铁。

所述的伺服电机装置也可在所述输出轴上具有显示所述缺齿部的缺齿部位置显示部。

由于所述的伺服电机装置除输出轴的形状外还具备显示缺齿部的位置的缺齿部位置显示部，因此，能够更容易地安装伺服垫铁。

所述的伺服电机装置也可在所述输出轴上具有显示空挡位置的基准位置显示部。

由于所述的伺服电机装置具有显示空挡位置的基准位置显示部，因此，能够以空挡位置为基准，安装现有的伺服垫铁。

本发明的一实施方式的驱动装置，其由具有旋转的输出轴的伺服电机装置、与所述输出轴嵌合并与被操纵体的活动部位连接的伺服垫铁构成，伺服电机装置在与输出轴的旋转轴平行的面上具备锯齿形部和缺齿部，锯齿形部沿输出轴的旋转方向设有具有一定周期的凹凸，缺齿部形成为从旋转轴到缺齿部的最外面的长度比从旋转轴到沿输出轴的旋转方向连结锯齿形部的凹部所形成的圆的长度短，伺服垫铁具有与锯齿形部和缺齿部在特定的位置匹配的嵌合部。

由于所述的驱动装置在伺服电机装置的输出轴仅可特定安装伺服垫铁，因此，能够从空挡位置仅以预定的角度驱动伺服电机来对被操纵体进行控制。另外，由于无法将伺服垫铁安装在伺服电机装置上除特定的位置之外的位置，因此，能够防止组装错误。

所述的驱动装置，所述伺服垫铁也可和构成被操纵体的框架为一体。

由于所述的驱动装置的伺服垫铁和被操纵体的框架是一体的，因此，能够减少零件件数。

发明的效果

本发明的一实施方式的伺服电机装置通过对输出轴的形状进行设计，可自由选择使用仅可特定安装于输出轴上的伺服垫铁、可安装于任意角度位置的现有的伺服垫铁。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的伺服电机装置的外观的图；

图2是表示从机壳取出的本发明的实施例1的伺服电机装置的输出轴的图；

图3是表示具有与本发明的实施例1的伺服电机装置在特定的位置嵌合的嵌合部的伺服垫铁的图；

图4是表示现有的伺服垫铁的图；

图5是安装了具有与本发明的实施例1的伺服电机装置在特定的位置嵌合的嵌合部的伺服垫铁的驱动装置的示意图；

图6是表示本发明的实施例2的伺服电机装置的输出轴的图；

图7是表示本发明的实施例3的伺服电机装置的输出轴的图；

图8是表示本发明的实施例4的伺服电机装置的输出轴的图；

图9是表示本发明的实施例5的伺服电机装置和具有与本发明的伺服电机装置在特定的位置嵌合的嵌合部的框架的图；

图10是表示现有的伺服电机装置的机壳内的结构的剖面图。

符号的说明

1……伺服电机装置

2……机壳

3……输出轴

3a……旋转轴

4……锯齿形部

4a……齿底圆

5……缺齿部

5a……最外面

6……伺服垫铁

7…嵌合部

具体实施方式

实施例1

图1是表示本发明的实施例1的伺服电机装置1的机壳2的外观的图。

在该图中，由于伺服电机装置1的机壳2的内部与现有的伺服电机装置相同，因此省略说明。

图2是将实施例1的伺服电机装置1的输出轴3从机壳2取出并省略一部分形状进行表示的图。

本发明的实施例1的伺服电机装置1，其具有旋转的输出轴3，在与输出轴3的旋转轴3a平行的面上设有锯齿形部4和缺齿部5。伺服电机装置1的输出轴3也可为在预定的角度范围内旋转的输出轴。进而，在锯齿形部4上沿输出轴3的旋转方向设有具有一定周期的凹凸、即锯齿。

对锯齿形部4和缺齿部5的关系进行说明。在此，将沿输出轴的旋转方向连结锯齿形部4的锯齿的凹部所形成的圆设为锯齿形部4的齿底圆4a。另外，将与缺齿部5的输出轴3的旋转轴平行的面设为缺齿部5的最外面5a。

缺齿部5形成为从输出轴3的旋转轴3a到最外面5a的长度比从旋转轴3a到齿底圆4a的长度短。即缺齿部5形成为最外面5a比齿底圆4a更接近旋转轴3a。由此，在欲将现有的伺服垫铁安装在输出轴3上的情况下，缺齿部5与现有的伺服垫铁的嵌合部不接触就能够进行安装。

图3是表示安装于本发明的实施例1的伺服电机装置1的输出轴的伺服垫铁6的图。

关于圆盘形的伺服垫铁6，是在安装于伺服电机装置的输出轴的情况下，从伺服电机装置侧面的方向观察到的。

本发明的实施例1的伺服电机装置1能够与嵌合于输出轴13并与被操纵体的活动部位连接的伺服垫铁6一起构成驱动装置。

伺服垫铁6上设有与伺服电机装置的输出轴在特定的位置嵌合的嵌合部7。嵌合部7上设有与伺服电机装置的输出轴的锯齿形部嵌合的凹凸部7a和与缺齿部嵌合的凸部7ｂ。由于凸部7ｂ无法与输出轴的锯齿形部嵌合，因此，能够将伺服垫铁安装在输出轴的特定的位置。

图4是表示现有的伺服垫铁16的图。

图4的伺服垫铁16也与图3的伺服垫铁6相同，是在安装于伺服电机装置的输出轴的情况下从伺服电机装置侧面的方向观察到的。

伺服电机装置的输出轴与伺服垫铁16的嵌合部17嵌合，伺服垫铁16固定在输出轴上。

在伺服垫铁16的嵌合部17上遍及一周地设有与伺服电机装置的输出轴的锯齿形部嵌合的周期性的凹凸即凹凸部17a。

由于伺服电机装置的输出轴的缺齿部形成为从旋转轴至缺齿部的最外面的长度比从旋转轴至锯齿形部的齿底圆的长度短，因此，缺齿部的最外面与凹凸部17a不接触就能够将伺服垫铁16安装在输出轴的任意角度位置。

这样，本发明的伺服电机装置上可以安装现有的伺服垫铁、专用的伺服垫铁的任意一种。

图5是表示将伺服垫铁6安装在本发明的实施例1的伺服电机装置1上的状态的示意图。

为了使安装的状态更容易理解，按照可看到伺服电机装置1的锯齿形部4和缺齿部5、伺服垫铁6的嵌合部7的方式，示意性地表示伺服垫铁6。

由于锯齿形部4、缺齿部5及嵌合部7固定在特定的位置，因此，不能安装在除图的安装位置之外的位置，能够防止安装错误。

实施例2

图6是将本发明的实施例2的伺服电机装置的输出轴13从机壳中取出，省略一部分形状进行表示的图。由于除输出轴13之外的伺服电机装置的结构与实施例1相同，因此省略说明。

在与伺服电机装置的输出轴13的旋转轴平行的面上设有多个例如三个锯齿形部14a、14ｂ和多个例如三个缺齿部15。

输出轴13与具有未图示的在特定的位置嵌合的嵌合部的专用的伺服垫铁嵌合从而能够构成驱动装置。

此时，若将锯齿形部14a、14ｂ和缺齿部15均等地分割，则即使为专用的伺服垫铁，伺服垫铁的安装位置也不会特定地确定，因此，必须按照能够特定地安装伺服垫铁的方式设置锯齿形部14a、14ｂ和缺齿部15。

例如，如图6的例子所示，如按照将锯齿形部14a的凹凸的数量设为与其它锯齿形部14ｂ的凹凸的数量不同的方式，相对于旋转轴非对称地配置锯齿形部，则成为可将伺服垫铁安装在特定的位置的输出轴。

在该方式的情况下，缺齿部15也形成为从旋转轴至缺齿部15的最外面的长度比从旋转轴至锯齿形部14a、14ｂ的齿底圆的长度短。因此，可以安装专用的伺服垫铁和现有的伺服垫铁的任意一种。

实施例3

图7是将本发明的实施例3的伺服电机装置的输出轴30从机壳取出，省略一部分形状进行表示的图。由于除输出轴30之外的伺服电机装置的结构与实施例1相同，因此省略说明。

输出轴30中设有显示缺齿部32的缺齿部位置显示部作为标记33。通过设有标记33，伺服垫铁的安装变得更加容易。另外，与其它的实施例相同，由本实施例3的伺服电机装置和与输出轴30安装在特定的位置的伺服垫铁构成驱动装置。

标记33是为了相对输出轴30的上面31而强调缺齿部32，按照将缺齿部32的上面部分设为凹的方式设置。

除此之外，也可以将缺齿部32的上面的一部分设为凹，或者在上面31上粘贴封条等作为标记。进而，也可以将标记设置在伺服电机装置的机壳的输出轴30的周边。

实施例4

图8是将本发明的实施例4的伺服电机装置的输出轴34从机壳中取出，省略一部分形状进行表示的图。由于除输出轴34之外的伺服电机装置的结构与实施例1相同，因此省略说明。

在输出轴34上设有基准位置显示部作为标记35，以明确输出轴34的空挡位置。通过在空挡位置上设有标记35，能够将现有的伺服垫铁标准地安装到输出轴34的空挡位置。

另外，与其它的实施例相同，由本实施例4的伺服电机装置、与输出轴34安装在特定的位置的伺服垫铁构成驱动装置。

在图8中，标记35按照在输出轴34的上面36形成凹部的方式设置。

除此之外，与实施例3相同，也可以在输出轴34的上面36添加封条作为标记。另外，也可以在伺服电机装置的机壳的输出轴34的周边设置标记。

实施例5

图9是显示本发明的实施例5的伺服电机装置1及伺服垫铁37的图。对与其它的实施例相同的结构部分省略说明。

伺服垫铁37通过螺丝38固定在伺服电机装置1的输出轴上。

在本实施例5中，伺服垫铁37和构成机器人等被操纵体的外观的框架形成为一体。

通常情况下，伺服垫铁经由联动机构与被操纵体的活动部位连接，但也可如该实施例5所述，按照框架自身起到伺服垫铁和活动部位的作用的方式直接安装伺服电机装置。

除了以上说明的实施例1～5之外的其它实施例，也可以实施将至此说明了的实施例1～5进行组合的结构。

即，对于实施例3和实施例4，也可以按照兼具缺齿部位置显示部及基准位置显示部的方式在输出轴的上面及伺服电机装置的机壳的输出轴的周边设置刻度。除刻度之外，通过设置文字及数字，也可以获知刻度的哪个部位显示缺齿部及空挡位置。另外，也可以通过刻度分别同时获知缺齿部和空挡位置。

另外，在此说明的实施例1～5中，伺服电机装置的输出轴的缺齿部设为以输出轴的旋转轴为中心的圆柱的一部分的形状，但缺齿部的形状并不限定于此。

只要从输出轴的旋转轴至缺齿部的最外面的长度比从输出轴的旋转轴至锯齿形部的齿底圆的长度短则可以为任意形状。即，缺齿部的最外面比齿底圆更靠近旋转轴地形成即可。

例如，在缺齿部的最外面也可以设置锯齿。在此，将沿输出轴的旋转方向连结缺齿部的锯齿的凸部而成的圆设为缺齿部的齿顶圆。此时，从输出轴的旋转轴至缺齿部的齿顶圆的长度设为从输出轴的旋转轴至锯齿形部的齿底圆的长度以下。由此，能够安装现有的伺服垫铁。另外，缺齿部也可以设为棱柱的一部分这样的形状。在该情况下，也按照从旋转轴至锯齿形部的齿底圆的长度以下的方式形成缺齿部。由此，能够安装现有的伺服垫铁。

Claims (8)

1.一种伺服电机装置，具有旋转的输出轴，其特征在于：

在与所述输出轴的旋转轴平行的面上具备锯齿形部和缺齿部，

所述锯齿形部沿所述输出轴的旋转方向设有具有一定周期的凹凸，

所述缺齿部形成为从所述旋转轴至所述缺齿部的最外面的长度比从所述旋转轴至沿所述输出轴的旋转方向连结所述锯齿形部的凹部所形成的圆的长度短；

其中，在所述输出轴上具有显示所述缺齿部的缺齿部位置显示部。

2.根据权利要求1所述的伺服电机装置，其特征在于：所述输出轴为在预定的角度范围内旋转的输出轴。

3.根据权利要求1或2所述的伺服电机装置，其特征在于：在与所述输出轴的旋转轴平行的面上设有多个所述缺齿部。

4.根据权利要求1或2所述的伺服电机装置，其特征在于：在所述输出轴上具有显示输出轴的空挡位置的基准位置显示部。

5.一种驱动装置，其由具有旋转的输出轴的伺服电机装置、与所述输出轴嵌合并与被操纵体的活动部位连接的伺服垫铁构成，其特征在于：

所述伺服电机装置在与所述输出轴的旋转轴平行的面上具备锯齿形部和缺齿部，

所述锯齿形部沿所述输出轴的旋转方向设有具有一定周期的凹凸，

所述缺齿部形成为从所述旋转轴至所述缺齿部的最外面的长度比从所述旋转轴至沿所述输出轴的旋转方向连结所述锯齿形部的凹部形成的圆的长度短，

所述伺服垫铁具有与所述锯齿形部和所述缺齿部在特定的位置匹配的嵌合部；

其中，在所述输出轴上具有显示所述缺齿部的缺齿部位置显示部。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于：所述输出轴为在预定的角度范围内旋转的输出轴。

7.根据权利要求5或6所述的驱动装置，其特征在于：所述伺服垫铁和构成被操纵体的框架是一体的。

8.根据权利要求5或6所述的驱动装置，其特征在于：在所述输出轴上具有显示输出轴的空挡位置的基准位置显示部。