CN206323264U - 无刷舵机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及舵机技术领域，提供了无刷舵机，包括直流无刷电机、减速箱和控制电路板，直流无刷电机的输出轴与减速箱内的减速机构连接，直流无刷电机和控制电路板并排设于减速箱的一侧，控制电路板包括多层间隔设置的PCB板，相邻层PCB板之间通过柔性电路板电性连接。控制电路板包括多层PCB板和连接各相邻层PCB板的柔性电路板，使得控制电路板能够折叠至直流无刷电机的一侧，无需额外占用空间，减少控制电路板的体积，使得无刷舵机也具备有刷舵机的小型化的特点，减少无刷舵机的体积和质量，又保持了控制电路功能的全面性，而且减少了连接器，减少连接器对控制电路的影响，有效利用PCB板。

Description

无刷舵机
技术领域
本实用新型属于舵机领域，具体涉及一种无刷舵机。
背景技术
现有电子舵机主要分为有刷舵机和无刷舵机，差别为有刷舵机使用有刷电机，而无刷舵机使用无刷电机。有刷电机的工作原理为换向器和线圈为转子，磁钢和碳刷为定子，有刷电机虽然技术相当成熟，但是有其无法避免的弊端，如：易磨损，发热量大，热效率不高，经常需要更换碳刷等。无刷电机则与有刷电机的工作原理相反，无刷电机的定子为线圈绕组，转子为永磁钢体，通过线圈绕组内变化电流产生的磁场驱动永磁钢体旋转。无刷电机与有刷电机相比具有使用寿命更长，热效率更高等优点。因此，使用无刷电机是技术革新的成果，也是顺应时势的要求。
由于原理上的区别，有刷舵机控制电路比无刷舵机控制电路简单而且器件相对较少，所以当舵机从有刷电机更换为无刷电机后，控制电路体积会加大；现有解决方案包括：
1)加大舵机体积，使用大的控制电路板；
该方案存在如下缺陷：加大了整个舵机的体积和质量，不利于舵机的小型化。
2)降低无刷舵机控制电路的功能，减少部分器件；
该方案存在如下缺陷：减少了舵机的功能，降低了舵机的性能。
3)拆分控制电路为几块，通过连接器连接；
该方案存在如下缺陷：连接器会加大控制电路的体积，同时连接器增大了质量不稳定的风险。
实用新型内容
本实用新型所要解决的一个技术问题在于提供一种无刷舵机，旨在解决现有技术中舵机从有刷电机更换为无刷电机后引起的舵机体积增加及舵机性能下降的缺陷。
为解决上述技术问题，本实用新型无刷舵机采用的技术方案是：
无刷舵机，包括直流无刷电机、减速箱和控制电路板，所述直流无刷电机的输出轴与所述减速箱内的减速机构连接，所述直流无刷电机和所述控制电路板并排设于所述减速箱的一侧，所述控制电路板包括多层间隔设置的PCB板，相邻层所述PCB板之间通过柔性电路板电性连接。
具体地，所述直流无刷电机和所述减速箱上下排列，所述直流无刷电机和所述控制电路板左右排列，多层所述PCB板上下顺序排列。
具体地，最上层的所述PCB板的一端邻近所述直流无刷电机的顶端，最下层的所述PCB板邻近所述减速箱的顶端。
更具体地，最上层的所述PCB板的一端与所述直流无刷电机的顶部紧贴，其余层的所述PCB板的左端与所述直流无刷电机的侧面形状相适配且各层所述PCB板的左端与所述直流无刷电机之间紧贴。
具体地，最上层的所述PCB板的一端位于所述直流无刷电机的侧部，最下层的所述PCB板邻近所述减速箱的顶端。
更具体地，各层所述PCB板的左端均与所述直流无刷电机的侧面形状相适配且各层所述PCB板的左端与所述直流无刷电机之间紧贴。
具体地，所述柔性电路板位于所述控制电路板的前侧或后侧。
具体地，所述直流无刷电机的左侧和所述控制电路板的右侧均不超出所述减速箱的外周，所述直流无刷电机和所述控制电路板在前后方向均不超出所述减速箱的外周；所述无刷舵机的舵机外壳扣合于所述减速箱上，且所述舵机外壳和所述减速箱之间形成有容纳空间，所述直流无刷电机和所述控制电路板位于所述容纳空间内。
具体地，多层所述PCB板通过铜柱间隔固定，所述铜柱的下端与所述减速箱连接，各所述PCB板的外周设有缺口，所述无刷舵机的舵机外壳上设有与该缺口配合的凸起。
具体地，所述PCB板设为三块并通过两块所述柔性电路板串连，折弯所述柔性电路板直至三块所述PCB板平行而形成所述控制电路板，通过呈三角形分布的三个所述铜柱将三块平行的所述PCB板固定在所述减速箱上。
本实用新型提供的无刷舵机的有益效果在于：
1)控制电路板包括多层PCB板和连接各相邻层PCB板的柔性电路板，使得控制电路板能够折叠至直流无刷电机的一侧，无需额外占用空间，减少控制电路板的体积，减少无刷舵机的体积和质量。
2)控制电路板包括多层PCB板和连接各相邻层PCB板的柔性电路板，使得控制电路板能够折叠以利于缩小体积，但并未减少控制电路，因此，能够保持控制电路功能的全面性。
3)控制电路板包括多层PCB板和连接各相邻层PCB板的柔性电路板，通过柔性电路板连接PCB板即可实现控制电路板的折叠，而无需将控制电路拆分为多块，因此能够减少连接器，减少连接对性能的影响，有效利用PCB板。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的无刷舵机的结构示意图；
图2为图1移除舵机外壳后的结构示意图；
图3为图2的控制电路板展开状态的结构示意图；
其中：1-控制电路板、11-PCB板、12-柔性电路板、13-缺口、2-直流无刷电机、3-减速箱、4-舵机外壳、5-铜柱。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还需要说明的是，本实用新型实施例中的上、下、左、右、前、后、横向等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
如图1-3所示，本实用新型实施例提供的无刷舵机包括控制电路板1、直流无刷电机2和减速箱3，直流无刷电机2的输出轴与减速箱3内的减速机构连接，直流无刷电机2和控制电路板1并排设于减速箱3的一侧，控制电路板1包括多层间隔设置的PCB板11，相邻层PCB板11之间通过柔性电路板12电性连接。该实施例涉及的是基于软硬结合的控制电路板1，包括多层PCB板11和连接各相邻层PCB板11的柔性电路板12，使得控制电路板1能够折叠至直流无刷电机2的一侧，无需额外占用空间，减少控制电路板1的体积，使得无刷舵机也具备有刷舵机的小型化的特点，减少无刷舵机的体积和质量，又保持了控制电路功能的全面性，而且减少了连接器，减少连接器对控制电路的影响，有效利用PCB板11。
具体地，在本实用新型实施例中，直流无刷电机2和减速箱3上下排列，直流无刷电机2和控制电路板1左右排列，多层PCB板11上下顺序排列。结构简单、紧凑，布局合理，有利于无刷舵机的小型化，减少无刷舵机的体积和质量。
具体地，在本实用新型实施例中，最上层的PCB板11的一端邻近直流无刷电机2的顶端，最下层的PCB板11邻近减速箱3的顶端。最上层的PCB板11和最下层的PCB板11的高度与直流无刷电机2相当，此种结构无需因设置控制电路板1的需要，而额外加大舵机外壳4，有利于减少舵机外壳4的纵向尺寸，有利于减少无刷舵机的体积和质量。
具体地，在本实用新型实施例中，最上层的PCB板11上设有两个柱状接口，该两个柱状接口用于实现控制电路板1与外部的电气连接。
更具体地，在本实用新型实施例中，最上层的PCB板11的一端与直流无刷电机2的顶部紧贴，其余层的PCB板11的左端与直流无刷电机2的侧面形状相适配且各层PCB板11的左端与直流无刷电机2之间紧贴。直流无刷电机2对最上层的PCB板11具有一定的支撑作用，最上层的PCB板11下方的PCB板11与直流无刷电机2的侧面形状相适应，一方面能够使得这些PCB板11的左端与直流无刷电机2之间紧贴，增加结构的紧凑性，以减小无刷舵机的体积和质量，另一方面增大PCB板11与直流无刷电机2之间的接触面，有利于增加无刷舵机的整体稳定性。
具体地，在本实用新型实施例中，最上层的PCB板11的一端位于直流无刷电机2的侧部，最下层的PCB板11邻近减速箱3的顶端。从邻近减速箱3的一侧开始，层层堆叠多个PCB板11于直流无刷电机2的一侧，结构简单、紧凑，控制电路板1不额外占用高度，有利于减少舵机外壳4的纵向尺寸，有利于减少无刷舵机的体积和质量。
更具体地，在本实用新型实施例中，各层PCB板11的左端均与直流无刷电机2的侧面形状相适配且各层PCB板11的左端与直流无刷电机2之间紧贴。结构简单、紧凑，空间利用合理，不影响功能的前提下尽可能的减少了无刷舵机的体积和质量。
具体地，在本实用新型实施例中，柔性电路板12位于控制电路板1的前侧或后侧。柔性电路板12避开直流无刷电机2，有利于将PCB板11与直流无刷电机2紧贴，结构简单、紧凑，有利于减少无刷舵机的体积和质量。
具体地，在本实用新型实施例中，直流无刷电机2的左侧和控制电路板1的右侧均不超出减速箱3的外周，直流无刷电机2和控制电路板1在前后方向均不超出减速箱3的外周，无刷舵机的舵机外壳4扣合于减速箱3上，且舵机外壳4和减速箱3之间形成有容纳空间，直流无刷电机2和控制电路板1位于该容纳空间内。结构简单、紧凑，直流无刷电机2和控制电路板1占用的横向空间不超出减速箱3，这样有利于减少舵机外壳4的横向尺寸，舵机外壳4的横向尺寸只需与减速箱3的箱体横向尺寸相当即可，实现无刷舵机的小型化，具有较小的体积和较轻的质量。当然减速箱3的箱体也可为舵机外壳4的一部分。为方便将散出内部热量，优选舵机外壳4上设有散热孔。
具体地，在本实用新型实施例中，多层PCB板11通过铜柱5间隔固定，铜柱5的下端与减速箱3连接。一方面铜柱5具有一定的刚性，能够实现多层PCB板11的支撑、定位，另一方面铜柱5具有一定的柔性，能够避免损伤PCB板11。为了增加稳定性，各PCB板11的外周设有缺口13，无刷舵机的舵机外壳上设有与该缺口配合的凸起，实现舵机外壳对PCB板的支撑。
具体地，PCB板11设为三块并通过两块柔性电路板12串连，折弯柔性电路板12直至三块PCB板11平行而形成控制电路板1，通过呈三角形分布的三个铜柱5将三块平行的PCB板11固定在减速箱3上。如图3所示，利用两块柔性电路板12串连三块PCB板11时，可在一个平面上进行，组装方便，便于运输，而在需要将控制电路板1设置到无刷舵机的舵机外壳4内时，再折弯柔性电路板12，使得三块PCB板11平行叠成三层，再通过铜柱5固定在减速箱3上，这样有利于缩小无刷舵机的体和减轻质量，而且安装也极为方便，当然用三个铜柱5固定能够在三个方位上固定控制电路板1，保证结构整体稳定性。当然铜柱5也可为三个以上。当然，PCB板11也可为三个以上。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.无刷舵机，包括直流无刷电机、减速箱和控制电路板，所述直流无刷电机的输出轴与所述减速箱内的减速机构连接，其特征在于：所述直流无刷电机和所述控制电路板并排设于所述减速箱的一侧，所述控制电路板包括多层间隔设置的PCB板，相邻层所述PCB板之间通过柔性电路板电性连接。
2.根据权利要求1所述的无刷舵机，其特征在于：所述直流无刷电机和所述减速箱上下排列，所述直流无刷电机和所述控制电路板左右排列，多层所述PCB板上下顺序排列。
3.根据权利要求2所述的无刷舵机，其特征在于：最上层的所述PCB板的一端邻近所述直流无刷电机的顶端，最下层的所述PCB板邻近所述减速箱的顶端。
4.根据权利要求3所述的无刷舵机，其特征在于：最上层的所述PCB板的一端与所述直流无刷电机的顶部紧贴，其余层的所述PCB板的左端与所述直流无刷电机的侧面形状相适配且各层所述PCB板的左端与所述直流无刷电机之间紧贴。
5.根据权利要求2所述的无刷舵机，其特征在于：最上层的所述PCB板的一端位于所述直流无刷电机的侧部，最下层的所述PCB板邻近所述减速箱的顶端。
6.根据权利要求5所述的无刷舵机，其特征在于：各层所述PCB板的左端均与所述直流无刷电机的侧面形状相适配且各层所述PCB板的左端与所述直流无刷电机之间紧贴。
7.根据权利要求2所述的无刷舵机，其特征在于：所述柔性电路板位于所述控制电路板的前侧或后侧。
8.根据权利要求2所述的无刷舵机，其特征在于：所述直流无刷电机的左侧和所述控制电路板的右侧均不超出所述减速箱的外周，所述直流无刷电机和所述控制电路板在前后方向均不超出所述减速箱的外周；所述无刷舵机的舵机外壳扣合于所述减速箱上，且所述舵机外壳和所述减速箱之间形成有容纳空间，所述直流无刷电机和所述控制电路板位于所述容纳空间内。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的无刷舵机，其特征在于：多层所述PCB板通过铜柱间隔固定，所述铜柱的下端与所述减速箱连接，各所述PCB板的外周设有缺口，所述无刷舵机的舵机外壳上设有与该缺口配合的凸起。
10.根据权利要求9所述的无刷舵机，其特征在于：所述PCB板设为三块并通过两块所述柔性电路板串连，折弯所述柔性电路板直至三块所述PCB板平行而形成所述控制电路板，通过呈三角形分布的三个所述铜柱将三块平行的所述PCB板固定在所述减速箱上。
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