CN106763515B - 一种舵机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舵机，包括外壳、安于外壳的驱动机构、传动机构及输出机构，驱动机构包括电路板及设置在电路板上的电机，输出机构通过传动机构与电机传动连接，电机上设有驱动齿轮，传动机构包括第一齿轮，输出机构上设有输出齿轮，驱动齿轮及第一齿轮均为斜纹齿轮，且二者相互啮合，以使电机通过驱动传动机构来进一步驱动输出齿轮转动；传动机构还包括与第一齿轮传动连接的第二齿轮及与第二齿轮传动连接的第三齿轮，第二齿轮受第一齿轮的传动以驱动第三齿轮，输出齿轮与第三齿轮相互啮合且传动连接。由于驱动齿轮与第一齿轮均为斜纹齿轮，这样可以有效的减低舵机的噪音，而且能够有效的提高了舵机的传动效率及输出转矩。
Description
技术领域
本发明属于舵机技术领域，具体涉及一种舵机。
背景技术
舵机一般主要由外壳、电路板、马达、齿轮组及位置检测器等零部件构成，但是现有舵机的整体尺寸偏大，不利于智能机器人的体积小型化，而且输出力富余，没有充分利用，甚至有些舵机为了降低整体尺寸，减少舵机内部零部件，却降低了舵机输出力，达不到目前小型智能机器人的结构要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种舵机，包括外壳、安于所述外壳的驱动机构、传动机构及输出机构，所述驱动机构包括电路板及设置在所述电路板上的电机，所述输出机构通过所述传动机构与所述电机传动连接，所述电机上设有驱动齿轮，所述传动机构包括第一齿轮，所述输出机构上设有输出齿轮，驱动齿轮及所述第一齿轮均为斜纹齿轮，且二者相互啮合，以使电机通过驱动传动机构来进一步驱动所述输出齿轮转；
所述传动机构还包括与第一齿轮传动连接的第二齿轮及与第二齿轮传动连接的第三齿轮，所述第二齿轮受第一齿轮的传动以驱动第三齿轮，所述输出齿轮与第三齿轮相互啮合且传动连接。
由于所述驱动机构上设有驱动齿轮，所述传动机构包括第一齿轮，该驱动齿轮与第一齿轮均为斜纹齿轮，这样可以有效的减低所述舵机的噪音，而且能够有效的提高了所述舵机的传动效率及输出转矩，此外，所述驱动机构、传动机构及输出机构均安装于所述外壳上，进一步使得整个舵机的结构更加紧凑，也降低了制造成本。
优选的，所述传动机构还包括第一转轴，所述第一齿轮与第三齿轮均通过所述第一转轴安装于所述外壳上。
优选的，所述传动机构还包括第二转轴，所述第二齿轮通过所述第二转轴安装于所述外壳上，所述驱动齿轮位于所述第二转轴的下方。
优选的，所述外壳包括中盖、安装在中盖上端的顶盖及安装在中盖下端的底盖，所述电机设置于所述中盖上，所述传动机构及输出机构均设置于所述中盖与顶盖之间，所述电路板安装于所述中盖与底盖之间。
优选的，所述底盖上设有定位台，所述定位台上设有供外部电线穿过与电路板连接的底盖线孔。
优选的，所述输出机构包括输出轴及安装于在输出轴上的两个轴承，所述输出轴的一端伸出所述外壳，另一端通过所述输出齿轮与第三齿轮传动连接，两个轴承分别位于所述输出齿轮的两侧上。
优选的，所述输出轴伸出外壳的一端上设有花键。
优选的，所述输出轴在设置有花键的一端上开设有螺孔。
优选的，所述输出机构还包括用于传递信号的编码器，所述编码器安装于输出机构上，所述电路板上设有用于接收信号的信号接收器，所述编码器安装于所述输出轴的一端。
附图说明
图1为本发明较佳实施例所提供一种舵机的结构示意图。
图2为本发明中舵机的剖面示意图。
图3为本发明中舵机的分解示意图。
图4为本发明中舵机的俯视图。
图5为本发明中舵机的仰视图。
图6为本发明中中盖的结构示意图。
图7为本发明中驱动机构的结构示意图。
图8为本发明中传动机构的分解示意图。
图9为本发明中输出机构的分解示意图。
图10为本发明中编码器的结构示意图。
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：
请参阅图1-6，本发明实施例提供一种舵机，包括外壳10、驱动机构20、传动机构30及输出机构40，在本实施例中，所述外壳10包括顶盖11、中盖12及底盖13，所述中盖12上下两端面上分别开设了中盖上端面螺孔123、中盖下端面螺孔(图中未示出)，所述顶盖11上设有顶盖通孔111，螺丝113穿过顶盖通孔111后与所述中盖上端面螺孔123螺纹连接，从而将所述顶盖11固定在所述中盖12的下端面上，所述底盖13上设有底盖通孔111，螺丝135穿过该底盖通孔111后与所述中盖下端面螺孔螺纹连接，从而将所述底盖13固定在所述中盖12的下端面上，采用以上技术方案后，不仅便于所述舵机的拆卸及安装，而且可以使得固定更加牢固，或者可以在螺丝113、螺丝135上涂满胶水后，再分别安装在中盖上端面螺孔123、中盖下端面螺孔上。
请参阅图1-6，所述中盖12上设有上腔体121及下腔体122，所述驱动机构20安装于所述下腔体122上，所述传动机构30与输出机构40安装于上腔体121上，且所述输出机构40通过所述传动机构30与所述驱动机构20传动连接，所述顶盖11安装于所述上腔体121，所述底盖13安装于下腔体122上，这样可以有效的缩减所述舵机的整体尺寸，同时使得所述舵机的机构更加紧凑，而且便于所述舵机的安装及维护，节约大量的制造成本，从而提高该舵机的市场竞争力。
请参阅图7，所述驱动机构20包括电路板22及设置在电路板22上的电机21，所述电机21包括电机本体211及从电机本体211延伸而出的电机转轴212，在本实施例中，所述电机本体211直接焊接在所述电路板22上，进一步提高了所述下腔体122结构空间的利用，也使得整个舵机的结构更加紧凑，同时降低了制造成本，不需要将电机21与电路板22分开加工后再组装。
请参阅图8，所述传动机构30包括第一齿轮31、第二齿轮32、第三齿轮33、第一转轴34及第二转轴35，在本实施例中，所述第一齿轮31、第二齿轮32及第三齿轮33均为阶梯齿轮，所述第一齿轮31上设有第一下齿轮311、设置在第一下齿轮311上的第一上齿轮312及贯穿所述第一下齿轮311与第一上齿轮312的第一通孔313，所述第二齿轮32上设有第二下齿轮321、第二上齿轮322及贯穿第二下齿轮321与第二上齿轮322的第二通孔324，所述第三齿轮33上设有第三下齿轮331、设置在所述第三下齿轮331上方的第三上齿轮332及贯穿第三下齿轮331与第三上齿轮332的第三通孔333，所述第一齿轮31与第三齿轮33均通过所述第一转轴34可转动安装于上腔体121上，且所述第一下齿轮311与所述驱动机构20传动连接，所述第二齿轮32通过所述第二转轴35可转动安装于所述上腔体121上，所述第二下齿轮321与所述第一上齿轮312啮合连接，所述第二上齿轮322与所述第三上齿轮332啮合连接，所述第三下齿轮331与所述输出机构40传动连接，采用以上技术方案后，不仅减少了所述第一齿轮31、第二齿轮及第三齿轮33的制造工艺，而且使得整个舵机的结构更加紧凑，缩减了舵机的整体尺寸，此外，将所述第一齿轮31与第三齿轮33均安装在第一转轴34上，不仅确保了所述第一齿轮31与第三齿轮33的同轴度，从而降低整机的噪音，还再次缩减了舵机的整体尺寸。
请参阅图6-8，所述上腔体121上分别设有第一转轴孔124、第二转轴孔125，所第一转轴34安装于所述第一转轴孔124上，所述第二转轴35安装于所述第二转轴孔125，在本实施例中，所述电机21安装于所述第二转轴孔125的下方，且所述电机转轴212与所述第二转轴35位于同一轴线上，所述电机转轴212上设有驱动齿轮213，所述驱动齿轮213与所述第一下齿轮311啮合，优选的，所述驱动齿轮213及所述第一下齿轮311均为斜纹齿轮。采用以上技术方案，由于电机转轴212在所述第二转轴35的同一轴线上，再一次缩减所述舵机的整体尺寸，而且使得舵机的机构更为紧凑，此外，由于所述驱动齿轮213及所述第一下齿轮311均为斜纹齿轮，进而有效的降低了所述舵机的噪音，同时也提高了输出轴传动效率。
请参阅图6-8，在本实施例中，所述第一下齿轮311的齿数大于所述第一上齿轮312的齿数，所述第二下齿轮321的齿数大于第二上齿轮322的齿数，所述第三下齿轮331的齿数小于所述第三上齿轮332的齿数，且所述第一下齿轮311的齿数大于所述驱动齿轮213的齿数，从而有效的降低了所述舵机的输出转速及噪音的减少，并提高了所述舵机的输出转矩。
请参阅图8-9，所述输出机构40包括输出轴41及两个轴承42、43，所述输出轴41上分别设有输出齿轮411及轴承安装部414、415，所述轴承安装部414、415分别位于所述输出齿轮411的两侧上，两个轴承42、43的内圈分别安装在所述轴承安装部414、415上，所述中盖12上设有中盖轴承槽127，所述顶盖11上设有上盖轴承槽115，两个轴承42、43的外圈分别安装于所述上盖轴承槽115及中盖轴承槽127上，所述输出齿轮411与所述第三下齿轮331啮合连接，而且所述输出齿轮411的齿数小于所述第三下齿轮331的齿数，再一次提高了所述舵机的输出转矩，采用以上技术方案后，不仅有效的将所述输出齿轮411所承受的力矩分散到两侧轴承上，同时也提高了该输出齿轮411的同轴度，降低了所述舵机的噪音，此外，便于所述输出轴41的安装与拆卸。
请参阅图8-9，所述第二下齿轮321上还设有齿轮凸台323，所述第二上齿轮322通过该齿轮凸台323设置在所述第二下齿轮321，为所述输出齿轮411与第三下齿轮331的传动提供了有效的空间，不仅提高了所述第三下齿轮331的强硬度，而且减少了第三齿轮33的制造成本，不需要整一个将齿轮凸台323加工成第三下齿轮331，此外，更使得所述舵机的整体结构更为紧凑。
请参阅图1-10，所述还包括用于与所述电路板22信号连接的编码器50，所述电路板包括电路板本体221及设置在电路板本体的信号接收器222，所述电路板本体221与所述电机焊接。所述编码器50包括编码器转轴51及安装在编码器转轴51上的磁石52，磁石52与信号接收器222相对且间隔距离设置。优选的，编码器50为磁编码器，所述信号接收器222为磁编码器芯片。所述输出轴41上设有编码器连接孔(图中未示出)，所述编码器转轴51直接铆压在该编码器连接孔上，并且设置所述下腔体122上，采用以上技术方案后，所述编码器转轴51随着该输出轴41的转动而转动，不仅有效的将所述编码器50固定在输出轴41上，而且可以准确的将所述输出轴41的转数或位置信息传递至所述电路板本体221上，从而便于有效的控制所述电机21，此外，由于该编码器50与所述驱动机构20均设置于所述下腔体122上，又一次缩减了所述舵机的结构尺寸。
请参阅图1-10，所述输出轴41上还设有用于将动力传递出去的花键412，所述花键412为矩形花键412，且端部上输出轴螺孔413，以便更方便、更稳固及更有效的传动动力，而且也确保了所述输出轴41的强硬度。
请参阅图1-10，所述顶盖11及底盖13上还分别设有用于与其他零件连接的顶盖螺孔114、底盖螺纹133，从而扩展了所述舵机的适用范围，再而提高了该舵机的市场竞争力，此外，所述底盖13上还设有用于定位台132，所述定位台132设有供外部电线穿过与电路板连接的底盖线孔134，不仅便于所述舵机的安装及向所述驱动机构20供电，而且使得整体结构更为紧凑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种舵机，包括外壳、安于所述外壳的驱动机构、传动机构及输出机构，所述驱动机构包括电路板及设置在所述电路板上的电机，所述输出机构通过所述传动机构与所述电机传动连接，所述电机上设有驱动齿轮，所述传动机构包括第一齿轮，所述输出机构上设有输出齿轮，其特征在于：驱动齿轮及所述第一齿轮均为斜纹齿轮，且二者相互啮合，以使电机通过驱动传动机构来进一步驱动所述输出齿轮转动；
所述传动机构还包括与第一齿轮传动连接的第二齿轮及与第二齿轮传动连接的第三齿轮，所述第二齿轮受第一齿轮的传动以驱动第三齿轮，所述输出齿轮与第三齿轮相互啮合且传动连接。
2.如权利要求1所述的一种舵机，其特征在于：所述传动机构还包括第一转轴，所述第一齿轮与第三齿轮均通过所述第一转轴安装于所述外壳上。
3.如权利要求2所述的一种舵机，其特征在于：所述传动机构还包括第二转轴，所述第二齿轮通过所述第二转轴安装于所述外壳上，所述驱动齿轮位于所述第二转轴的下方。
4.如权利要求1所述的一种舵机，其特征在于：所述外壳包括中盖、安装在中盖上端的顶盖及安装在中盖下端的底盖，所述电机设置于所述中盖上，所述传动机构及输出机构均设置于所述中盖与顶盖之间，所述电路板安装于所述中盖与底盖之间。
5.如权利要求4所述的一种舵机，其特征在于：所述底盖上设有定位台，所述定位台上设有供外部电线穿过与电路板连接的底盖线孔。
6.如权利要求1所述的一种舵机，其特征在于：所述输出机构包括输出轴及安装于在输出轴上的两个轴承，所述输出轴的一端伸出所述外壳，另一端通过所述输出齿轮与第三齿轮传动连接，两个轴承分别位于所述输出齿轮的两侧上。
7.如权利要求6所述的一种舵机，其特征在于：所述输出轴伸出外壳的一端上设有花键。
8.如权利要求7所述的一种舵机，其特征在于：所述输出轴在设置有花键的一端上开设有螺孔。
9.如权利要求7所述的一种舵机，其特征在于：还包括用于传递信号的编码器，所述编码器安装于输出机构上，所述电路板上设有用于接收信号的信号接收器，所述编码器安装于所述输出轴的一端。
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