CN207814346U - 双出轴舵机 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种双出轴舵机包括壳体和设于壳体内的驱动件、减速组件、输出件及定位控制件；驱动件的输出端与减速组件的一端连接；输出件包括输出轴以及套设于输出轴的输出齿轮和定位传动齿轮；输出轴的两端均由壳体内部向外延伸至壳体的外部；输出齿轮与减速组件的另一端连接；定位控制件包括定位磁性件、磁感应件以及控制件；定位磁性件与定位传动齿轮连接；磁感应件设于控制件的一端，控制件的另一端连接驱动件；定位磁性件与磁感应件正对。本申请的实用新型输出轴的双向输出设置增加了舵机输出的稳定性及一致性；定位控制件使得舵机的输出控制更为精准；减速组件增加了舵机的输出力矩，使得舵机所能控制的物体重量更重。

Description

双出轴舵机

技术领域

本实用新型涉及位置控制技术领域，具体的涉及一种双出轴舵机。

背景技术

舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，现在已普遍用于航空模型及工业自动化中，随着舵机的应用范围越发广泛，在高端精密制造，高端玩具及机器人等领域的应用中对舵机的控制精度以及输出稳定性提出了更高的要求。现有技术中，舵机往往只具有单输出轴，此种舵机适用于所控制物体重量较轻或者所控制角度精度较低的场所；无法满足一些高控制精度、力度以及平稳度的场景，例如：智能机械人手臂以及手指关节处所使用的舵机。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种双出轴舵机。

一种双出轴舵机包括壳体；以及

设于壳体内的驱动件、减速组件、输出件以及定位控制件；

驱动件的输出端与减速组件的一端连接；

输出件包括输出轴以及套设于输出轴的输出齿轮和定位传动齿轮；输出轴与壳体转动连接，且输出轴的两端均由壳体内部向外延伸至壳体的外部；输出齿轮与减速组件的另一端连接；

定位控制件包括定位磁性件、磁感应件以及控制件；定位磁性件与定位传动齿轮连接；磁感应件设于控制件的一端，控制件的另一端连接驱动件；定位磁性件与磁感应件正对。

根据本实用新型一实施方式，输出轴沿着自身长度方向开设有一传动通孔。

根据本实用新型一实施方式，传动通孔的横截面为中心对称的″十″字型。

根据本实用新型一实施方式，定位磁性件包括定位轴以及套设于定位轴的定位齿轮；

定位轴与壳体转动连接；定位齿轮与定位传动齿轮啮合；定位轴的中心轴线与磁感应件的中心轴线重叠。

根据本实用新型一实施方式，壳体包括上盖、中壳以及下盖；上盖设于中壳的顶端；下盖设于中壳的底端；

驱动件设于中壳内；减速组件设于中壳以及上盖之间；输出轴位于驱动件的一侧，并与中壳转动连接；输出轴的两端分别由中壳的内部向外延伸至上盖以及下盖的外部；定位磁性件设于输出轴远离驱动件的一侧，并与中壳转动连接；磁感应件以及控制件设于下盖。

根据本实用新型一实施方式，壳体还包括多个安装连接件；

多个安装连接件分设于上盖的表面、中壳相对的两个侧面以及下盖的底面。

根据本实用新型一实施方式，每一安装连接件包括连接本体以及限位环，其中限位环的数量为两个；连接本体为圆筒状，两个限位环分别套设于连接本体的两端；

连接本体的内壁具有螺纹；限位环的表面具有波浪纹。

根据本实用新型一实施方式，减速组件包括一级齿轮组、二级齿轮组、三级齿轮组以及四级齿轮组；一级齿轮组包括一级轴齿以及一级齿片，一级齿片套设于一级轴齿；四级齿轮组包括四级轴齿以及四级齿片，四级齿片套设于四级轴齿；

一级齿片连接驱动件的输出端；一级轴齿、二级齿轮组、三级齿轮组以及四级齿片依次啮合；四级轴齿啮合输出齿轮。

根据本实用新型一实施方式，二级齿轮组包括二级轴齿以及二级齿片，二级齿片套设于二级轴齿；三级齿轮组包括三级轴齿以及三级齿片，三级齿片套设于三级轴齿；

一级轴齿啮合二级齿片；二级轴齿啮合三级齿片；三级轴齿啮合四级齿片。

根据本实用新型一实施方式，定位控制件还包括外接件；外接件的一端设于控制件，其另一端漏于壳体外。

同现有技术相比，输出轴的双向输出设置增加了舵机输出的稳定性及一致性；定位控制件使得舵机的输出控制更为精准；减速组件增加了舵机的输出力矩，使得舵机所能控制的物体重量更重。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实施例中双出轴舵机结构示意图之一；

图2为本实施例中双出轴舵机结构示意图之二；

图3为本实施例中驱动件、减速组件、输出件以及定位控制件的结构示意图；

图4为本实施例中中壳的结构示意图；

图5为本实施例中安装连接件的结构示意图；

图6为本实施例中减速组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；11、上盖；111、第一出轴口；12、中壳；121、中壳本体；122、驱动件放置槽；123、输出件放置槽；124、定位磁性件放置槽；125、外联通口；13、下盖；131、第二出轴口；14、安装连接件；141、连接本体；142、限位环；2、驱动件；3、减速组件；31、一级齿轮组；311、一级轴齿；312、一级齿片；32、二级齿轮组；321、二级轴齿；322、二级齿片；33、三级齿轮组；331、三级轴齿；332、三级齿片；34、四级齿轮组；341、四级轴齿；342、四级齿片；4、输出件；41、输出轴；42、输出齿轮；43、定位传动齿轮；44、定位轴承；5、定位控制件；51、定位磁性件；511、定位轴；512、定位齿轮；52、磁感应件；53、控制件；54、外接件。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及″第一″、″第二″等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参照图1、图2和图3，图1为本实施例中双出轴舵机结构示意图之一，图2为本实施例中双出轴舵机结构示意图之二，图3为本实施例中驱动件、减速组件、输出件以及定位控制件的结构示意图；本实施例中的双出轴舵机包括壳体1、驱动件2、减速组件3、输出件4以及定位控制件5；驱动件2、减速组件3、输出件4以及定位控制件5均设于壳体1内。驱动件2的输出端与减速组件3的一端连接；输出件4包括输出轴41、输出齿轮42以及定位传动齿轮43；输出轴41与壳体1转动连接，输出齿轮42以及定位传动齿轮43均套设于输出轴41并与之固接；输出轴41的两端均由壳体1内部向外延伸至壳体1的外部；输出齿轮42与减速组件3的另一端连接；定位控制件5包括定位磁性件51、磁感应件52以及控制件53；定位磁性件51与定位传动齿轮43连接；磁感应件52设于控制件53的一端，控制件53的另一端连接驱动件2；定位磁性件51与磁感应件52正对。驱动件2驱动减速组件3转动，带动输出轴41转动，输出轴41转动带动定位磁性件51转动，定位磁性件51的转动会产生磁场变化，控制件53根据磁感应件52监测到的磁场变化判断出输出轴41的转动角度，进而通过控制驱动件2的输出来达到舵机的精确控制。

参照图1、图2和图4，图4为本实施例中中壳的结构示意图；进一步，壳体1包括上盖11、中壳12以及下盖13。中壳12包括中壳本体121、驱动件放置槽122、输出件放置槽123、定位磁性件放置槽124以及外联通口125，其中外联通口125的数量为两个；中壳本体121的横截面为长方形，驱动件放置槽122、输出件放置槽123以及定位磁性件放置槽124均设于中壳本体121的内，驱动件放置槽122以及输出件放置槽123沿着中壳本体121的长度方向依次排列；定位磁性件放置槽124位于输出件放置槽123远离驱动件放置槽122的一侧；驱动件放置槽122、输出件放置槽123、定位磁性件放置槽124的横截面均为圆形；两个外联通口125分别开设于中壳12相对较大的两侧面，且均位于中壳12相对较大的侧面正对下盖13的底端；上盖11盖设于中壳12的顶端，其表面开设有第一出轴口111，第一出轴口111正对输出件放置槽123的一端；下盖13盖设于中壳12的底端，其底面开设有第二出轴口131，第二出轴口131正对输出件放置槽123的另一端；上盖11、中壳12以及下盖13通过螺钉进行固定；且上盖11的表面、中壳12相对较大的两个侧面以及下盖13的底面的厚度一致。

参照图1、图2和图5，图5为本实施例中安装连接件的结构示意图，更进一步，壳体1还包括安装连接件14，本实施例中的安装连接件14的数量为十六个。每一安装连接件14包括连接本体141以及限位环142，其中限位环142的数量为两个；连接本体141为圆筒状，其内壁具有螺纹；两个限位环142分别套设于连接本体141的两端，每一限位环142的表面具有波浪纹，连接本体141以及限位环142一体成型。连接本体141的高度等于上盖11的表面、中壳12相对较大的两个侧面以及下盖13的底面的厚度；四个安装连接件14嵌入上盖11的表面，并位于上盖11的四角，连接本体141垂直于上盖的表面；四个安装连接件14嵌入中壳12较大的一侧面，并位于中壳12较大一侧面的四角，连接本体141垂直于中壳12的侧面；四个安装连接14嵌入中壳12较大的另一侧面，并位于中壳12较大另一侧面的四角，连接本体141垂直于中壳12的侧面；四个安装连接件14嵌入下盖13的底面，并位于下盖13的四角，连接本体141垂直于下盖13的底面。多个安装连接件14分别位于上盖11、中壳12以及下盖13，使得舵机的壳体1可以与外部进行多方位的固定，而连接本体141内壁的螺纹设置增加了舵机的壳体1与外部连接的接触面积，使得舵机安装更加稳固，而限位环142的波浪纹设置则是使得连接本体141与壳体1的连接更加紧固。

复参照图3，更进一步，驱动件2具体为无刷直流电机，其设于驱动件放置槽122内，驱动件2的输出端正对上盖11，且驱动件2的输出端具有齿纹；驱动件2作为动力源驱动输出轴41转动，此外，驱动件2还可以用有刷直流电机作为动力源。

参照图3和图6，图6为本实施例中减速组件的结构示意图；更进一步，减速组件3包括一级齿轮组31、二级齿轮组32、三级齿轮组33以及四级齿轮组34；一级齿轮组31、二级齿轮组32、三级齿轮组33以及四级齿轮组34均设于上盖11以及中壳12之间，并由驱动件2向着输出件4的方向依次设置。一级齿轮组31包括一级轴齿311以及一级齿片312，一级齿片312套设于一级轴齿311并与之固接；一级轴齿311位于一级齿片312上方；一级轴齿311的两端分别转动连接上盖11以及中壳12，具体可以通过轴承实现转动连接；二级齿轮组32包括二级轴齿321以及二级齿片322，二级齿片322套设于二级轴齿321并与之固接；二级轴齿321位于二级齿片322下方；二级轴承321的两端分别转动连接上盖11以及中壳12，具体可以通过轴承实现转动连接；三级齿轮组33包括三级轴齿331以及三级齿片332，三级齿片332套设于三级轴齿331并与之固接；三级轴齿331位于三级齿片332下方；三级轴齿331的两端分别转动连接上盖11以及中壳12，具体可以通过轴承实现转动连接；四级齿轮组34包括四级轴齿341以及四级齿片342，四级齿片342套设于四级轴齿341并与之固接；四级轴齿341位于四级齿片342下方；四级轴齿341的两端分别转动连接上盖11以及中壳12，具体可以通过轴承实现转动连接。一级齿片312啮合驱动件2的输出端；一级轴齿311啮合二级齿片322；二级轴齿321啮合三级齿片332；三级轴齿331啮合四级齿片342；四级轴齿341啮合输出齿轮42；驱动件2依次驱动一级齿轮组31、二级齿轮组32、三级齿轮组33、四级齿轮组34以及输出齿轮42连动，带动输出轴41传动，通过四级减速组，增加了输出力矩，进而使得舵机所能输出的力度更高。

复参照图2、图3和图4，更进一步，输出件4具体设于输出件放置槽123内；输出件4包括输出轴41、输出齿轮42、定位传动齿轮43以及定位轴承44，其中定位轴承44的数量为两个。输出轴41为圆柱形，其沿着自身长度方向开设有一传动通孔411，使得输出轴41为空心结构，且传动通孔411的横截面为中心对称的″十″字型；输出轴41在传递扭矩时，从径向截面看，越靠外的地方传递有效力矩的作用越大，在输出轴41需要传递较大力矩时，就需要较大的径向直径，而由于在输出轴41的轴心部位传递力矩的作用较小，所以设置输出轴41为较大的径向直径增加输出轴41的有效力矩，再采用空心结构可以减少输出轴41的自身重量，而横截面为中心对称的″十″字型的传动通孔411的空心结构，可使得输出轴41的结构稳固，且输出更为平稳。两个定位轴承44中，其中一定位轴承44设于上盖11，且一定位轴承44的外圈与上盖11固接，一定位轴承44的内圈与输出轴41转动连接，另一定位轴承44设于中壳12，且另一定位轴承44的外圈与中壳12固接，另一定位轴承44的内圈与输出轴41转动连接；输出齿轮42位于定位传动齿轮43上方，具体的，输出齿轮42可以位于两个定位轴承44之间，定位传动齿轮43位于两个定位轴承44下方；输出轴41的两端分别由中壳12内部向外延伸，其中一端通过上盖11的第一出轴口111漏于上盖11外，另一端通过下盖13的第二出轴口131漏于下盖13外。

复参照图3和图4，更进一步，定位磁性件51设于定位磁性件放置槽124内，定位磁性件51包括定位轴511以及定位齿轮512，定位齿轮512套设于定位轴511上并与之固接，定位轴511的一端通过轴承与中壳12转动连接，定位轴511的另一端正对下盖13；本实施例中定位轴511与驱动件2平行；定位轴511为圆柱型，其具体为永磁铁制成；定位齿轮512与定位传动齿轮43啮合；控制件53具体为PCB板，其设于下盖13，且控制板53的一端连接驱动件2，控制板53的另一端与定位轴511正对下盖13的一端正对；磁感应件52具体为磁编码器，其设于控制件53靠近定位轴511的一端，定位轴511与磁感应件52正对，且定位轴511的中心轴线与磁感应件52的中心轴线重叠。磁感应件52与定位轴511的同轴设置，使得磁感应件52测试定位轴511磁场变化的数据更为均匀准确，提高了舵机的控制精确度。

复参照图3，更进一步，定位控制件5还包括外接件54，外接件54的数量为两个，其中一外接件54的一端设于控制件53，一外接件54的另一端通过其中一外联通口126漏于壳体1外，另一外接件54的一端设于控制件53，另一外接件54的另一端通过另一外联通口126漏于壳体1外；舵机通过外接件54与外界进行信息交互。

复参照图3，本实用新型的具体运作原理如下：控制件53通过外接件54接到外界的驱动信号，然后控制件53驱动驱动件2启动，驱动件2根据驱动信号驱动减速组件3转动，然后带动输出齿轮42以及输出轴41转动，输出轴41转动带动定位传动齿轮43以及定位轴511转动，定位轴511的转动会产生磁场变化，与定位轴511同轴设置的磁感应件52将定位轴511的磁场变化转化成电信号传送给控制件53，由控制件53根据磁场变化信息判断输出轴41的转动角度是否达到设定的位置，若否，则控制件53再通过控制驱动件2驱动输出轴41转动至设定位置。

综上：输出轴41的双向输出设置增加了舵机输出的稳定性及一致性；定位控制件5使得舵机的输出控制更为精准减速组件3增加了舵机的输出力矩，使得舵机所能控制的物体重量更重。

上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种双出轴舵机，其特征在于，包括：

壳体(1)；以及

设于所述壳体(1)内的驱动件(2)、减速组件(3)、输出件(4)以及定位控制件(5)；

所述驱动件(2)的输出端与所述减速组件(3)的一端连接；

所述输出件(4)包括输出轴(41)以及套设于所述输出轴(41)的输出齿轮(42)和定位传动齿轮(43)；所述输出轴(41)与所述壳体(1)转动连接，且所述输出轴(41)的两端均由所述壳体(1)内部向外延伸至所述壳体(1)的外部；所述输出齿轮(42)与所述减速组件(3)的另一端连接；

所述定位控制件(5)包括定位磁性件(51)、磁感应件(52)以及控制件(53)；所述定位磁性件(51)与所述定位传动齿轮(43)连接；所述磁感应件(52)设于所述控制件(53)的一端，所述控制件(53)的另一端连接所述驱动件(2)；所述定位磁性件(51)与所述磁感应件(52)正对。

2.根据权利要求1所述的双出轴舵机，其特征在于，所述输出轴(41)沿着自身长度方向开设有一传动通孔(411)。

3.根据权利要求2所述的双出轴舵机，其特征在于，所述传动通孔(411)的横截面为中心对称的″十″字型。

4.根据权利要求1所述的双出轴舵机，其特征在于，所述定位磁性件(51)包括定位轴(511)以及套设于所述定位轴(511)的定位齿轮(512)；

所述定位轴(511)与所述壳体(1)转动连接；所述定位齿轮(512)与所述定位传动齿轮(43)啮合；所述定位轴(511)的中心轴线与所述磁感应件(52)的中心轴线重叠。

5.根据权利要求1所述的双出轴舵机，其特征在于，所述壳体(1)包括上盖(11)、中壳(12)以及下盖(13)；所述上盖(11)设于所述中壳(12)的顶端；所述下盖(13)设于所述中壳(12)的底端；

所述驱动件(2)设于所述中壳(12)内；所述减速组件(3)设于所述中壳(12)以及上盖(11)之间；所述输出轴(41)位于所述驱动件(2)的一侧，并与所述中壳(12)转动连接；所述输出轴(41)的两端分别由所述中壳(12)的内部向外延伸至所述上盖(11)以及下盖(13)的外部；所述定位磁性件(51)设于所述输出轴(41)远离所述驱动件(2)的一侧，并与所述中壳(12)转动连接；所述磁感应件(52)以及控制件(53)设于所述下盖(13)。

6.根据权利要求5所述的双出轴舵机，其特征在于，所述壳体(1)还包括多个安装连接件(14)；

多个所述安装连接件(14)分设于所述上盖(11)的表面、所述中壳(12)相对的两个侧面以及所述下盖(13)的底面。

7.根据权利要求6所述的双出轴舵机，其特征在于，每一所述安装连接件(14)包括连接本体(141)以及限位环(142)，其中所述限位环(142)的数量为两个；所述连接本体(141)为圆筒状，两个所述限位环(142)分别套设于所述连接本体(141)的两端；

所述连接本体(141)的内壁具有螺纹；所述限位环(142)的表面具有波浪纹。

8.根据权利要求1所述的双出轴舵机，其特征在于，所述减速组件(3)包括一级齿轮组(31)、二级齿轮组(32)、三级齿轮组(33)以及四级齿轮组(34)；所述一级齿轮组(31)包括一级轴齿(311)以及一级齿片(312)，所述一级齿片(312)套设于所述一级轴齿(311)；所述四级齿轮组(34)包括四级轴齿(341)以及四级齿片(342)，所述四级齿片(342)套设于所述四级轴齿(341)；

所述一级齿片(312)连接所述驱动件(2)的输出端；所述一级轴齿(311)、二级齿轮组(32)、三级齿轮组(33)以及四级齿片(342)依次啮合；所述四级轴齿(341)啮合所述输出齿轮(42)。

9.根据权利要求8所述的双出轴舵机，其特征在于，所述二级齿轮组(32)包括二级轴齿(321)以及二级齿片(322)，所述二级齿片(322)套设于所述二级轴齿(321)；所述三级齿轮组(33)包括三级轴齿(331)以及三级齿片(332)，所述三级齿片(332)套设于所述三级轴齿(331)；

所述一级轴齿(311)啮合所述二级齿片(322)；所述二级轴齿(321)啮合所述三级齿片(332)；所述三级轴齿(331)啮合所述四级齿片(342)。

10.根据权利要求1所述的双出轴舵机，其特征在于，所述定位控制件(5)还包括外接件(54)；所述外接件(54)的一端设于所述控制件(53)，其另一端漏于所述壳体(1)外。