CN104536326A - 一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统，中心出轴式舵机单元结构包括左侧外壳、右侧外壳、输出连接轴、静态连接轴以及电机，输出连接轴的两侧分别设置有旋转电位器和齿轮减速组，旋转电位器连接至电路板，电机的驱动端也与电路板相连，电路板的背面设置有两个4pin通信插槽，在静态连接轴两个侧面设置有压力感应传感器模块，中心出轴式舵机控制系统包括一主控制器，其中各舵机单元结构信号线以及电源线采用485总线式通信协议以总线方式驳接在一起，同时异形槽与信号线以及电源线采用总线通讯的方式连接一体，本发明简化了机器人机械和布线结构，方便组装以及维护。

Description

一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统

技术领域

 本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统。

背景技术

现有模型及机器人用舵机均为顶部侧面出轴，在安装和使用的时候存在不便。在多个舵机级联拓展时尤为如此，每增加一级都需额外增加特殊形状的转接件。一方面增加了开发成本，一方面也降低了空间利用率，又由于内部机械结构的原因，使得舵臂只能从单一方向固定，增加了机械结构的不稳定性。

现有舵机的通讯方式大多为PWM，及脉冲宽度调制，需要一根信号线以及正负电源线。每个舵机的信号线必须单独连接到微处理器的数码输出端口，线的数量随着舵机的数量不断增加而导致外观凌乱，不易布线。

普通舵机没有任何形式的外部中断反馈系统，仅仅通过主控制器和舵机本身进行交流，所以无法从控制系统外部通过人力对其进行中断。

发明内容

（一）要解决的技术问题

 为解决上述问题， 本发明针对以上不足提出了一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统，通过改变舵机的机械结构提高舵机空间密度，以及舵机精度，进一步简化现有模型以及机器人的机械和布线结构，方便组装以及维护。

（二）技术方案

 本发明通过如下技术方案实现：一种中心出轴式舵机单元结构，包括左侧外壳、右侧外壳、输出连接轴、静态连接轴以及电机，所述输出连接轴的两侧分别设置有旋转电位器和齿轮减速组，所述电机固定于静态连接轴端部同时轴端连接于齿轮减速组，所述旋转电位器连接至电路板，所述电机的驱动端也与电路板相连，在所述电路板的背面设置有两个4pin通信插槽，所述4pin通信插槽穿过左侧外壳与外界相通，在所述静态连接轴两个侧面分别设置有卡槽，所述卡槽内承插有压力感应传感器模块，所述压力感应传感器模块外侧还设置有固定于静态连接轴上的压力开关接触外壳，所述输出连接轴的上部以及静态连接轴的底部均设置有相同大小的异形槽，一个舵机单元结构的输出连接轴通过一个异形连接件与另一个舵机单元结构的静态连接轴卡插连接固定。

 优选的，所述输出连接轴可旋转角度为0~180°。

 一种中心出轴式舵机单元结构多单元连接的控制系统，该控制系统包括一个主控制器，其中各舵机单元结构信号线以及电源线采用485总线式通信协议以总线方式驳接在一起，同时异形槽与信号线以及电源线采用总线通讯的方式连接一体，总线通过设置于电路板背面的两个4pin通信插槽连接至主控制器，所述压力感应传感器模块作为一手动中断反馈系统手动控制各舵机单元结构。

（三）有益效果

 本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

 本发明提出的一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统，其改变了传统舵机的机械结构，使用中部出轴的方式来代替传统舵机顶部侧面出轴。配合底部插槽，不仅可以进行直接连接还可以旋转90°连接，避免了增加转接件所带来的结构复杂的尴尬。同时本专利使用电源以及信号线和插槽接口进行一体化设计，在连接舵机的同时，将多个舵机的信号以及电源线驳接在一起，不仅避免了传统舵机信号线及电源线过多的问题，还解决了多个舵机串接时布线杂乱的问题。本舵机在出轴时，通过轴的两端进行固定，解决传统单边出轴的不稳定的缺点，提升了输出精度。

附图说明

 图1是本发明主视结构示意图。

 图2是本发明仰视结构示意图。

 图3是本发明单元结构拆装分解图。

 图4是本发明舵机与舵机组合简单示意图。

 1-左侧外壳；2-右侧外壳；3-输出连接轴；4-静态连接轴；5-电机；6-旋转电位器；7-齿轮减速组；8-电路板；9-4pin通信插槽；10-压力感应传感器模块；11-压力开关接触外壳；12-异形连接件；31-异形槽；41-卡槽。

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。

如图1所示的一种中心出轴式舵机单元结构，包括左侧外壳1、右侧外壳2、输出连接轴3、静态连接轴4以及电机5，所述输出连接轴3的两侧分别设置有旋转电位器6和齿轮减速组7，所述电机5固定于静态连接轴4端部同时轴端连接于齿轮减速组7，所述旋转电位器6连接至电路板8，所述电机5的驱动端也与电路板8相连，在所述电路板8的背面设置有两个4pin通信插槽9，所述4pin通信插槽9穿过左侧外壳1与外界相通，在所述静态连接轴4两个侧面分别设置有卡槽41，所述卡槽41内承插有压力感应传感器模块10，所述压力感应传感器模块10外侧还设置有固定于静态连接轴4上的压力开关接触外壳11，所述输出连接轴3的上部以及静态连接轴4的底部均设置有相同大小的异形槽31，一个舵机单元结构的输出连接轴3通过一个异形连接件12与另一个舵机单元结构的静态连接轴4卡插连接固定。

其中，所述输出连接轴3可旋转角度为0~180°，可实现舵机与舵机之间四个方向均可连接。

一种中心出轴式舵机单元结构多单元连接的控制系统，该控制系统包括一个主控制器，其中各舵机单元结构信号线以及电源线采用485总线式通信协议以总线方式驳接在一起，同时异形槽31与信号线以及电源线采用总线通讯的方式连接一体，总线通过设置于电路板8背面的两个4pin通信插槽9连接至主控制器，所述压力感应传感器模块10作为一手动中断反馈系统手动控制各舵机单元结构

 在具体实施时，本发明提到的一种中心出轴式舵机单元结构及其控制系统，其在多个舵机级联时，可在不使用任何工具及转接件的情况下，通过异形槽31与异形连接件12的连接配合而将两个舵机连接起来，同时异形槽31采用与信号线及电源线一体化的设计，采用总线通讯的方式，在连接舵机的同时连接电源线和信号线。大大减少了舵机数量较多时信号线以及电源线过多的情况，解决了布线复杂不易维护的问题。

更为具体的，本舵机在出轴时，通过输出连接轴3的两端进行固定，解决传统单边出轴的不稳定的缺点，提升了输出精度通过，输出连接轴3两端固定可旋转，减小舵臂虚位提高输出精度，使舵机的整体机械结构更加稳定。因为空间利用率也有所提高，与同样大小的传统舵机相比，能够输出更多的扭力。

静态连接轴4的侧面对称分别设置有一个压力感应传感器模块10，在舵机处于开启状态时，舵机输出轴的角度被锁定。但一旦位于表面的压力感应传感器模块10被触发，舵机会自动向那个方向转动。在调试机器人的过程当中，可以避免连接到电脑端进行在线调试，而可以离线调试，这种特性令以这种舵机为原件制造出的机器人非常易于试教。

 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种中心出轴式舵机单元结构，包括左侧外壳（1）、右侧外壳（2）、输出连接轴（3）、静态连接轴（4）以及电机（5），其特征在于：所述输出连接轴（3）的两侧分别设置有旋转电位器（6）和齿轮减速组（7），所述电机（5）固定于静态连接轴（4）端部同时轴端连接于齿轮减速组（7），所述旋转电位器（6）连接至电路板（8），所述电机（5）的驱动端也与电路板（8）相连，在所述电路板（8）的背面设置有两个4pin通信插槽（9），所述4pin通信插槽（9）穿过左侧外壳（1）与外界相通，在所述静态连接轴（4）两个侧面分别设置有卡槽（41），所述卡槽（41）内承插有压力感应传感器模块（10），所述压力感应传感器模块（10）外侧还设置有固定于静态连接轴（4）上的压力开关接触外壳（11），所述输出连接轴（3）的上部以及静态连接轴（4）的底部均设置有相同大小的异形槽（31），一个舵机单元结构的输出连接轴（3）通过一个异形连接件（12）与另一个舵机单元结构的静态连接轴（4）卡插连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种中心出轴式舵机单元结构，其特征在于：所述输出连接轴（3）可旋转角度为0~180°。

3.一种由权利要求1所述的中心出轴式舵机单元结构多单元连接的控制系统，其特征在于：该控制系统包括一个主控制器，其中各舵机单元结构信号线以及电源线采用485总线式通信协议以总线方式驳接在一起，同时异形槽（31）与信号线以及电源线采用总线通讯的方式连接一体，总线通过设置于电路板（8）背面的两个4pin通信插槽（9）连接至主控制器，所述压力感应传感器模块（10）作为一手动中断反馈系统手动控制各舵机单元结构。