CN207534815U - 舵机及机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于舵机技术领域，提供了一种舵机及机器人，该舵机包括马达、输出轴以及一侧与马达啮合另一侧与输出轴啮合的齿轮组，齿轮组包括双联齿轮，双联齿轮包括第一齿轮、固定设置于第一齿轮的一端面且旋转轴线与第一齿轮的旋转轴线重合的连接转轴以及套设于连接转轴且旋转轴线与连接转轴的旋转轴线重合的第二齿轮，第二齿轮设有套设于连接转轴的轴孔，轴孔具有面向连接转轴的内圆面，连接转轴具有与内圆面相面对的外圆面；舵机还包括套设于连接转轴且位于内圆面和外圆面之间的定位滑圈。本实用新型提供的舵机在机器人摔倒或者受到碰撞时，可以降低双联齿轮的负载，避免双联齿轮由于负载过大而造成损坏的情况。

Description

舵机及机器人

技术领域

本实用新型属于舵机技术领域，尤其涉及一种具有过载保护功能的舵机以及装有该舵机的机器人。

背景技术

目前，服务类机器人上的各个关节部位一般都是由舵机来驱动，舵机一般包括用于提供动力的马达、与外部机构连接的输出轴以及将马达动力传递至输出轴的齿轮组，由于齿轮组需要具有减速的功能，因此，齿轮组一般包括多个依次啮合的双联齿轮，在服务类机器人工作的过程中，难免会出现摔倒或者碰撞的情况，此时，舵机中的各个双联齿轮会瞬间承受很大的扭矩，由于各个双联齿轮与马达联动，马达的旋转轴本身具有一定的惯性，其无法通过瞬间转动来消除扭矩，这样，各双联齿轮会由于负载过大而造成损坏，另外，机器人的执行部位，例如手臂，在受到较大阻力时，马达所输出的力矩必然会增大，此时也会增大双联齿轮的负载而造成双联齿轮的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种舵机及具有该舵机的机器人，旨在解决现有技术中舵机中的双联齿轮在受到过大的扭矩时，双联齿轮由于负载过大而造成损坏的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种舵机，包括马达、用于驱动外部机构运动的输出轴以及一侧与所述马达啮合另一侧与所述输出轴啮合且用于将所述马达的动力传递至所述输出轴的齿轮组，所述齿轮组包括双联齿轮，所述双联齿轮包括第一齿轮、固定设置于所述第一齿轮的一端面且旋转轴线与所述第一齿轮的旋转轴线重合的连接转轴以及套设于所述连接转轴且旋转轴线与所述连接转轴的旋转轴线重合的第二齿轮，所述第二齿轮设有套设于所述连接转轴的轴孔，所述轴孔具有面向所述连接转轴的内圆面，所述连接转轴具有与所述内圆面相面对的外圆面；所述舵机还包括套设于所述连接转轴且位于所述内圆面和所述外圆面之间的定位滑圈，所述定位滑圈的外侧与所述内圆面抵接，所述定位滑圈的内侧与所述连接转轴的外圆面抵接；所述定位滑圈于所述第二齿轮承受的负载小于临界负载时，所述定位滑圈能够相对于所述第二齿轮和所述连接转轴静止配合；所述定位滑圈于所述第二齿轮的负载大于临界负载时，所述定位滑圈能够相对于所述第二齿轮和/或所述连接转轴滑动配合。

进一步地，所述舵机还包括用于限制所述定位滑圈沿所述连接转轴的轴向方向移动的限位机构，所述限位机构包括限位机构，所述限位机构与所述定位滑圈配合。

进一步地，所述限位机构设置在所述第二齿轮的内圆面，所述限位机构包括由所述内圆面向所述连接转轴突出设置的第一抵挡环，所述定位滑圈位于所述第一抵挡环的一侧。

进一步地，所述限位机构还包括由所述内圆面向所述连接转轴突出设置且与所述第一抵挡环间隔距离设置的第二抵挡环，所述定位滑圈位于所述第一抵挡环和所述第二抵挡环之间。

进一步地，所述限位机构设置在所述连接转轴的外圆面，所述限位机构包括由所述外圆面向所述内圆面突出设置的第三抵挡环，所述定位滑圈位于所述第三抵挡环的一侧。

进一步地，所述限位机构还包括由所述外圆面向所述内圆面突出设置且与所述第三抵挡环间隔距离设置的第四抵挡环，所述定位滑圈位于所述第三抵挡环和所述第四抵挡环之间。

进一步地，所述定位滑圈包括第一滑圈、位于所述第一滑圈一侧的第二滑圈、位于所述第一滑圈另一侧的第三滑圈、两侧分别与所述第一滑圈和所述第二滑圈连接的第四滑圈以及两侧分别与所述第一滑圈和所述第三滑圈连接的第五滑圈，所述第一滑圈与所述第二滑圈的直径大小不同，所述第一滑圈和所述第三滑圈的直径大小不同。

进一步地，所述第二滑圈与所述第三滑圈的直径相同。

本实用新型还提供了一种机器人，包括上述舵机。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：本实用新型提供的舵机将双联齿轮中的第一齿轮和第二齿轮通过连接转轴连接，并且在连接转轴和第二齿轮之间设置有定位滑圈，这样，当机器人摔倒或者受到碰撞时，第二齿轮的负载会瞬间变大，当第二齿轮的负载大于临界负载时，定位滑圈会相对于第二齿轮或者连接转轴滑动，从而使得连接转轴相对于第二齿轮转动，也即第一齿轮相对于第二齿轮转动，此时的双联齿轮所传递的扭矩会瞬间减小，从而可以降低双联齿轮的负载，避免双联齿轮由于负载过大而造成损坏的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型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，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的舵机的剖视图；

图2是本实用新型实施例提供的双联齿轮的主视图；

图3是本实用新型实施例提供的双联齿轮的剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的双联齿轮的分解剖视图；

图5是本实用新型提供的第一实施例的结构示意图；

图6是本实用新型提供的第一实施例的结构示意图；

图7是本实用新型提供的第二实施例的结构示意图；

图8是本实用新型提供的第二实施例的结构示意图。

附图标记说明：

10	连接转轴	24	第二抵挡环
				11	外圆面	30	定位滑圈
12	第三抵挡环	31	第一滑圈
				13	第四抵挡环	32	第二滑圈
20	第二齿轮	33	第三滑圈
				21	轴孔	34	第四滑圈
22	内圆面	35	第五滑圈
				23	第一抵挡环	40	马达
100	双联齿轮	50	齿轮组
				80	第一齿轮	60	限位机构
		70	输出轴

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。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间接连接至该另一个元件上。

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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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实用新型中的具体含义。

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。

请参见图1至图4，本实用新型实施例提供的舵机包括马达40、用于驱动外部机构运动的输出轴70以及一侧与所述马达40啮合另一侧与所述输出轴70啮合且用于将所述马达40的动力传递至所述输出轴70的齿轮组50。在本实施例中，所述齿轮组50包括至少一个双联齿轮100，优选地，所述齿轮组50包括三个双联齿轮100，即与马达40的输出齿啮合的一级齿轮51、与所述一级齿轮51啮合的二级齿轮52、与所述二级齿轮52及输出轴70啮合的三级齿轮53。每级齿轮均为双联齿轮，且各所述双联齿轮100包括第一齿轮80、位于所述第一齿轮80的一端面且旋转轴线与所述第一齿轮80的旋转轴线重合的连接转轴10以及套设于任意一所述连接转轴10且旋转轴线与所述连接转轴10的旋转轴线重合的第二齿轮20，所述第二齿轮20设有套设于所述连接转轴10的轴孔21，所述轴孔21具有面向所述连接转轴10的内圆面22，所述连接转轴10具有与所述内圆面22相面对的外圆面11。所述舵机还包括定位滑圈30，所述定位滑圈30套设于任意一个双联齿轮100的连接转轴10上且位于所述内圆面22和所述外圆面11之间，所述定位滑圈30的外侧与所述内圆面22抵接，所述定位滑圈30的内侧与所述连接转轴10的外圆面11抵接。所述定位滑圈30于所述第二齿轮20承受的负载小于临界负载时，所述定位滑圈30能够相对于所述第二齿轮20和所述连接转轴10静止配合；所述定位滑圈30于所述第二齿轮20的负载大于临界负载时，所述定位滑圈30能够相对于所述第二齿轮20和/或所述连接转轴10滑动配合。

需要说明的是，所述临界负载，即，第二齿轮20能够承受的最大负载，当第二齿轮20承受的负载小于该临界负载时，第二齿轮20与连接转轴10相对静止，并且第二齿轮20会与连接转轴10同步转动，当第二齿轮20承受的负载大于该临界负载时，连接转轴10会相对于第二齿轮20转动，以减小双联齿轮100所承受的负载。可以理解地，连接转轴10与第一齿轮80的端面固定连接，连接方式可以是通过注塑一体式成型连接，也可以通过固定件，例如螺钉等连接，当连接转轴10与第二齿轮20相对静止时，第一齿轮80也应当与第二齿轮20相对静止，当连接转轴10与第二齿轮20相对转动时，第一齿轮80也即与第二齿轮20相对转动。可以理解地，为了使得双联齿轮100具有减速功能，第一齿轮80和第二齿轮20的直径应当不同，第一齿轮80的直径可以大于第二齿轮20的直径，也可以小于第二齿轮20直径。优选地，第一齿轮80的直径小于第二齿轮20的直径。

具体地，请参见图1至图4，本实用新型实施例提供的舵机中的第二齿轮20和连接转轴10采用间隙配合，并且第二齿轮20和连接转轴10之间设置有定位滑圈30，当第二齿轮20的负载小于临界负载时，马达40可以依靠定位滑圈30与第二齿轮20及连接转轴10之间的摩擦力来驱动输出轴70旋转，当第二齿轮20负载超过临界负载时，即受到过大的扭矩时，静摩擦转为滑动摩擦，定位滑圈30会相对于第二齿轮20和/或者连接转轴10滑动，具体地，在第二齿轮20负载过大时，定位滑圈30可以相对连接转轴10不动而相对于第二齿轮20转动，也可以相对连接转轴10转动而相对于第二齿轮20不动，也可以既绕连接转轴10滑动同时相对于第二齿轮20转动，总之要使得第二齿轮20相对于连接转轴10转动，也即使得第一齿轮80和第二齿轮20相对转动。而第二齿轮20相对于连接转轴10转动后，即可以有效的降低双联齿轮100的负载，避免双联齿轮100受到损坏。可以理解地，可以通过设计定位滑圈30的厚度或者添加适当的润滑剂来调节上述临界负载，但不限于此。连接转轴10可以与第一齿轮80通过注塑一体成型连接，也可以与第一齿轮80通过固定件，例如螺钉固定连接。

请参见图4至图8，进一步地，所述舵机还包括用于限制所述定位滑圈30沿所述连接转轴10的轴向方向移动的限位机构60，所述限位机构60与所述定位滑圈30配合。具体地，当第二齿轮20的负载处于正常范围之内时，马达40依靠定位滑圈30与内圆面22及外圆面11之间的静摩擦来传递转矩，当第二齿轮20负载过高时，内圆面22和/或者外圆面11即会相对于定位滑圈30滑动，以使得第二齿轮20相对于连接转轴10旋转。本实用新型实施例提供的舵机包括可以限制定位滑圈30沿连接转轴10轴向方向移动的限位机构，该限位机构60可以抵挡定位滑圈30，这样可以避免定位滑圈30脱离连接转轴10与第二齿轮20之间的位置之后而无法传递扭矩的技术问题。

第一实施例：

请参见图5，所述限位机构60设置在所述第二齿轮20的内圆面22，所述限位机构60包括由所述内圆面22向所述连接转轴10突出设置的第一抵挡环23，所述定位滑圈30位于所述第一抵挡环23的一侧。优选的，所述定位滑圈30的一侧抵持于所述第一抵挡环23。基于此结构，第一抵挡环23可以将定位滑圈30限制在内圆面22和外圆面11之间，避免定位滑圈30沿连接转轴10的轴向方向滑动，使其有效的通过摩擦力传递扭矩。

请参见图6，进一步地，所述限位机构60还包括由所述内圆面22向所述连接转轴10突出设置且与所述第一抵挡环23间隔距离设置的第二抵挡环24，所述定位滑圈30位于所述第一抵挡环23和所述第二抵挡环24之间。优选的，所述定位滑圈30的两端分别抵持于所述第一抵挡环23和所述第二抵挡环24。定位滑圈30位于第一抵挡环23和第二抵挡环24之间，进一步地，避免了定位滑圈30沿连接转轴10的轴向方向滑动，从而使得定位滑圈30始终保持在内圆面22和外圆面11之间以进行扭矩的传递。需要说明的是，第一抵挡环23和第二抵挡环24可以与第二齿轮20通过注塑一体成型设置，也可以通过固定件，例如螺钉，与第二齿轮20固定设置。

第二实施例：

请参见图7，进一步地，所述限位机构60设置在所述连接转轴10的外圆面11，所述限位机构60包括由所述外圆面11向所述内圆面22突出设置的第三抵挡环12，所述定位滑圈30位于所述第三抵挡环12的一侧。优选的，所述定位滑圈30的一侧抵持于所述第三抵挡环12。基于此结构，第三抵挡环12可以将定位滑圈30限制在内圆面22和外圆面11之间，避免定位滑圈30沿连接转轴10的轴向方向滑动，使其有效的通过摩擦力传递扭矩。

请参见图8，进一步地，所述限位机构60还包括由所述外圆面11向所述内圆面22突出设置且与所述第三抵挡环12间隔距离设置的第四抵挡环13，所述定位滑圈30位于所述第三抵挡环12和所述第四抵挡环13之间。优选的，所述定位滑圈30的两端分别抵持于所述第三抵挡环12和所述第四抵挡环13。定位滑圈30位于第三抵挡环12和第四抵挡环13之间，进一步地，避免了定位滑圈30沿连接转轴10的轴向方向滑动，从而使得定位滑圈30始终保持在内圆面22和外圆面11之间以进行扭矩的传递。需要说明的是，第三抵挡环12和第四抵挡环13可以与连接转轴10通过注塑一体成型设置，也可以通过固定件，例如螺钉，与连接转轴10固定设置。

请参见图5和图7，进一步地，所述定位滑圈30包括第一滑圈31、位于所述第一滑圈31一侧的第二滑圈32、位于所述第一滑圈31另一侧的第三滑圈33、两侧分别与所述第一滑圈31和所述第二滑圈32连接的第四滑圈34以及两侧分别与所述第一滑圈31和所述第三滑圈33连接的第五滑圈35，所述第一滑圈31与所述第二滑圈32的直径大小不同，所述第一滑圈31和所述第三滑圈33的直径大小不同。具体地，由于第二滑圈32和第三滑圈33与第一滑圈31的直径均不同，并且第一滑圈31与第二滑圈32通过第四滑圈34连接，第一滑圈31与第三滑圈33通过第五滑圈35连接，这样，就使得定位滑圈30具有弹性，即，第二齿轮20和连接转轴10将定位滑圈30弹性压紧，使得定位滑圈30与第二齿轮20及连接转轴10之间具有一定大小的最大静摩擦力，从而实现一定大小的扭矩的传递。

请参见图5和图7，进一步地，所述第二滑圈32与所述第三滑圈33的直径相同。此结构使得定位滑圈30两侧受力大小相等，避免定位滑圈30沿连接转轴10的轴向方向发生倾斜，造成滑圈损坏。

本实用新型实施例还提供了一种机器人，包括上述舵机。该舵机与上述各实施例中的舵机具有相同的结构特征，且所起作用相同，此处不赘述。

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 (9)

1.一种舵机，包括马达、用于驱动外部机构运动的输出轴以及一侧与所述马达啮合另一侧与所述输出轴啮合且用于将所述马达的动力传递至所述输出轴的齿轮组，所述齿轮组包括至少一个双联齿轮，其特征在于，各所述双联齿轮包括第一齿轮、固定设置于所述第一齿轮的一端面且旋转轴线与所述第一齿轮的旋转轴线重合的连接转轴以及套设于所述连接转轴且旋转轴线与所述连接转轴的旋转轴线重合的第二齿轮，所述第二齿轮设有套设于所述连接转轴的轴孔，所述轴孔具有面向所述连接转轴的内圆面，所述连接转轴具有与所述内圆面相面对的外圆面；所述舵机还包括定位滑圈，所述定位滑圈套设于任意一所述连接转轴上且位于所述内圆面和所述外圆面之间，所述定位滑圈的外侧与所述内圆面抵接，所述定位滑圈的内侧与所述外圆面抵接；所述定位滑圈于所述第二齿轮承受的负载小于临界负载时，所述定位滑圈能够相对于所述第二齿轮和所述连接转轴静止配合；所述定位滑圈于所述第二齿轮的负载大于临界负载时，所述定位滑圈能够相对于所述第二齿轮和/或所述连接转轴滑动配合。

2.如权利要求1所述的舵机，其特征在于，所述舵机还包括用于限制所述定位滑圈沿所述连接转轴的轴向方向移动的限位机构，所述限位机构与所述定位滑圈配合。

3.如权利要求2所述的舵机，其特征在于，所述限位机构设置在所述第二齿轮的内圆面，所述限位机构包括由所述内圆面向所述连接转轴突出设置的第一抵挡环，所述定位滑圈位于所述第一抵挡环的一侧。

4.如权利要求3所述的舵机，其特征在于，所述限位机构还包括由所述内圆面向所述连接转轴突出设置且与所述第一抵挡环间隔距离设置的第二抵挡环，所述定位滑圈位于所述第一抵挡环和所述第二抵挡环之间。

5.如权利要求2所述的舵机，其特征在于，所述限位机构设置在所述连接转轴的外圆面，所述限位机构包括由所述外圆面向所述内圆面突出设置的第三抵挡环，所述定位滑圈位于所述第三抵挡环的一侧。

6.如权利要求5所述的舵机，其特征在于，所述限位机构还包括由所述外圆面向所述内圆面突出设置且与所述第三抵挡环间隔距离设置的第四抵挡环，所述定位滑圈位于所述第三抵挡环和所述第四抵挡环之间。

7.如权利要求1-6任意一项所述的舵机，其特征在于，所述定位滑圈包括第一滑圈、位于所述第一滑圈一侧的第二滑圈、位于所述第一滑圈另一侧的第三滑圈、两侧分别与所述第一滑圈和所述第二滑圈连接的第四滑圈以及两侧分别与所述第一滑圈和所述第三滑圈连接的第五滑圈，所述第一滑圈与所述第二滑圈的直径大小不同，所述第一滑圈和所述第三滑圈的直径大小不同。

8.如权利要求7所述的舵机，其特征在于，所述第二滑圈与所述第三滑圈的直径相同。

9.一种机器人，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的舵机。