CN201261186Y - 微小型机器人数字伺服机 - Google Patents

Abstract

一种微小型机器人数字伺服机，包括上盖(10)、中盖(20)、下盖(30)、伺服电机(302)、电路板(303)以及电位器(301)，上盖(10)、中盖(20)和下盖(30)相连，伺服电机(302)及电位器(301)与电路板(303)电气相连，其特征是所述的上盖(10)和中盖(20)组成的空间中安装有齿轮减速装置(1)，该齿轮减速装置(1)的输入齿轮与安装在伺服电机(302)输出轴上的电机齿轮(101)相啮合，齿轮减速装置(1)的输出齿轮安装在与电位器(301)相连的驱动轴(109)上并伸出上盖(10)；在上盖(10)的上表面上设有输出用圆柱体(100)，下盖(30)的下表面上设有输出用圆柱体(300，305)。本实用新型通过多组双联变速齿轮的交错、集中布置，使得整机结构紧凑、转动灵敏，为机器人提供了体积小、扭矩大的伺服机。

Description

微小型机器人数字伺服机

技术领域

本实用新型涉及一种伺服机，尤其是机器人用的小型伺服机，具体地说是一种微小型机器人数字伺服机。

背景技术

众所周知，伺服机是一种位置伺服的驱动器。他接收一定的控制信号，然后输出精确的控制位移角度，适用于那些需要角度，方向不断变化并能够保持的控制系统。伺服机作为运动方向的控制部件，最早出现在航空模型领域。伺服机是用来控制舵面的伺服电机。伺服机本质上是可定位的电机，当接受到一个位置指令，就会运动并定位于该指定位置。

机器人的组成部分与人类极为类似。一个典型的机器人有一套可移动的身体结构、一部类似于电机马达的装置、一套传感系统、一个电源和一个用来控制所有这些要素的计算机“大脑”。从本质上讲，机器人是由人类制造的“动物”，它们是模仿人类和动物行为的机器。机器人需要执行人类发出的信号指令，就需要多个伺服机共同协作。而目前的伺服机由于体积较大，在扭力和体积、灵敏度等方便很难取得协调一致的效果，难以满足实际应用需求。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的伺服机不能满足小型机器人使用要求的问题，设计一种结构紧凑、转动灵敏度高、转动扭力大，能够更有效的完成转向任务，适用于机器人使用的微小型机器人数字伺服机。

本实用新型的技术方案是：

一种微小型机器人数字伺服机，包括上盖10、中盖20、下盖30、伺服电机302、电路板303以及电位器301，上盖10、中盖20和下盖30通过连接螺钉304相连，伺服电机302及电位器301与电路板303电气相连，伺服电机302、电路板303以及电位器301安装在由中盖20及下盖30组成的空间中，其中伺服电机302和电位器301定位在中盖20上，其特征是所述的上盖10和中盖20组成的空间中安装有齿轮减速装置1，该齿轮减速装置1的输入齿轮与安装在伺服电机302输出轴上的电机齿轮101相啮合，齿轮减速装置1的输出齿轮安装在与电位器301相连的驱动轴109上并伸出上盖10；在上盖10的上表面上设有输出用圆柱体100，下盖30的下表面上设有输出用圆柱体300，305。

所述的输出用圆柱体305的轴心线与驱动轴109的轴心线同轴线分布。

所述的齿轮减速装置1由作为输入齿轮的一级双联减速齿轮102、二级双联减速齿轮103，三级双联减速齿轮104，四级双联减速齿轮105和作为齿轮减速装置1输出齿轮的末级驱动齿轮106，其中一级双联减速齿轮102套装在一级齿轮轴107上，四级双联减速齿轮105和二级双联减速齿轮103上下间隔套装在二级齿轮轴108上，三级双联减速齿轮104套装在驱动轴109上，末级驱动齿轮106也固定安装在驱动轴109上并位于三级双联减速齿轮104的上部；一级双联减速齿轮102中的大齿轮与电机齿轮101相啮合，一级双联减速齿轮102中的小齿轮与二级双联减速齿轮103中的大齿轮相啮合，二级双联减速齿轮103中的小齿轮与三级双联减速齿轮104中的大齿轮相啮合，三级双联减速齿轮104中的小齿轮与四级双联减速齿轮105中的大齿轮相啮合，四级双联减速齿轮105中的小齿轮与末级驱动齿轮106相啮合。

所述的电位器301和伺服电机302上均设有定位在下盖30的内腔中的定位扣爪。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过多组双联变速齿轮的交错、集中布置，使得整机结构紧凑、转动灵敏，为机器人提供了体积小、扭矩大的伺服机。

附图说明

图1是本实用新型的立体分解结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示。

一种微小型机器人数字伺服机，包括上盖10、中盖20、下盖30、伺服电机302、电路板303以及电位器301(型号可为R13)，上盖10、中盖20和下盖30通过连接螺钉304相连，伺服电机302及电位器301与电路板303电气相连，伺服电机302、电路板303以及电位器301安装在由中盖20及下盖30组成的空间中，其中伺服电机302和电位器301通过螺钉或卡接结构定位在中盖20上，在伺服电机302和电位器301上还设有便于在下盖30中定位的扣爪，电路板303可采用与现有的伺服机相同的电路板或根据其功能采用现有技术加以设计制造。在上盖10和中盖20组成的空间中安装有齿轮减速装置1，该齿轮减速装置1的输入齿轮与安装在伺服电机302输出轴上的电机齿轮101相啮合，齿轮减速装置1的输出齿轮安装在与电位器301相连的驱动轴109上并伸出上盖10；在上盖10的上表面上设有输出用圆柱体100，下盖30的下表面上设有输出用圆柱体300，305。其中的输出用圆柱体305的轴心线与驱动轴109的轴心线同轴线分布。

具体实施时所述的齿轮减速装置1可由作为输入齿轮的一级双联减速齿轮102、二级双联减速齿轮103，三级双联减速齿轮104，四级双联减速齿轮105和作为齿轮减速装置1输出齿轮的末级驱动齿轮106，其中一级双联减速齿轮102套装在一级齿轮轴107上，四级双联减速齿轮105和二级双联减速齿轮103上下间隔套装在二级齿轮轴108上，三级双联减速齿轮104套装在驱动轴109上，末级驱动齿轮106也固定安装在驱动轴109上并位于三级双联减速齿轮104的上部；一级双联减速齿轮102中的大齿轮与电机齿轮101相啮合，一级双联减速齿轮102中的小齿轮与二级双联减速齿轮103中的大齿轮相啮合，二级双联减速齿轮103中的小齿轮与三级双联减速齿轮104中的大齿轮相啮合，三级双联减速齿轮104中的小齿轮与四级双联减速齿轮105中的大齿轮相啮合，四级双联减速齿轮105中的小齿轮与末级驱动齿轮106相啮合。

如图1所示，本实用新型的伺服机主体自上而下包括上盖10，中盖20，下盖30，中盖呈矩形箱体状，上盖10和下盖30的两相对端略有削尖，其中上盖10的四角处设有安装孔(图中没有标示)，中盖20的四角处设有贯通的安装孔(图中没有标示)，下盖30同样于的四角处设有安装孔，4颗螺丝(图中仅标注了2颗螺丝304)自下而上的贯穿下盖，中盖和下盖，从而将下盖，中盖，上盖组合连接在一起。在上盖10和中盖20的空间内组装减速齿轮装置1。在中盖20和下盖30的空间内组装电位器301、电机302和电路板303。

本实用新型的组装过程如下：

先将电机302的电机轴向上穿过中盖20，然后将电机齿轮101安装在电机轴的上端，电机齿轮101与一级双联减速齿轮102啮合，二级双联减速齿轮103与四级双联减速齿轮105通过一根不锈钢圆柱(二级齿轮轴)连接固定在伺服机中盖20上，四级双联减速齿轮105位于二级减速齿轮103的上方，三级双联减速齿轮104和末级驱动齿轮106通过电位器的金属驱动轴109与电位器固定在一起，末级驱动齿轮106位于三级双联减速齿轮104的上方并伸出上盖10外作为动力输出，通过上述双联及单齿齿轮的互相之间的啮合，使得整个变速组齿轮紧密结合在一起，体积变得很小。

本实用新型的工作原理是：

当外部信号发出讯号给伺服机时，经由电路板303上的IC判断转动方向，再驱动伺服电机302开始转动，透过减速齿轮装置1将动力传至摆臂，同时由电位器301送回讯号，判断是否已经到达定位。电位器301其实就是可变电阻，当伺服电机302转动时电阻值也会随之改变，藉由电位器301电阻值便可知转动的角度。同时为了使伺服机转动时更精确，在输出齿轮上可增加一个轴承，以便更有效的减小伺服机转动时的摩擦阻力，使伺服机转动更灵活精确。

与此同时，还可在电路板中增加单片机，以按照不同的需求对伺服机进行编程，以满足不同机器人在实际应用中的需求。

同时为了满足机器人做出的各种动作，在伺服机的上盖和下盖上还可增加塑料输出用圆柱体100，300和305，其中位于下盖的输出用圆柱体305与末级驱动齿轮106位于同一条直线上，伺服机整体可以围绕这条直线进行圆周运动，因此安装了本实用新型伺服机的机器人能够做出360度内的任何机械运动。

综上所述，本实用新型通过上述实施例和相关说明，已经详细具体的揭露了相关技术，使本领域的从业技术人员可以据以实施。而上述的实施例只是用来说明本实用新型，而不是用来限制本实用新型专利的，本实用新型专利的权利范围应由本实用新型专利的权利要求来界定。至于本文中所述元器件的改变或等效元器件的代替等仍都应属于本实用新型专利的权利范围内。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1、一种微小型机器人数字伺服机，包括上盖(10)、中盖(20)、下盖(30)、伺服电机(302)、电路板(303)以及电位器(301)，上盖(10)、中盖(20)和下盖(30)通过连接螺钉(304)相连，伺服电机(302)及电位器(301)与电路板(303)电气相连，伺服电机(302)、电路板(303)以及电位器(301)安装在由中盖(20)及下盖(30)组成的空间中，其特征是所述的上盖(10)和中盖(20)组成的空间中安装有齿轮减速装置(1)，该齿轮减速装置(1)的输入齿轮与安装在伺服电机(302)输出轴上的电机齿轮(101)相啮合，齿轮减速装置(1)的输出齿轮安装在与电位器(301)相连的驱动轴(109)上并伸出上盖(10)；在上盖(10)的上表面上设有输出用圆柱体(100)，下盖(30)的下表面上设有输出用圆柱体(300，305)。

2、根据权利要求1所述的微小型机器人数字伺服机，其特征是所述的输出用圆柱体(305)的轴心线与驱动轴(109)的轴心线同轴线分布。

3、根据权利要求1所述的微小型机器人数字伺服机，其特征是所述的齿轮减速装置(1)由作为输入齿轮的一级双联减速齿轮(102)、二级双联减速齿轮(103)，三级双联减速齿轮(104)，四级双联减速齿轮(105)和作为齿轮减速装置(1)输出齿轮的末级驱动齿轮(106)，其中一级双联减速齿轮(102)套装在一级齿轮轴(107)上，四级双联减速齿轮(105)和二级双联减速齿轮(103)上下间隔套装在二级齿轮轴(108)上，三级双联减速齿轮(104)套装在驱动轴(109)上，末级驱动齿轮(106)也固定安装在驱动轴(109)上并位于三级双联减速齿轮(104)的上部；一级双联减速齿轮(102)中的大齿轮与电机齿轮(101)相啮合，一级双联减速齿轮(102)中的小齿轮与二级双联减速齿轮(103)中的大齿轮相啮合，二级双联减速齿轮(103)中的小齿轮与三级双联减速齿轮(104)中的大齿轮相啮合，三级双联减速齿轮(104)中的小齿轮与四级双联减速齿轮(105)中的大齿轮相啮合，四级双联减速齿轮(105)中的小齿轮与末级驱动齿轮(106)相啮合。

4、根据权利要求1所述的微小型机器人数字伺服机，其特征是所述的电位器(301)和伺服电机(302)上均设有定位在下盖(30)的内腔中的定位扣爪。