CN213067432U - 直线舵机 - Google Patents

Abstract

本申请适用于机械传动技术领域，提供一种直线舵机，包括：外壳；驱动组件，设于外壳内；输出杆，连接于驱动组件的输出端，并可在驱动组件的驱动下沿其轴向移动；电位器，包括固定于外壳内且接入外电路的电阻片及固定于输出杆上的金属划片，金属划片在输出杆沿其轴向移动时滑动于电阻片上，以改变电阻片用于接入外电路的电阻值。本实施例中，输出杆在驱动组件的驱动下沿轴向移动，输出杆上的金属划片与输出杆同步移动并滑动于电阻片上，以改变电阻片接入外电路的长度，从而改变电阻片用于接入外电路的部分的电阻值，也即是电阻片用于接入外电路的电阻值随着输出杆的移动而变化，如此，通过外电路检测到的电阻值能够准确地获取输出杆的运动位置。

Description

直线舵机

技术领域

本申请属于机械传动技术领域，更具体地说，是涉及一种直线舵机。

背景技术

舵机的技术越来越成熟，可以在实现小型化的基础上，还能够输出较大的转速和扭矩，满足大部分行业的使用需求。目前的机器人行业中使用的舵机很少具备位置反馈的功能，如此，无法得知产品在舵机的驱动下运动后的具体运动位置，而随着机器人等行业的发展，舵机具备运动位置反馈的功能十分必要。

目前，舵机常用的用于反馈运动位置的方式主要有两种，第一种是通过角位移传动器来反馈舵机的转动角度，从而反馈舵机的运动位置，在舵机发生断电后，舵机的转动角度所反馈的位置信息则并不准确；第二种是通过电动推杆来反馈舵机的运动位置，在舵机断电后重启，电动推杆所记录的舵机的运动位置信息则会丢失，并且，基于舵机和电动推杆的安装方式，容易导致电动推杆所反馈的运动位置与实际的运动位置不匹配。因此，目前的舵机无法可靠地反馈其运动位置。

实用新型内容

本申请实施例的目的之一在于：提供一种直线舵机，旨在解决现有技术中，直线舵机无法可靠地反馈其运动位置的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例采用的技术方案是：

提供了一种直线舵机，包括：

外壳；

驱动组件，设于所述外壳内；

输出杆，连接于驱动组件的输出端，并可在所述驱动组件的驱动下沿其轴向移动；

电位器，包括固定于所述外壳内且接入外电路的电阻片及固定于所述输出杆上的金属划片，所述金属划片在所述输出杆沿其轴向移动时滑动于所述电阻片上，以改变所述电阻片用于接入外电路的电阻值。

在一个实施例中，所述输出杆上设有固定部，所述固定部上设有限位槽，所述金属划片上设有第一限位部，所述第一限位部沿第一方向限位于所述限位槽内；所述第一方向垂直于所述输出杆的轴向。

在一个实施例中，所述第一限位部上设有沿所述输出杆的轴向间隔分布的两个第二限位部，所述固定部抵紧于两个所述第二限位部之间。

在一个实施例中，所述驱动组件包括电机及连接于所述电机输出端的丝杆，所述输出杆套设于所述丝杆上并与所述丝杆形成螺纹连接。

在一个实施例中，所述丝杆内开设有截面呈D形的安装槽，所述电机的输出轴的截面呈D形，所述电机的输出轴安装于所述安装槽内，并与所述丝杆形成过盈配合；所述电机的输出轴的截面与所述安装槽的截面均垂直于所述输出杆的轴向。

在一个实施例中，所述电机的输出轴上连接有第一传动件，所述丝杆上设有第二传动件，所述第一传动件传动连接于所述第二传动件，且所述丝杆平行于所述电机的输出轴。

在一个实施例中，所述输出杆包括套筒及筒状的螺接件，所述螺接件的至少部分固定于所述套筒内，且所述金属划片固定于所述螺接件和/或所述套筒上；所述丝杆贯穿所述螺接件，并与所述螺接件形成螺纹连接。

在一个实施例中，所述驱动组件还包括设于所述外壳内的垫片，所述垫片套设于所述丝杆上；所述丝杆上还套设有卡簧，所述卡簧固定于所述垫片上，以限制所述丝杆的轴向移动。

在一个实施例中，所述外壳包括第一壳体及设于所述第一壳体上的第二壳体，所述电机设于所述第一壳体内，所述输出杆的至少部分设于所述第二壳体内，且所述电阻片设于所述第二壳体的内壁上；所述垫片沿所述输出杆的轴向抵紧于所述第一壳体及所述第二壳体之间。

在一个实施例中，所述驱动组件还包括设于所述外壳内的轴承，所述丝杆穿过所述轴承并与所述轴承形成过盈配合。

本申请实施例提供的直线舵机的有益效果在于：与现有技术相比，本申请通过电位器的电阻片设于外壳内，电位器的金属划片设于输出杆上，以使得工作时，当输出杆在驱动组件的驱动下沿轴向直线移动时，输出杆上的金属划片与输出杆同步移动，从而使得金属划片滑动于电阻片上，以改变电阻片接入外电路的部分的长度，从而改变电阻片用于接入外电路的部分的电阻值，也即是电阻片用于接入外电路的部分的电阻值随着输出杆沿轴向的移动而变化，如此，通过外电路检测到的电阻片接入部分的电阻值能够准确地获取输出杆的运动位置，即使输出杆在舵机断电的情况下移动，也能够通过电阻片接入外电路的部分的电阻值准确地获取输出杆的运动位置，从而使得实施例中的直线舵机能够可靠地反馈其输出杆的运动位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对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，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的直线舵机的立体结构图；

图2为本申请实施例一提供的直线舵机的剖视图；

图3为本申请实施例一提供的直线舵机的爆炸图；

图4为本申请实施例一提供的直线舵机的螺接件的立体结构图；

图5为本申请实施例一提供的直线舵机的金属划片的立体结构图；

图6为本申请实施例一提供的直线舵机的金属划片配合螺接件的装配图；

图7为本申请实施例一提供的直线舵机的丝杆的正视图；

图8为本申请实施例一提供的直线舵机的第一壳体的立体结构图。

其中，图中各附图标记：

1-外壳；11-第一壳体；111-台阶；12-第二壳体；2-驱动组件；201-安装槽；21-电机；22-丝杆；23-垫片；24-卡簧；25-轴承；3-输出杆；301-限位槽；31-套筒；32-螺接件；321-固定部；322-螺接部；33-拉环；4-电位器；41-电阻片；42-金属划片；421-第一限位部；422-第二限位部；x-第一方向。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系；同样的，连通可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通。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申请中的具体含义。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明：

实施例一：

请一并参阅图1至图3，本申请实施例提供的直线舵机包括外壳1、驱动组件2、输出杆3以及电位器4。

驱动组件2设于外壳1内，输出杆3的至少部分伸入外壳1内，且输出杆3连接于驱动组件2的输出端，并可在驱动组件2的驱动下沿输出杆3的轴向移动。电位器4包括电阻片41及金属划片42，电阻片41固定于外壳1内并沿输出杆3的轴向延伸设置，且电阻片41用于接入外电路，金属划片42固定于输出杆3上，金属划片42接触于电阻片41并可沿电阻片41滑动，以改变电阻片41用于接入外电路的部分的长度，也即是改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值。此处需要说明的是，工作时，输出杆3在驱动组件2的驱动下沿输出杆3的轴向移动，输出杆3上的金属划片42也与输出杆3同步沿输出杆3的轴向移动，此时输出杆3相对于外壳1运动，则外壳1内的电阻片41相对于外壳1静止，如此，金属划片42滑动于电阻片41上，以改变电阻片41接入外电路的部分的长度，从而改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值，也即是外电路检测到的电阻片41的电阻值发生了改变。其中，输出杆3的轴向如图2中示意的水平方向y，为输出杆3和金属划片42的直线运动方向。

本申请实施例中，通过电位器4的电阻片41设于外壳1内，电位器4的金属划片42设于输出杆3上，以使得工作时，当输出杆3在驱动组件2的驱动下沿输出杆3的轴向直线移动时，输出杆3上的金属划片42与输出杆3同步移动，从而使得金属划片42滑动于电阻片41上，以改变电阻片41接入外电路的部分的长度，从而改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值，也即是电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值随着输出杆3沿轴向的移动而变化，如此，外电路检测到的电阻值为电阻片41接入外电路的部分的电阻值，通过外电路检测到的电阻片41接入部分的电阻值能够准确地获取输出杆3的运动位置，即使输出杆3在舵机断电的情况下移动，也能够通过电阻片41接入外电路的部分的电阻值准确地获取输出杆3的运动位置，从而使得实施例中的直线舵机能够准确、可靠地反馈其输出杆3的实时位置。

请一并参阅图4至图6，在本实施例中，输出杆3上设有固定部321，固定部321上设有限位槽301，金属划片42上设有第一限位部421，第一限位部421沿第一方向x限位于限位槽301内。此处需要说明的是，限位槽301沿第一方向x上具有两相对的槽壁，第一限位部421设于限位槽301内，并抵紧于限位槽301沿第一方向x上的两个槽壁之间，从而实现金属划片42沿第一方向x上的限位，避免输出杆3带动金属划片42直线移动时金属划片42沿第一方向x窜动而影响金属划片42改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值。其中，第一方向x垂直于输出杆3的轴向，也即是，第一方向x为输出杆3的径向，具体如图4及图5中示意的方向x。

可选地，本实施例中，固定部321上设有两个限位槽301，两个限位槽301沿第一方向x间隔分布。相应的，第一限位部421也设置为两个，两个第一限位部421沿第一方向x间隔分布，两个第一限位部421分别一一对应限位于两个限位槽301内，加强金属划片42和输出杆3的连接强度。

请一并参阅图4至图6，在本实施例中，固定部321沿输出杆3的轴向上具有两个相对的端面，两个第一限位部421上均设有两个第二限位部422，且每个第一限位部421上的两个第二限位部422沿输出杆3的轴向间隔分布，两个第二限位部422分别抵紧于固定部321沿输出杆3的轴向上的两个端面上，也即是固定部321抵紧于两个第二限位部422之间，从而实现金属划片42沿输出杆3的轴向上的限位，避免输出杆3带动金属划片42直线移动时金属划片42沿输出杆3的轴向窜动而影响电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值的准确性，提高电阻值的准确性，从而提高输出杆3的运动位置的准确性，从而实现输出杆3的位置的准确、可靠地反馈。

请一并参阅图2及图3，在本实施例中，驱动组件2包括电机21及丝杆22，电机21和丝杆22均设于外壳1内，丝杆22连接于电机21的输出端，并可在电机21的驱动下转动。输出杆3平行于丝杆22，且输出杆3套设于丝杆22上，并与丝杆22形成螺纹连接，以实现输出杆3和丝杆22的传动连接。工作时，电机21启动，以带动丝杆22转动，输出杆3在丝杆22的传动作用下沿其轴向移动，从而使得输出杆3上的金属划片42滑动于电阻片41上，以改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值，从而实现对输出杆3的位置确定。

请一并参阅图2及图7，在本实施例中，丝杆22内开设有安装槽201，安装槽201沿丝杆22的轴向延伸设置，且安装槽201的截面呈D形，安装槽201的截面垂直于丝杆22的轴向。相应的，电机21的输出轴的截面呈D形，电机21的输出轴的截面垂直于丝杆22的的轴向。电机21的输出轴安装于安装槽201内，并与丝杆22形成过盈配合。工作时，电机21启动，以使得电机21的输出轴转动，从而使得丝杆22在电机21的输出轴的驱动下转动。由于安装槽201呈D形，电机21的输出轴也呈D形，且丝杆22与电机21的输出轴呈过盈配合，加强电机21的输出轴与丝杆22的连接强度，避免电机21的输出轴转动时丝杆22与电机21的输出轴相对打滑的现象，提高电机21驱动丝杆22转动，而带动输出杆3移动的准确性，从而提高金属划片42滑动于电阻片41上以改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值的准确、可靠性，提高舵机的位置反馈的可靠性。

请一并参阅图2及图3，在本实施例中，输出杆3包括套筒31及筒状的螺接件32，螺接件32的至少部分固定于套筒31内，且螺接件32的内周壁上具有内螺纹，丝杆22贯穿螺接件32并与螺接件32形成螺纹连接。并且，金属划片42固定于螺接件32上和/或套筒31上；此处需要说明的是，丝杆22贯穿螺接件32，且丝杆22的至少部分设于套筒31内，并与套筒31平行设置。工作时，电机21启动以带动电机21的输出轴转动，丝杆22在电机21的输出轴的带动下转动，由于丝杆22与螺接件32形成螺纹连接，则此时螺接件32在丝杆22的转动下沿套筒31的轴向移动，此时套筒31与螺接件32同时沿套筒31的轴向移动，如此，套筒31和/或螺接件32则可带动金属划片42滑动于电阻片41上，以改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值，从而获取套筒31的实际移动位置。

其中，此处还需要说明的是，金属划片42固定于螺接件32上。螺接件32包括螺接部322和上述的固定部321，螺接部322和固定部321沿套筒31的轴向依次形成连接，且固定部321和螺接部322内均设有内螺纹，丝杆22依次贯穿固定部321和螺接部322，并分别与固定部321、螺接部322形成螺纹连接。螺接部322设于套筒31内并与套筒31形成螺纹固定，固定部321设于套筒31外，且金属划片42设于固定部321上。

在具体的实施例中，输出杆3还包括拉环33，拉环33设于套筒31背离螺接件32的一端上，且拉环33设于外壳1外。

请一并参阅图2及图3，在本实施例中，驱动组件2还包括设于外壳1内的垫片23和卡簧24。垫片23套设于丝杆22上且沿丝杆22的轴向限位于外壳1内，丝杆22上还套设有卡簧24，卡簧24卡住丝杆22并固定于垫片23上，也即是，丝杆22依次穿过垫片23和卡簧24，丝杆22在卡簧24的作用下只能够与垫片23同时沿轴向移动，且由于垫片23沿轴向限位于外壳1内，如此，丝杆22在垫片23和卡簧24的限位作用下无法沿丝杆22的轴向移动，从而限制了丝杆22的轴向移动，避免丝杆22沿轴向从电机21的输出轴被拔出，提高电机21驱动丝杆22转动而带动输出杆3移动的准确性，避免丝杆22在电机21的带动下沿轴向下窜动影响丝杆22的轴向位置而导致输出杆3的轴向位置受到影响，从而提高金属划片42滑动于电阻片41上以改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值的准确、可靠性，提高舵机的位置反馈的可靠性。

请一并参阅图1至图3、以及图8，在本实施例中，外壳1包括第一壳体11及设于第一壳体11上的第二壳体12，第一壳体11及第二壳体12沿输出杆3的轴向分布。电机21设于第一壳体11内，输出杆3的至少部分设于第二壳体12内，且电阻片41设于第二壳体12的内壁上。垫片23沿输出杆3的轴向抵紧于第一壳体11及第二壳体12之间。此处需要说明的是，第一壳体11上具有台阶111，垫片23抵紧于第一壳体11的台阶111及第二壳体12的端面之间，从而实现垫片23沿轴向上的限位。在卡簧24和垫片23的作用下，使得丝杆22只受到剪切力，而不受到轴向力，从而使得丝杆22只有转动一个自由度，以使丝杆22在电机21的输出轴的转动下转动而不受其他因素的影响，提高电机21驱动丝杆22转动的准确、可靠性。

请参阅图2，在本实施例中，驱动组件2还包括设于外壳1内的轴承25，丝杆22穿过轴承25并与轴承25形成过盈配合。此处需要说明的是，轴承25设于第一壳体11内，且丝杆22贯穿第一轴承25并与第一轴承25形成过盈配合，提高丝杆22在电机21的驱动下转动的稳定性，从而提高输出杆3在丝杆22的传动下沿轴向直线移动的稳定性。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：电机21的输出轴上连接有第一传动件，丝杆22上设有第二传动件，第一传动件传动连接于第二传动件，且丝杆22平行于电机21的输出轴。此处需要说明的是，第一传动件及第二传动件均为直齿轮，第一传动件啮合于第二传动件。工作时，电机21启动以实现电机21的输出轴的转动，从而驱动第一传动件转动，此时由于第一传动件啮合于第二传动件，则第二传动件相应发生转动，从而实现丝杆22的转动，以实现输出杆3在丝杆22的传动下的轴向移动。如此，金属划片42在输出杆3的直线移动的带动下滑动于电阻片41上，以改变电阻片41用于接入外电路的部分的电阻值，通过外电路检测到的电阻片41接入的部分的电阻值能够准确地得知输出杆3的移动位置。

本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直线舵机，其特征在于，包括：

外壳；

驱动组件，设于所述外壳内；

输出杆，连接于驱动组件的输出端，并可在所述驱动组件的驱动下沿其轴向移动；

电位器，包括固定于所述外壳内且接入外电路的电阻片及固定于所述输出杆上的金属划片，所述金属划片在所述输出杆沿其轴向移动时滑动于所述电阻片上，以改变所述电阻片用于接入外电路的电阻值。

2.如权利要求1所述的直线舵机，其特征在于，所述输出杆上设有固定部，所述固定部上设有限位槽，所述金属划片上设有第一限位部，所述第一限位部沿第一方向限位于所述限位槽内；所述第一方向垂直于所述输出杆的轴向。

3.如权利要求2所述的直线舵机，其特征在于，所述第一限位部上设有沿所述输出杆的轴向间隔分布的两个第二限位部，所述固定部抵紧于两个所述第二限位部之间。

4.如权利要求1所述的直线舵机，其特征在于，所述驱动组件包括电机及连接于所述电机输出端的丝杆，所述输出杆套设于所述丝杆上并与所述丝杆形成螺纹连接。

5.如权利要求4所述的直线舵机，其特征在于，所述丝杆内开设有截面呈D形的安装槽，所述电机的输出轴的截面呈D形，所述电机的输出轴安装于所述安装槽内，并与所述丝杆形成过盈配合；所述电机的输出轴的截面与所述安装槽的截面均垂直于所述输出杆的轴向。

6.如权利要求4所述的直线舵机，其特征在于，所述电机的输出轴上连接有第一传动件，所述丝杆上设有第二传动件，所述第一传动件传动连接于所述第二传动件，且所述丝杆平行于所述电机的输出轴。

7.如权利要求4-6任一项所述的直线舵机，其特征在于，所述输出杆包括套筒及筒状的螺接件，所述螺接件的至少部分固定于所述套筒内，且所述金属划片固定于所述螺接件和/或所述套筒上；所述丝杆贯穿所述螺接件，并与所述螺接件形成螺纹连接。

8.如权利要求4-6任一项所述的直线舵机，其特征在于，所述驱动组件还包括设于所述外壳内的垫片，所述垫片套设于所述丝杆上；所述丝杆上还套设有卡簧，所述卡簧固定于所述垫片上，以限制所述丝杆的轴向移动。

9.如权利要求8所述的直线舵机，其特征在于，所述外壳包括第一壳体及设于所述第一壳体上的第二壳体，所述电机设于所述第一壳体内，所述输出杆的至少部分设于所述第二壳体内，且所述电阻片设于所述第二壳体的内壁上；所述垫片沿所述输出杆的轴向抵紧于所述第一壳体及所述第二壳体之间。

10.如权利要求4-6任一项所述的直线舵机，其特征在于，所述驱动组件还包括设于所述外壳内的轴承，所述丝杆穿过所述轴承并与所述轴承形成过盈配合。

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