CN113524232B - 舵机及机器人 - Google Patents

Abstract

本申请属于舵机结构技术领域，尤其涉及一种舵机及机器人。该舵机中，输出轴转动安装于壳体上，将连接件连接于电位器的可转动件与输出轴之间，以补偿输出轴与电位器在制造与装配过程中的径向偏差、轴向偏差及轴线倾斜的角偏差。在工作时，来自输出轴的振动与冲击经过连接件，再传递至电位器，对电位器的冲击作用降低，避免舵机在做寿命测试时振动过大而导致电位器脱离控制电路板，提升舵机的量产性及使用寿命。具有该舵机的机器人，其舵机也能补偿输出轴与电位器在制造与装配过程中的位置偏差，避免舵机在做寿命测试时振动过大而导致电位器脱离控制电路板。

Description

舵机及机器人

技术领域

本申请属于舵机结构技术领域，尤其涉及一种舵机及机器人。

背景技术

在传统的舵机中，输出轴转动安装在壳体上，控制电路板上连接有电位器，电位器包括具有连接孔的可转动件。设计上输出轴与可转动件是同轴线的，输出轴旋转时直接与可转动件连接来检测位置，但输出轴运行一段时间后电位器易从控制电路板上脱落而无法正常工作。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种舵机及机器人，以解决现有舵机的输出轴在运行时容易使电位器从控制电路板上脱落的技术问题。

本申请实施例提供一种舵机，包括：

壳体；

输出轴，转动安装于所述壳体上；

控制电路板，安装于所述壳体上；

电位器，与所述控制电路板电性连接，其包括基座及转动安装于所述基座上的可转动件，所述输出轴与所述可转动件同轴线设置；以及

连接件，连接于所述可转动件与所述输出轴的靠近所述电位器的一端之间，用于补偿所述输出轴与所述可转动件之间的位置偏差。

可选地，所述可转动件具有连接孔，所述输出轴与所述连接孔同轴线设置；所述连接件包括连接柱，所述连接柱固定于所述连接孔处。

可选地，所述连接柱与所述连接孔之间过盈配合；或者，所述连接孔与所述连接柱之间型面联接。

可选地，所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽；所述连接件包括支座以及连接于所述支座的其中一表面的连接块，所述连接柱连接于所述支座的另外一表面，所述连接块能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内。

可选地，所述连接块的相对两侧面为鼓形面，两个所述鼓形面一一对应地抵设于所述直凹槽的两个相对内壁上。

可选地，所述连接块的相对两侧面为平面，两个所述平面一一对应地抵设于所述直凹槽的两个相对内壁上。

可选地，所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有与所述直凹槽连通的定位槽，所述支座的面向所述输出轴的表面上设有定位筋，所述定位筋伸入所述定位槽内以使所述连接件限位在所述输出轴上。

可选地，所述连接件包括连接体及滑块，所述连接柱于所述连接体的一侧延伸形成；所述滑块沿所述可转动件的径向滑动安装于所述连接体，所述滑块沿所述输出轴的径向滑动安装于所述输出轴的一端，所述滑块相对于所述连接体的滑动方向与所述滑块相对于所述输出轴的滑动方向之间呈预定角度。

可选地，所述滑块的一侧具有第一滑动部，所述滑块的另一侧具有第二滑动部，所述第一滑动部的延伸方向与所述第二滑动部的延伸方向之间呈预定角度；所述连接体的背离所述连接柱的一侧开设有直滑槽，所述第一滑动部能够沿所述直滑槽的延伸方向滑动安装于所述直滑槽内；所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽，所述第二滑动部能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内。

可选地，所述连接体的背离所述连接柱的一侧开设有直滑槽，所述连接体于所述直滑槽的两侧形成有两个间隔设置的第一限位臂；所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽，所述输出轴于所述直凹槽的两侧形成有两个间隔设置的第二限位臂；所述滑块位于两个所述第一限位臂之间并位于两个所述第二限位臂之间，两个所述第一限位臂与所述滑块能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内，两个所述第二限位臂与所述滑块能够沿所述直滑槽的延伸方向滑动安装于所述直滑槽内。

本申请实施例提供一种机器人，包括上述的舵机。

本申请实施例提供的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：该舵机中，输出轴转动安装于壳体上，将连接件连接于电位器的可转动件与输出轴之间，以补偿输出轴与电位器在制造与装配过程中的径向偏差、轴向偏差及轴线倾斜的角偏差。在工作时，来自输出轴的振动与冲击经过连接件，再传递至电位器，对电位器的冲击作用降低，避免舵机在做寿命测试时振动过大而导致电位器脱离控制电路板，提升舵机的量产性及使用寿命。具有该舵机的机器人，其舵机也能补偿输出轴与电位器在制造与装配过程中的位置偏差，避免舵机在做寿命测试时振动过大而导致电位器脱离控制电路板。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的舵机的立体装配图；

图2为图1的舵机的剖视图；

图3为图1的舵机的立体分解图；

图4为图3的舵机的另一角度立体分解图，壳体未示；

图5为本申请另一实施例提供的舵机的剖视图；

图6为图5的舵机的立体分解图，壳体未示；

图7为图6的舵机的另一角度立体分解图；

图8为本申请另一实施例提供的舵机的剖视图；

图9为图8的舵机的立体分解图，壳体未示；

图10为图9的舵机的另一角度立体分解图；

图11为本申请另一实施例提供的舵机的剖视图；

图12为图11的舵机的立体分解图，壳体未示。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

传统的舵机中，输出轴在运行时容易使电位器从控制电路板上脱落，其原因是输出轴与电位器在制造与装配过程中存在径向偏差、轴向偏差与轴线倾斜的角偏差。同时，舵机在启动、换向时输出轴振动、冲击大，而电位器与输出轴之间是刚性连接，振动、冲击直接传递到电位器的可转动件上，时间长了将会引发电位器引脚脱落。

请参阅图1至图4，本申请实施例提供一种舵机，包括壳体10、输出轴20、控制电路板30、电位器40与连接件50。输出轴20转动安装于壳体10上。控制电路板30安装于壳体10上。电位器40与控制电路板30电性连接，电位器40通过引脚411连接至控制电路板30上。电位器40包括基座41及转动安装于基座41上的可转动件42，输出轴20与可转动件42同轴线设置。连接件50连接于可转动件42与输出轴20的靠近电位器40的一端之间，用于补偿输出轴20与可转动件42之间的位置偏差。

本申请提供的舵机，与现有技术相比，该舵机中，输出轴20转动安装于壳体10上，将连接件50连接于电位器40的可转动件42与输出轴20之间，以补偿输出轴20与电位器40在制造与装配过程中的径向偏差、轴向偏差及轴线倾斜的角偏差，实现可转动件42与输出轴20的挠性连接。在工作时，来自输出轴20的振动与冲击经过连接件50，再传递至电位器40，对电位器40的冲击作用降低，避免舵机在做寿命测试时振动过大而导致电位器40脱离控制电路板30，提升舵机的量产性及使用寿命。

需要说明的是，电位器40属于现有技术，电位器40通常包括电阻体和可移动的电刷。电位器40两端接入输入的电源正负极，电刷能够转动，引起电刷和电源负极端间的电压随转轴转动而变化，从而反映出转角。可以理解的，电刷连接于上述可转动件42，可转动件42与电刷同步转动。图2、图5、图8、图11所示电位器40中的基座41与可转动件42并不是一体结构而是两个独立结构，可转动件42转动安装于基座41上。

请参阅图2、图4，在本申请另一实施例中，可转动件42具有连接孔421，输出轴20与连接孔421同轴线设置，设计上输出轴20与连接孔421同轴设置，输出轴20与电位器40在制造与装配过程中存在径向偏差、轴向偏差及角偏差。连接件50包括连接柱51，连接柱51固定于连接孔421处。采用这个方案，便于将连接件50连接到可转动件42上。在可转动件42上设置连接孔421，连接件50设置为具有连接柱51的结构，这样容易制作与装配。

请参阅图2至图4，在本申请另一实施例中，连接柱51与连接孔421之间过盈配合。采用这个方案，能够将连接件50可靠地连接到可转动件42上，并且在工作时输出轴20的输出位移能经过连接件50有效地传递至可转动件42上，以使电位器40正常工作。

请参阅图2至图4，在本申请另一实施例中，连接孔421与连接柱51之间型面联接。采用这个方案，能够将连接件50可靠地连接到可转动件42上，并且在工作时输出轴20的输出位移能经过连接件50有效地传递至可转动件42上，以使电位器40正常工作。具体的，连接孔421的横截面与连接柱51的横截面相适配，比如都呈D字型，这样连接柱51插设于连接孔421，即可完成连接件50与可转动件42的连接。

请参阅图2至图4，在本申请另一实施例中，输出轴20的靠近电位器40的一端面开设有直凹槽21；连接件50包括支座52以及连接于支座52的其中一表面的连接块53，连接柱51连接于支座52的另外一表面，连接块53能够沿直凹槽21的延伸方向滑动安装于直凹槽21内。在将连接件50装配到电位器40的可转动件42时，将连接柱51插入连接孔421，直到支座52抵设于电位器40的表面。将连接件50设置为具有连接块53的结构，并将连接块53滑动安装在输出轴20的直凹槽21内，这样能补偿电位器40连接孔421与输出轴20的不对中，有利于在工作中输出轴20的位移经过连接件50传递至电位器40的可转动件42，带动可转动件42正常转动，将来自输出轴20的振动与冲击经过连接件50再传递至电位器40，对电位器40的冲击作用降低，降低电位器40脱离控制电路板30的可能性。

请参阅图2至图4，在本申请另一实施例中，连接块53的相对两侧面为鼓形面531，鼓形面531的宽度是从中间面到上下两侧逐渐减小的，两个鼓形面531一一对应地抵设于直凹槽21的两个相对内壁上，连接块53小过盈连接在输出轴20的直凹槽21内。由于连接块53的鼓形面531是弧形的，因此连接块53与直凹槽21之间的连接是活节的，并且是挠性的，这样就可以适应生产中电位器40可转动件42的连接孔421与输出轴20轴线间产生的偏角。也可补偿电位器40连接孔421与输出轴20因轴线不重合引起的角误差、轴向和径向安装误差。

请参阅图5至图7，在本申请另一实施例中，连接块53的相对两侧面为平面532，两个平面532一一对应地抵设于直凹槽21的两个相对内壁上，连接块53小过盈连接在输出轴20的直凹槽21内。将连接块53的相对两侧设置为平面532，容易加工。将连接块53设置为具有两个相对平面532的结构，并将连接块53滑动安装在输出轴20的直凹槽21内，这样能补偿电位器40连接孔421与输出轴20的不对中，不对中就是两者轴线不共线或两者轴线的相对偏差较大。通过具有两个相对平面532的连接块53与直凹槽21的配合，使得电位器40与输出轴20两者轴线的偏差尽可能变小。

请参阅图5至图7，在本申请另一实施例中，输出轴20的靠近电位器40的一端面开设有与直凹槽21连通的定位槽22，支座52的面向输出轴20的表面上设有定位筋521，定位筋521伸入定位槽22内以使连接件50限位在输出轴20上。定位筋521的宽度小于定位槽22的宽度，定位筋521的高度小于连接块53的高度，将连接件50装配到输出轴20端部的过程中，将定位筋521对齐定位槽22并推入，就能将连接块53对齐输出轴20的直凹槽21内，再将连接块53推入直凹槽21内，这样便于将连接件50安装到输出轴20上。

请参阅图1至图7，在本申请另一实施例中，连接件50为塑料件。塑料件容易成型，而且在舵机工作中，塑料件具有一定的弹性以弯曲变形，这样起到一定减振效果，降低来自输出轴20并传递至电位器40的振动作用，提高电位器40与控制电路板30连接的可靠性。

请参阅图8至图12，在本申请另一实施例中，连接件50包括连接体54及滑块55，连接柱51于连接体54的一侧延伸形成；滑块55沿可转动件42的的径向滑动安装于连接体54，滑块55沿输出轴20的径向滑动安装于输出轴20的一端，滑块55相对于连接体54的滑动方向与滑块55相对于输出轴20的滑动方向之间呈预定角度。在工作时，输出轴20带动滑块55转动，滑块55又带动连接体54转动，连接体54再带动电位器40的可转动件42转动。在受力情况下连接件50与输出轴20之间能做相对滑动，连接件50与电位器40之间也能做相对滑动，这样就可纠正输出轴20与电位器40少量的径向偏差、轴向偏差和角偏差，进而降低输出轴20在运行时容易使电位器40从控制电路板30上脱落的可能性。进一步的，滑块55相对于连接体54的滑动方向与滑块55相对于输出轴20的滑动方向之间的预定角度可设置为80°、90°或95°等等，按需设置。

请参阅图8至图10，在本申请另一实施例中，连接件50包括连接体54及滑块55，连接柱51于连接体54的一侧延伸形成；滑块55的一侧具有第一滑动部551，滑块55的另一侧具有第二滑动部552，第一滑动部551的延伸方向与第二滑动部552的延伸方向之间呈预定角度；连接体54的背离连接柱51的一侧开设有直滑槽541，第一滑动部551与直滑槽541之间具有微小间隙，第一滑动部551能够沿直滑槽541的延伸方向滑动安装于直滑槽541内；第二滑动部552与直凹槽21之间具有微小间隙，输出轴20的靠近电位器40的一端面开设有直凹槽21，第二滑动部552能够沿直凹槽21的延伸方向滑动安装于直凹槽21内。在工作时，输出轴20带动滑块55转动，滑块55又带动连接体54转动，连接体54再带动电位器40的可转动件42转动。在受力情况下连接件50与输出轴20之间能做相对滑动，连接件50与电位器40之间也能做相对滑动，这样就可纠正输出轴20与电位器40少量的径向偏差、轴向偏差和角偏差。优选地，第一滑动部551与第二滑动部552呈十字分布，也就是两者的延伸方向之间的夹角为90°，这样结构的滑块55容易加工，而且能更好地纠正输出轴20与电位器40少量的径向偏差、轴向偏差和角偏差。

请参阅图11、图12，在本申请另一实施例中，连接件50包括连接体54及滑块55，连接柱51于连接体54的一侧延伸形成；连接体54的背离连接柱51的一侧开设有直滑槽541，连接体54于直滑槽541的两侧形成有两个间隔设置的第一限位臂542；输出轴20的靠近电位器40的一端面开设有直凹槽21，输出轴20于直凹槽21的两侧形成有两个间隔设置的第二限位臂23；滑块55位于两个第一限位臂542之间并位于两个第二限位臂23之间，滑块55与直凹槽21之间具有微小间隙，滑块55与直滑槽541之间具有微小间隙；两个第一限位臂542与滑块55能够沿直凹槽21的延伸方向滑动安装于直凹槽21内，两个第二限位臂23与滑块55能够沿直滑槽541的延伸方向滑动安装于直滑槽541内。在工作时，输出轴20带动滑块55转动，滑块55又带动连接体54转动，连接体54再带动电位器40的可转动件42转动。在受力情况下连接件50与输出轴20之间能做相对滑动，连接件50与电位器40之间也能做相对滑动，这样就可纠正输出轴20与电位器40少量的径向偏差、轴向偏差和角偏差。

请参阅图8至图12，在本申请另一实施例中，滑块55为塑料件。塑料件容易成型，而且在舵机工作中，塑料件具有一定的弹性以弯曲变形，这样起到一定减振效果，降低来自输出轴20并传递至电位器40的振动作用，提高电位器40与控制电路板30连接的可靠性。

请参阅图2至图5、图8、图11，在本申请另一实施例中，输出轴20通过两个轴承60支承在壳体10上。采用轴承60支承输出轴20，这样能降低输出轴20与壳体10过孔内壁之间的摩擦力，便于输出轴20平稳可靠地转动安装在壳体10上。壳体10具有用于安装轴承60的安装位。

请参阅图2至图5、图8、图11，在本申请另一实施例中，壳体10包括具有第一过孔111的第一壳11及有第二过孔121的第二壳12，第一壳11安装于第二壳12，第一过孔111与第二过孔121相对设置，输出轴20的两端分别穿过第一过孔111与第二过孔121，控制电路板30与电位器40均安装于第二壳12的背离第一壳11的一侧。第一壳11与第二壳12扣合形成用于容纳输出轴20等零件的容纳腔，便于输出轴20装配到壳体10上。第一壳11与第二壳12之间可通过紧固件连接，控制电路板30可通过紧固件固定在第二壳12上，连接方便可靠。

请参阅图1至图12，在本申请另一实施例中，提供一种机器人，包括上述的舵机。由于本机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种舵机，其特征在于，包括：

壳体；

输出轴，转动安装于所述壳体上；

控制电路板，安装于所述壳体上；

电位器，与所述控制电路板电性连接，其包括基座及转动安装于所述基座上的可转动件，所述输出轴与所述可转动件同轴线设置；以及

连接件，连接于所述可转动件与所述输出轴的靠近所述电位器的一端之间，所述连接件的一端滑动安装于所述输出轴的一端，用于补偿所述输出轴与所述可转动件之间的位置偏差。

2.如权利要求1所述的舵机，其特征在于，所述可转动件具有连接孔，所述输出轴与所述连接孔同轴线设置；所述连接件包括连接柱，所述连接柱固定于所述连接孔处。

3.如权利要求2所述的舵机，其特征在于，所述连接柱与所述连接孔之间过盈配合；或者，所述连接孔与所述连接柱之间型面联接。

4.如权利要求2所述的舵机，其特征在于，所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽；所述连接件包括支座以及连接于所述支座的其中一表面的连接块，所述连接柱连接于所述支座的另外一表面，所述连接块能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内。

5.如权利要求4所述的舵机，其特征在于，所述连接块的相对两侧面为鼓形面，两个所述鼓形面一一对应地抵设于所述直凹槽的两个相对内壁上。

6.如权利要求4所述的舵机，其特征在于，所述连接块的相对两侧面为平面，两个所述平面一一对应地抵设于所述直凹槽的两个相对内壁上。

7.如权利要求6所述的舵机，其特征在于，所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有与所述直凹槽连通的定位槽，所述支座的面向所述输出轴的表面上设有定位筋，所述定位筋伸入所述定位槽内以使所述连接件限位在所述输出轴上。

8.如权利要求2所述的舵机，其特征在于，所述连接件包括连接体及滑块，所述连接柱于所述连接体的一侧延伸形成；所述滑块沿所述可转动件的径向滑动安装于所述连接体，所述滑块沿所述输出轴的径向滑动安装于所述输出轴的一端，所述滑块相对于所述连接体的滑动方向与所述滑块相对于所述输出轴的滑动方向之间呈预定角度。

9.如权利要求8所述的舵机，其特征在于，所述滑块的一侧具有第一滑动部，所述滑块的另一侧具有第二滑动部，所述第一滑动部的延伸方向与所述第二滑动部的延伸方向之间呈预定角度；所述连接体的背离所述连接柱的一侧开设有直滑槽，所述第一滑动部能够沿所述直滑槽的延伸方向滑动安装于所述直滑槽内；所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽，所述第二滑动部能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内。

10.如权利要求8所述的舵机，其特征在于，所述连接体的背离所述连接柱的一侧开设有直滑槽，所述连接体于所述直滑槽的两侧形成有两个间隔设置的第一限位臂；所述输出轴的靠近所述电位器的一端面开设有直凹槽，所述输出轴于所述直凹槽的两侧形成有两个间隔设置的第二限位臂；所述滑块位于两个所述第一限位臂之间并位于两个所述第二限位臂之间，两个所述第一限位臂与所述滑块能够沿所述直凹槽的延伸方向滑动安装于所述直凹槽内，两个所述第二限位臂与所述滑块能够沿所述直滑槽的延伸方向滑动安装于所述直滑槽内。

11.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的舵机。

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