CN202696371U

CN202696371U - 微小型多圈数字伺服机

Info

Publication number: CN202696371U
Application number: CN 201220374334
Authority: CN
Inventors: 池浚
Original assignee: Nanjing Longtai Aviation Electronic Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Longtai Aviation Electronic Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2022-07-31

Abstract

一种微小型多圈数字伺服机，包括上盖（10）、中盖（20）、下盖（30）、伺服电机（302）和电路板（303），上盖（10）、中盖（20）和下盖（30）通过连接螺钉（304）相连，伺服电机（302）与电路板（303）电气相连，伺服电机（302）和电路板（303）安装在由中盖（20）及下盖（30）组成的空间中，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，其特征是所述的齿轮减速装置（1）的三级双联减速齿轮（104）与安装在中盖（20）中的驱动轴（109）的上端相连，驱动轴（109）的下端与安装在电路板（303）上的反馈电阻R1或反馈电阻R2相接触。

Description

微小型多圈数字伺服机

技术领域

本实用新型涉及一种伺服机，尤其是一种收轮时使用的多圈伺服机，具体地说是一种微小型多圈数字伺服机。

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。

传统伺服机的输出轴只能转动有限的角度，帆船用的收轮伺服机也只能转动有限的圈数。这些伺服机已被广泛应用，深入人心。看上去，这些伺服机已经能够满足绝大部分的应用需要。然而，随着无人机航拍应用的升温，对航拍云台用伺服机又提出了更新的要求，有限的转动角度和圈数，已经难以满足人们对航拍云台控制的需要。

假设你需要拍摄一组像这样的镜头：镜头由远处飞近主题，并飞过主题的正上方，再飞远，整个过程中，镜头始终对准拍摄主题。拍摄主题可以是一棵树，或一个人，或一台车，总之就是一个有特定意义的存在。这就需要俯仰轴具有达到接近180度的运动范围。假设，减速比仍为10：1，那么伺服机的输出轴需要转动多少度呢，是的，是1800度，也就是要至少转动5圈。普通舵机显然无能为力！

另一个例子是高空拍摄连续的旋转画面或连续的滚转画面，传统伺服机捉襟见肘的转动角度更是无能为力。

目前已有的收轮伺服机最大可旋转6圈。可是，收轮伺服机有几个特性无法彻底满足上述应用需要：1. 收轮伺服机的转动圈数仍然是有限制的，如果你需要进行连续的不限圈数的旋转，这种控制通常被用于“旋转轴”，那么收轮伺服机就不能胜任了；2. 收轮伺服机的转动速度，是由操纵摇杆的打杆速度控制的，这会造成转动速度不均匀的情况。比如要从0度转到1800度，整个运转的速度，是由最低杆位打到最高杆位时，操控者的均匀推杆来控制的，因此很难保证打杆时可以速度均匀。

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多圈转动应用的问题，设计一种结构紧凑、转动灵敏度高、转动扭力大，能够更有效的完成多圈转向任务，适用于收轮机使用的微小型多圈数字伺服机。

本实用新型的技术方案是：

一种微小型多圈数字伺服机，包括上盖10、中盖20、下盖、伺服电机302和电路板303，上盖10、中盖20和下盖通过连接螺钉304相连，伺服电机302与电路板303电气相连，伺服电机302和电路板303安装在由中盖20及下盖组成的空间中，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，其特征是所述的齿轮减速装置1的三级双联减速齿轮104与安装在中盖20中的驱动轴109的上端相连，驱动轴109的下端与安装在电路板303上的反馈电阻R1或反馈电阻R2相接触。

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。

所述的伺服电机302上设有定位在下盖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。

本实用新型通过取消传统的电位器，用两个电阻分压来取得理想的电压值，这样结构上就不受电位器的限制可以无限旋转，要想让伺服机停下来也是十分容易的，只要让输入信号值再变化到使伺服机停止的点就可以了。

本实用新型的多圈伺服机不是用多圈电位器实现的伺服机，那样的伺服机圈数虽然也很多，但是总是有个限度的。而本实用新型的伺服机是无限圈数的伺服机，在旋转结构上并不受电位器的限制。

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。

一种微小型多圈数字伺服机，包括上盖10、中盖20、下盖、伺服电机302、电路板303，上盖10、中盖20和下盖通过连接螺钉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及下盖组成的空间中，其中伺服电机302和电位器301通过连接螺钉或卡接结构定位在中盖20上，在伺服电机302上还设有便于在下盖中定位的扣爪，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，所述的齿轮减速装置1的三级双联减速齿轮104与安装在中盖20中的驱动轴109的上端相连，驱动轴109的下端与安装在电路板303上的反馈电阻R1或反馈电阻R2相接触。

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，中盖呈矩形箱体状，上盖10和下盖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和下盖的空间内组装伺服电机302和电路板303。

本实用新型的工作原理是：

伺服机的工作原理：控制电路板接收来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动齿轮组，减速后至输出轴，输出轴和电位器相连接，输出轴带动舵盘转动的同时，带动反馈电位器，电位器将输出电压信号到控制电路板，控制电路板根据反馈电压信号及输入控制信号的差值决定电机的转动方向和速度，达到目标停止。

由上可知，伺服机的工作状态是决定于反馈电压信号及输入控制信号的差值的，那么让电位器的电压恒定在某一个值，而输入信号不停变化，这样伺服机就只能在反馈电压及输入信号差值最小的点上停止，输入信号的值发生变化后伺服机就开始旋转，且输入信号与反馈电压的差值越大伺服机的运行速度就会越快。因为不需要电压变化，所以可以去掉电位器，用两个电阻分压来取得理想的电压值，这样结构上就不受电位器的限制可以无限旋转，要想让伺服机停下来也是十分容易的，只要让输入信号值再变化到使伺服机停止的点就可以了。

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

1.一种微小型多圈数字伺服机，包括上盖（10）、中盖（20）、下盖（30）、伺服电机（302）和电路板（303），上盖（10）、中盖（20）和下盖（30）通过连接螺钉（304）相连，伺服电机（302）与电路板（303）电气相连，伺服电机（302）和电路板（303）安装在由中盖（20）及下盖（30）组成的空间中，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，其特征是所述的齿轮减速装置（1）的三级双联减速齿轮（104）与安装在中盖（20）中的驱动轴（109）的上端相连，驱动轴（109）的下端与安装在电路板（303）上的反馈电阻R1或反馈电阻R2相接触。

2.根据权利要求1所述的微小型多圈数字伺服机，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。

3.根据权利要求1所述的微小型多圈数字伺服机，其特征是所述的伺服电机（302）上设有定位在下盖的内腔中的定位扣爪。