CN113154958B - 用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请揭示了一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置及方法，该装置包括调零工装和调零销，调零工装上设计有圆柱面槽体、圆弧面和圆环形槽孔，圆柱面槽体的槽体内壁外包于舵机圆柱安装面安装，圆弧面贴合舵机圆弧安装面安装；在调零工装和谐波减速器舵机对接安装时，圆环形槽孔与舵机输出轴上的舵轴销孔相对，调零销穿过圆环形槽孔和舵轴销孔，以对舵机输出轴进行零位标定。本申请通过设置与谐波减速器舵机形状相匹配的机械零位标定装置，在对舵机输出轴进行零位标定时，结构简单，调零时间短，操作便捷。

Description

用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置及方法

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，涉及一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置及方法。

背景技术

谐波减速器电动舵机具有体积小，减速比大等优点。弹上使用时，常用于可用空间小，扭矩要求大的工况。

电动舵机在其有效行程范围内，具有连续转动的特点。按照设计要求，在舵机装配完成后，需要找到舵机的机械零位位置，然后将传感器的零位位置调整到与之重合。因空间限制，弹上舵机常被设计为异形结构，以减轻重量，且保证舵机安装的强度。在进行机械零位标定时，最终要的是找到舵机输出轴的零位位置，已有的调零装置无法适配异形舵机结构。对于采用外部测量装置的零位标定方法，需要较多的仪器设备和人力物力，调零时间长，操作较为复杂。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本申请提供了一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置及方法。

第一方面，本申请提供了一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，所述谐波减速器舵机包括电机、角度传感器、谐波减速器、舵机定位销、舵机输出轴、舵机圆柱安装面和舵机圆弧安装面，所述舵机输出轴上有舵轴销孔，所述机械零位标定装置对所述舵机输出轴进行零位标定，所述机械零位标定装置包括调零工装和调零销，所述调零工装上设计有圆柱面槽体、圆弧面和圆环形槽孔，所述圆柱面槽体的槽体内壁外包于所述舵机圆柱安装面安装，所述圆弧面贴合所述舵机圆弧安装面安装；

在所述调零工装和所述谐波减速器舵机对接安装时，所述圆环形槽孔与所述舵机输出轴上的舵轴销孔相对，所述调零销穿过所述圆环形槽孔和所述舵轴销孔，以对所述舵机输出轴进行零位标定。

可选的，所述调零工装上还设计有调零销孔，所述调零销孔设置于所述圆弧面上，在所述调零工装和所述谐波减速器舵机对接安装时，所述调零销孔与所述舵机定位销对接。

可选的，所述圆弧面形成于所述调零工装本体的对接安装面上，所述调零工装位于所述圆弧面后面的安装本体上设计有所述圆环形槽孔。

可选的，所述圆弧面的中间镂空设计形成所述圆柱面槽体。

可选的，所述机械零位标定装置还包括安装螺钉，所述圆弧面的四个角上分别设置有螺纹孔，所述安装螺钉与所述螺纹孔配合，将所述调零工装与所述谐波减速器舵机紧固。

可选的，所述圆环形槽孔的宽度与所述舵机输出轴的舵轴销孔直径相同。

可选的，所述调零工装的圆柱面槽体与所述舵机圆柱安装面的直径相同，所述调零工装的圆弧面的半径与所述舵机圆弧安装面的半径相同。

可选的，在将所述调零工装安装至所述谐波减速器舵机上后，所述谐波减速器舵机的机械零位与所述调零工装的圆环形槽孔方向相同。

第二方面，本申请提供了一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定方法，采用如第一方面以及第一方面各种可选方式中提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，所述方法包括：

将所述调零工装和所述谐波减速器舵机安装完成后，转动电机轴以带动所述舵机输出轴转动，将所述调零销插入所述调零工装的环形槽孔中；

当所述调零销同时穿入所述环形槽孔和所述舵轴销孔时，确定所述谐波减速器舵机的舵机输出轴达到机械零位位置。

基于上述技术方案，本申请至少可以实现如下有益效果：

通过设置与谐波减速器舵机形状相匹配的机械零位标定装置，在对舵机输出轴进行零位标定时，结构简单，调零时间短，操作便捷。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是谐波减速器舵机的结构示意图；

图2A是本申请一个实施例中提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置的结构示意图；

图2B是本申请一个实施例中提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置的侧面示意图；

图3A是本申请一个实施例中提供的将机械零位标定装置贴合至谐波减速器舵机时示意图；

图3B是本申请一个实施例中提供的将机械零位标定装置贴合至谐波减速器舵机且预备插入调零销时的示意图；

图3C是本申请一个实施例中调零销穿过环形槽孔和舵轴销孔后的截面示意图；

图3D是本申请一个实施例中调零销穿过环形槽孔和舵轴销孔后的结构示意图；

图4是本申请一个实施例中环形槽孔和调零销尺寸关系的示意图；

图5是本申请一个实施例中提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定方法的流程图。

其中，附图标记：

10、谐波减速器舵机；11、电机；12、角度传感器；13、谐波减速器；14、舵机定位销；15、舵机输出轴；16、舵机圆柱安装面；17、舵机圆弧安装面；18、舵轴销孔；19、一字槽；20、调零工装；21、调零销；22、圆柱面槽体；23、圆弧面；24、圆环形槽孔；25、调零销孔；26、安装螺钉；27、螺纹孔。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是谐波减速器舵机的结构示意图，谐波减速器舵机10可以包括电机11、角度传感器12、谐波减速器13、舵机定位销14、舵机输出轴15、舵机圆柱安装面16和舵机圆弧安装面17，舵机输出轴15上有舵轴销孔18，机械零位标定装置对舵机输出轴15进行零位标定。

舵机输出轴15上的舵轴销孔18可以用于安装和定位舵面。

舵机定位销14位于舵机圆弧安装面17上，舵机圆柱安装面16套设于舵机输出轴15上且避开输出轴销孔。

角度传感器12位于舵机输出轴15上，以确定舵机输出轴15的旋转角度。电机11的输出端用于驱动舵机输出轴15转动。

如图2A所示，其是本申请一个实施例中提供的用于谐波减速器舵机10的机械零位标定装置的结构示意图，机械零位标定装置可以包括调零工装20和调零销21，调零工装20上设计有圆柱面槽体22、圆弧面23和圆环形槽孔24，圆柱面槽体22的槽体内壁外包于舵机圆柱安装面16安装，圆弧面23贴合舵机圆弧安装面17安装。

在调零工装20和谐波减速器舵机10对接安装时，圆环形槽孔24与舵机输出轴15上的舵轴销孔18相对，调零销21穿过圆环形槽孔24和舵轴销孔18，以对舵机输出轴15进行零位标定。

调零工装20上还设计有调零销孔25，调零销孔25设置于圆弧面23上，在调零工装20和谐波减速器舵机10对接安装时，调零销孔25与舵机定位销14对接。

圆弧面23形成于调零工装20本体的对接安装面上，调零工装20位于圆弧面23后面的安装本体上设计有圆环形槽孔24，圆环形槽孔24通常为椭圆形，如图2B所示。圆弧面23的中间镂空设计形成圆柱面槽体22。

机械零位标定装置还可以包括安装螺钉26，圆弧面23的四个角上分别设置有螺纹孔27，安装螺钉26与螺纹孔27配合，将调零工装20与谐波减速器舵机10紧固。

调零工装20的圆柱面槽体22与舵机圆柱安装面16的直径相同，调零工装20的圆弧面23的半径与舵机圆弧安装面17的半径相同。在将机械零位标定装置安装至谐波减速器舵机10后，调零工装20的圆弧面23、调零工装20的圆柱面槽体22同心，同时舵机定位销14插入销孔中，保证舵机机械零位与调零工装20的圆环形孔方向相同。

在将调零工装20安装至谐波减速器舵机10上后，谐波减速器舵机10的机械零位与调零工装20的圆环形槽孔24方向相同。

调零工装20安装至谐波减速器舵机10上后，调零工装20的圆弧面23与舵机圆弧安装面17贴合，如图3A所示；将调零工装20和舵机贴合后，通过外力转动电机11的电机11轴(该电机11轴后端预留一字槽19，见图3B)带动舵轴转动，此时将调零销21插入调零工装20的环形槽孔中，如图3C和图3D所示。当销钉能够同时穿入环形槽孔和舵轴销孔18时，即认为舵机达到其机械零位位置。

可选的，圆环形槽孔24的宽度与舵机输出轴15的舵轴销孔18直径相同。

在设计调零工装20圆环孔时，为保证工装便于拆装和使用，通常将该孔与调零销21设计为小间隙配合。设该孔的宽度为d1，销钉的直径为d2，圆环孔的长度为l，如图4所示，则该调零装置能够保证舵机的机械零位相对与理论零位的最大偏差可近似为：

举例：本发明实物的l为35，d1的最大值为4.52，d2的最小值为4.48，根据公式(1)，可以得出调零装置的最大误差角度约为0.072°。

这样，可以通过加长调零工装20圆环孔的长度l，提升舵机机械零位定位精度。

综上所述，本申请提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，通过设置与谐波减速器舵机形状相匹配的机械零位标定装置，在对舵机输出轴进行零位标定时，结构简单，调零时间短，操作便捷。

本申请还提供一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定方法，该方法采用如图1至图4所示的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，该方法可以包括如下步骤：

S1、将调零工装和谐波减速器舵机安装完成后，转动电机轴以带动舵机输出轴转动，将调零销插入调零工装的环形槽孔中；

S2、当调零销同时穿入环形槽孔和舵轴销孔时，确定谐波减速器舵机的舵机输出轴达到机械零位位置。

综上所述，本申请提供的用于谐波减速器舵机的机械零位标定方法，通过设置的与谐波减速器舵机形状相匹配的机械零位标定装置，在对舵机输出轴进行零位标定时，结构简单，调零时间短，操作便捷。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，所述谐波减速器舵机包括电机、角度传感器、谐波减速器、舵机定位销、舵机输出轴、舵机圆柱安装面和舵机圆弧安装面，所述舵机输出轴的径向上有舵轴销孔，所述机械零位标定装置对所述舵机输出轴进行零位标定，其特征在于，所述机械零位标定装置包括调零工装和调零销，所述调零工装上设计有圆柱面槽体、圆弧面和圆环形槽孔，所述圆柱面槽体为阶梯槽，阶梯槽的第一槽体内壁外包于所述舵机圆柱安装面安装，阶梯槽的第二槽体内壁外包于所述舵机输出轴，所述圆弧面贴合所述舵机圆弧安装面安装；所述调零工装上还设计有调零销孔，所述调零销孔设置于所述圆弧面上，在所述调零工装和所述谐波减速器舵机对接安装时，所述调零销孔与所述舵机定位销对接；所述圆弧面形成于所述调零工装本体的对接安装面上，所述调零工装位于所述圆弧面后面的安装本体上设计有所述圆环形槽孔；在将所述调零工装安装至所述谐波减速器舵机上后，所述谐波减速器舵机的机械零位与所述调零工装的圆环形槽孔方向相同；

在所述调零工装和所述谐波减速器舵机对接安装时，所述圆环形槽孔与所述舵机输出轴上的舵轴销孔相对，所述调零销穿过所述圆环形槽孔和所述舵轴销孔，以对所述舵机输出轴进行零位标定。

2.根据权利要求1所述的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，其特征在于，所述圆弧面的中间镂空设计形成所述圆柱面槽体。

3.根据权利要求1所述的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，其特征在于，所述机械零位标定装置还包括安装螺钉，所述圆弧面的四个角上分别设置有螺纹孔，所述安装螺钉与所述螺纹孔配合，将所述调零工装与所述谐波减速器舵机紧固。

4.根据权利要求1所述的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，其特征在于，所述圆环形槽孔的宽度与所述舵机输出轴的舵轴销孔直径相同。

5.根据权利要求1所述的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，其特征在于，所述调零工装的圆柱面槽体与所述舵机圆柱安装面的直径相同，所述调零工装的圆弧面的半径与所述舵机圆弧安装面的半径相同。

6.一种用于谐波减速器舵机的机械零位标定方法，其特征在于，采用如权利要求1-5中任一所述的用于谐波减速器舵机的机械零位标定装置，所述方法包括：

将所述调零工装和所述谐波减速器舵机安装完成后，转动电机轴以带动所述舵机输出轴转动，将所述调零销插入所述调零工装的圆环形槽孔中；

当所述调零销同时穿入所述圆环形槽孔和所述舵轴销孔时，确定所述谐波减速器舵机的舵机输出轴达到机械零位位置。