CN108679203A - 一种微型舵机传动机构 - Google Patents

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    • F16H57/00—General details of gearing
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    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings

Abstract

本发明公开一种微型舵机传动机构，涉及舵机技术领域，包括电机、正齿轮箱、行星齿轮箱、同步传动装置和副轴，所述电机的输出轴与所述正齿轮箱的输入部件连接，所述正齿轮箱的输出部件与所述行星齿轮箱的输入部件连接，所述行星齿轮箱的输出轴通过同步传动装置与所述副轴的一端连接，所述副轴的另一端设置有第一编码器，所述电机的尾轴安装有第二编码器。本发明的微型舵机传动机构，结构紧凑，负载大，寿命长，回转精度高。

Description

一种微型舵机传动机构
技术领域
本发明涉及舵机技术领域，特别是涉及一种微型舵机传动机构。
背景技术
国际国内对于人工智能化的需求越来越多，机器人行业正逐步发展，对于高性能的舵机的需求日益旺盛，相应的对于高性能的舵机齿轮箱的需求也越来越多。目前的舵机齿轮箱按外形尺寸分为一般型和微型。一般型的传动机构最多是RV行星，谐波行星传动等，普遍直径大于50mm，其中高品质的产品性能指标基本能满足工业生产需要。但随着技术的发展，人们对于各种小尺寸的舵机需求越发迫切。
微型的传动机构正是为了满足各类小型微型智能设备而生产。由于目前全球微型行星齿轮箱(直径小于45mm)的回转精度普遍没做好，包括欧美日等一些知名企业在这方面都有欠缺，所以现有的微型舵机传动机构都以小正齿轮传动为主(一些对精度要求不高的除外)。为了达到高回转精度，现在一般在最后一级处减小齿侧隙，导致工作时齿轮摩损严重，传动效率低，噪音大，负载工作几小时后就会磨损失去精度。而且正齿轮箱固有的载荷相对较小，寿命相对短的缺陷无法避免。所以现有的微型舵机一般用在玩具类要求不高的领域还行，用到医疗，工业等领域则明显勉强。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种微型舵机传动机构，结构紧凑，负载大，寿命长，回转精度高。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种微型舵机传动机构，包括电机、正齿轮箱、行星齿轮箱、同步传动装置和副轴，所述电机的输出轴与所述正齿轮箱的输入部件连接，所述正齿轮箱的输出部件与所述行星齿轮箱的输入部件连接，所述行星齿轮箱的输出轴通过同步传动装置与所述副轴的一端连接，所述副轴的另一端设置有第一编码器，所述电机的尾轴安装有第二编码器。
优选地，所述正齿轮箱的输入部件为正齿轮箱起步齿轮，所述正齿轮箱的输出部件为正齿轮箱输出轴，所述行星齿轮箱的输入部件为太阳齿轮，所述正齿轮箱输出轴通过齿形联轴器与所述太阳齿轮连接。
优选地，所述电机和所述行星齿轮箱设置于所述正齿轮箱的同一侧。
优选地，所述副轴设置于所述电机与所述行星齿轮箱中间，所述副轴穿过所述正齿轮箱上且由所述正齿轮箱的一侧伸出，所述副轴伸出所述正齿轮箱的一端安装有所述第一编码器。
优选地，所述副轴外套设有轴承，所述轴承通过轴承座安装于所述正齿轮箱上。
优选地，所述同步传动装置为零背隙齿轮副。
优选地，所述同步传动装置包括同步带和两个同步带轮，两个所述同步带轮分别安装于所述行星齿轮箱的输出轴上和所述副轴上，两个所述同步带轮通过所述同步带连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1、本发明的微型舵机传动机构，通过正齿轮箱和行星齿轮箱的混合齿轮箱可以有效的利用空间，通过行星齿轮箱传递动力，由于行星齿轮箱具有负载大及寿命长的特点，进而提高传动机构的负载能力且延长使用寿命。
2、本发明的微型舵机传动机构，行星齿轮箱的输出轴通过同步传动装置与副轴连接，使得行星齿轮箱的输出轴的转速准确传递至副轴，同时，电机后面的第二编码器和副轴上的第一编码器间形成一个闭环控制，进而提高微型舵机的回转精度，使其工作时可以实现准确定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中微型舵机传动机构的结构示意图；
图2为本发明微型舵机传动机构的结构示意图。
附图标记说明：1、电机；2、正齿轮箱；3、行星齿轮箱；4、副轴；5、零背隙齿轮副；6、第一编码器；7、第二编码器；8、第三编码器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2所示，本实施例提供一种微型舵机传动机构，包括电机1、正齿轮箱2、行星齿轮箱3、同步传动装置和副轴4，电机1的输出轴与正齿轮箱2的输入部件连接，正齿轮箱2的输出部件与行星齿轮箱3的输入部件连接，行星齿轮箱3的输出轴通过同步传动装置与副轴4的一端连接，副轴4的另一端设置有第一编码器6，电机1的尾轴安装有第二编码器7。
正齿轮箱2的输入部件为正齿轮箱起步齿轮，正齿轮箱2的输出部件为正齿轮箱输出轴，行星齿轮箱3的输入部件为太阳齿轮，正齿轮箱输出轴通过齿形联轴器与太阳齿轮连接。
为了充分利用有效空间，使得传动机构结构紧凑，将电机1和行星齿轮箱3设置于正齿轮箱2的同一侧，并将副轴4设置于电机1与行星齿轮箱3中间，副轴4穿过正齿轮箱2上且由正齿轮箱2的一侧伸出，副轴4伸出正齿轮箱2的一端安装有第一编码器6。具体地，副轴4外套设有轴承，轴承通过轴承座安装于正齿轮箱2上。
于本具体实施例中，为了使得行星齿轮箱3的输出轴的转速准确传递至副轴4，同步传动装置设置为零背隙齿轮副5，由于行星齿轮箱3的输出轴通过齿轮副传递给副轴4的动力只要带动第一编码器6上的编码盘或磁环旋转，而编码盘和磁环重量只有几克，行星齿轮箱3的输出轴的转速是电机1通过减速箱减速后的转速，现在用得比较多的微型舵机速比1000，电机1转速为12000rpm，行星齿轮箱3的输出轴的转速为12rpm，这样，带动编码盘或磁环的旋转扭矩约为0.028g.cm，相对于行星齿轮箱3的输出轴输出的扭矩可以忽略，以这样的扭矩和转速作用在零背隙齿轮副5上，对零背隙齿轮副5的寿命几乎没影响且避免噪音问题。
于另一实施例中，同步传动装置包括同步带和两个同步带轮，两个同步带轮分别安装于行星齿轮箱3的输出轴上和副轴4上，两个同步带轮通过同步带连接。使用时只要调整同步带的松紧就可得到步调一致的传动，可以将行星齿轮箱3的输出轴的转速准确传递至副轴4，其效果优于零背隙齿轮副5。
如图1所示，现有技术中微型舵机传动机构包括电机1、正齿轮箱2和第三编码器8，电机1的输出轴与正齿轮箱2连接，正齿轮箱2的输出轴的另一端安装有第三编码器8。为了能够准确定位，需要正齿轮箱2达到高回转精度，现在一般在最后一级处减小齿侧隙，只有最后一级做零侧隙，使得精确度不够，同时，输出轴上承载大，导致工作时齿轮摩损严重，传动效率低，噪音大。
与现有的微型舵机传动机构相比，本实施例中的微型舵机传动机构，通过正齿轮箱2和行星齿轮箱3的混合齿轮箱可以有效的利用空间，通过行星齿轮箱3传递动力，由于行星齿轮箱3具有负载大及寿命长的特点，进而提高传动机构的负载能力且延长使用寿命。进一步地，行星齿轮箱3的输出轴通过同步传动装置与副轴4连接，使得行星齿轮箱3的输出轴的转速准确传递至副轴4，同时，电机1后面的第二编码器7和副轴4上的第一编码器6间形成一个闭环控制，电机1正反向旋转时，可以读出副轴4上的第一编码器6有读数之前的电机1上的第二编码器7的读数，即为空回精度，从而在控制中作出补偿，进而提高微型舵机的回转精度，使其工作时可以实现准确定位。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种微型舵机传动机构，其特征在于，包括电机、正齿轮箱、行星齿轮箱、同步传动装置和副轴，所述电机的输出轴与所述正齿轮箱的输入部件连接，所述正齿轮箱的输出部件与所述行星齿轮箱的输入部件连接，所述行星齿轮箱的输出轴通过同步传动装置与所述副轴的一端连接，所述副轴的另一端设置有第一编码器，所述电机的尾轴安装有第二编码器。
2.根据权利要求1所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述正齿轮箱的输入部件为正齿轮箱起步齿轮，所述正齿轮箱的输出部件为正齿轮箱输出轴，所述行星齿轮箱的输入部件为太阳齿轮，所述正齿轮箱输出轴通过齿形联轴器与所述太阳齿轮连接。
3.根据权利要求1所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述电机和所述行星齿轮箱设置于所述正齿轮箱的同一侧。
4.根据权利要求3所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述副轴设置于所述电机与所述行星齿轮箱中间，所述副轴穿过所述正齿轮箱上且由所述正齿轮箱的一侧伸出，所述副轴伸出所述正齿轮箱的一端安装有所述第一编码器。
5.根据权利要求4所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述副轴外套设有轴承，所述轴承通过轴承座安装于所述正齿轮箱上。
6.根据权利要求1所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述同步传动装置为零背隙齿轮副。
7.根据权利要求1所述的微型舵机传动机构，其特征在于，所述同步传动装置包括同步带和两个同步带轮，两个所述同步带轮分别安装于所述行星齿轮箱的输出轴上和所述副轴上，两个所述同步带轮通过所述同步带连接。
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