CN105881580A - 双轴垂直无级扭矩输出伺服机构 - Google Patents

Abstract

双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，它涉及了一种小型机器人的驱动装置。本发明是为了解决现有的小型机器人的驱动装置体积过大，驱动精度不高，功能单一，集成度不高，并且不具备驱动和检测分离的功能，提出了一种双轴同向输出，双电位器检测的伺服装置，形成了驱动电机与输出轴闭环控制，输出轴与控制系统闭环控制的控制模式，使得控制系统可对机器人关节运动实施精确的力反馈控制。本发明具有性能可靠，驱动精度高，扭力大，响应快，体积小，集成度高，并能向控制系统反馈输出轴的转动位置等优点。

Description

双轴垂直无级扭矩输出伺服机构

技术领域

本发明涉及一种柔性双轴输出力矩，并能将输出轴转动位置反馈给控制系统的小型机器人伺服装置。

背景技术

由于科学技术的发展，越来越多的小型机器人逐渐被广泛用于各种危险的、情况复杂的、人类无法到达的环境中工作，人们需要通过机器人的运动或动作来执行某种特定的任务，这就需要用到机器人的关节驱动装置，作为小型机器人的关节驱动装置，要求是一种技术成熟，性能可靠，驱动精度高，扭力大，响应快，体积小的伺服装置，这种装置一般采用闭环控制并能向控制系统反馈机器人关节运动的角度，从而能使操作者更好地了解和控制机器人执行任务，但目前市场上小型机器人的驱动装置体积过大，驱动精度不高，功能单一，集成度不高，并且不具备驱动和检测分离的功能，以至于可靠性得不到充分的保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有的小型机器人的驱动装置体积过大，驱动精度不高，功能单一，集成度不高，并且不具备驱动和检测分离的功能，本发明是用于小型机器人的关节驱动，由顶盖，输出轴，齿轮，离合装置部件，角度传感器，基座，微型电机和底盖组成；该装置固定在小型机器人的关节活动部位，不同的两个面具有互相垂直的两个输出轴，每个输出轴分别与角度传感器联动，依靠输出轴的转动驱动机器人相应部位运动，可同时驱动两个关节同向运动，其中一个角度传感器与驱动微型电机配合形成闭环控制，另一个角度传感器用于检测该伺服装置输出轴的转动角度，并将其反馈给控制系统，使控制系统与输出轴形成闭环控制。本发明具有性能可靠，驱动精度高，扭力大，响应快，体积小，集成度高，并能向控制系统反馈输出轴转动的角度等优点。

附图说明

图1是离合装置部件40的结构示意图。

图2是本发明的轴测图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1和图2所示，所述双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，包括离合装置部件40，所述离合装置部件40由离合装置摩擦片41、摩擦片滑杆42、回位拉簧43、离合装置盖44、齿轮45和轴46组成，摩擦片滑杆42与轴46固接，两片离合装置摩擦片41分别套入摩擦片滑杆42两端，两片离合装置摩擦片41之间连接有回位拉簧43，离合装置盖44套入轴46的一端，离合装置盖44与轴46之间为滑动接触，齿轮45与轴46的另一端固接，离合装置盖44上设有传动齿轮。动作实施过程：微型电机10驱动齿轮45转动，摩擦片滑杆42跟随转动，当摩擦片滑杆42的转速高于一定值时，两片离合装置摩擦片41克服回位拉簧43的拉力分别向摩擦片滑杆42的两末端滑动并与离合装置盖44的内壁接触，对离合装置盖44产生摩擦力，带动离合装置盖44转动；当摩擦片滑杆42的转速低于一定值时，两片离合装置摩擦片41在回位拉簧43的作用下向轴心方向滑动，与离合装置盖44的内壁分离，切断离合装置盖44与微型电机10的连接。

具体实施方式二：如图1和图2所示，所述双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，包括顶盖1、12，输出轴A、B，齿轮2、3、8、13，离合装置部件40，角度传感器7，基座9，微型电机10和底盖11。所述输出轴A与齿轮2固接，所述输出轴A与齿轮2的转动轴心重合，所述齿轮2与第一角度传感器7的转动轴固接，所述齿轮2的轴心与第一角度传感器7的轴心重合，所述第一角度传感器7固定于基座9的孔座C内，所述齿轮2与第一离合装置部件40的离合装置盖44齿轮啮合，所述输出轴B与齿轮3固接，所述输出轴B与齿轮3的转动轴心重合，所述齿轮3与第二角度传感器7的转动轴固接，所述齿轮3的轴心与第二角度传感器7的轴心重合，所述第二角度传感器7固定于基座9的孔座D内，所述孔座C与孔座D的轴线互相垂直，所述齿轮8与第一离合装置部件40的齿轮45啮合，所述齿轮2与第一离合装置部件40的离合装置盖44齿轮啮合，所述第一离合装置部件40的齿轮45与齿轮13啮合，所述齿轮13与第二离合装置部件40的齿轮45啮合，所述齿轮3与第二离合装置部件40的离合装置盖44齿轮啮合，所述顶盖1和基座9配合固定输出轴A、离合装置部件40和齿轮13，所述顶盖12和基座9配合固定输出轴B和离合装置部件40，所述底盖11与基座9配合固定微型电机10于孔座E内。动作实施过程：控制系统给出驱动信号，微型电机10通过啮合的齿轮驱动输出轴A、B转动，第一角度传感器7跟随输出轴A转动，与第一离合装置部件40配合形成闭环控制，使得输出轴A转动到达控制系统给定的位置，并保持在该位置不动，直到控制系统给出下一个位置的信号，第二角度传感器7跟随输出轴B转动，与第二离合装置部件40配合形成闭环控制，使得输出轴B转动到达控制系统给定的位置，并保持在该位置不动，直到控制系统给出下一个位置的信号。

在不使本发明的原理受到损害的情况下，上述构成的细节和具体实施方式仅仅是当做例子和图示的东西，它可以不脱离本发明的范围而广泛改变，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (3)

1.一种双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，用于小型机器人的关节驱动，由顶盖(1、12)，输出轴(A、B)，齿轮(2、3、8、13)，离合装置部件(40)，角度传感器(7)，基座(9)，微型电机(10)和底盖(11)组成；

其特征在于：

该装置固定在小型机器人的关节活动部位，不同的两个面具有互相垂直的两个输出轴，每个输出轴分别与角度传感器联动，依靠输出轴的转动驱动机器人相应部位运动，可同时驱动两个关节同向运动，其中一个角度传感器与驱动部件配合形成闭环控制，另一个角度传感器用于检测该伺服装置输出轴的转动角度，并将其反馈给控制系统，使控制系统与输出轴形成闭环控制。

2.根据权利要求1所述的双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，其特征在于：所述离合装置部件(40)由离合装置摩擦片(41)、摩擦片滑杆(42)、回位拉簧(43)、离合装置盖(44)、齿轮(45)和轴(46)组成，摩擦片滑杆(42)与轴(46)固接，两片离合装置摩擦片(41)分别套入摩擦片滑杆(42)两端，两片离合装置摩擦片(41)之间连接有回位拉簧(43)，离合装置盖(44)套入轴(46)的一端，离合装置盖(44)与轴(46)之间为滑动接触，齿轮(45)与轴(46)的另一端固接，离合装置盖(44)上设有传动齿轮。

3.根据权利要求1所述的双轴垂直无级扭矩输出伺服机构，其特征在于：所述输出轴(A)与齿轮(2)固接，所述输出轴(A)与齿轮(2)的转动轴心重合，所述齿轮(2)与第一角度传感器(7)的转动轴固接，所述齿轮(2)的轴心与第一角度传感器(7)的轴心重合，所述第一角度传感器(7)固定于基座(9)的孔座(C)内，所述齿轮(2)与第一离合装置部件(40)的离合装置盖(44)齿轮啮合，所述输出轴(B)与齿轮(3)固接，所述输出轴(B)与齿轮(3)的转动轴心重合，所述齿轮(3)与第二角度传感器(7)的转动轴固接，所述齿轮(3)的轴心与第二角度传感器(7)的轴心重合，所述第二角度传感器(7)固定于基座(9)的孔座(D)内，所述孔座(C)与孔座(D)的轴线互相垂直，所述齿轮(8)与第一离合装置部件(40)的齿轮(45)啮合，所述齿轮(2)与第一离合装置部件(40)的离合装置盖(44)齿轮啮合，所述第一离合装置部件(40)的齿轮(45)与齿轮(13)啮合，所述齿轮(13)与第二离合装置部件(40)的齿轮(45)啮合，所述齿轮(3)与第二离合装置部件(40)的离合装置盖(44)齿轮啮合，所述顶盖(1)和基座(9)配合固定输出轴(A)、离合装置部件(40)和齿轮(13)，所述顶盖(12)和基座(9)配合固定输出轴(B)和离合装置部件(40)，所述底盖(11)与基座(9)配合固定微型电机(10)于孔座(E)内。