CN215733875U - 一种舵机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种舵机，包括舵机本体(1)、上盖(2)、下盖(3)以及相互啮合的齿轮组，所述齿轮组位于舵机本体(1)内，其包括输出齿轮(20)，该输出齿轮位于舵机本体(1)的居中部位，有效利用壳体的内部空间；输出齿轮(20)的下方设有空心杯电机(12)，输出齿轮(20)与空心杯电机(12)之间设有电位器(22)，由于输出齿轮(20)设置在电机的上方，电位器就只能设置在中间，这样才能检测输出齿轮的角度；下盖(3)的下方设有舵盘(22)，为连接小臂舵机做准备。采用本实用新型的舵机，使二头肌居中正常转动的同时能够带动小臂正常活动。

Description

一种舵机
技术领域
本实用新型属于机器人配件技术领域。具体是涉及一种舵机。
背景技术
舵机由电路板、电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成。其工作原理是由机器人的主控板发出控制信号给舵机，经由舵机电路板上的单片机作出相应的处理，判断转动方向、再驱动无核心马达开始转动，通过减速齿轮组将动力传递至摆动臂，同时又将位置检测传感器送回检测信号，判断是否已经达到预定位置。舵机是遥控模型、人形机器人控制动作的动力来源，同时也是驱动机器人关节活动的重要运动执行装置。
例如授权公告号为CN 207616609U的中国实用新型专利，其公开了一种舵机和机器人，舵机包括壳体、减速机构、电机、控制板、控制线和电位器，所述减速机构包括输出轴承、输出齿轮组和变速齿轮组；所述输出轴承的一端与电位器轴连接，输出轴承的另一端与输出齿轮组轴连接，所述变速齿轮组与电机轴连接，所述输出齿轮组与变速齿轮组啮合，所述电位器通过控制线与控制板电连接，所述电机与控制板电连接。本实用新型通过所述输出轴承、输出齿轮组和变速齿轮组可使舵机进行360°旋转，在装配调试过程中，有效避免因作用在输出轴的外力过大而造成齿轮损坏，该实用新型将原来的将输出齿轮组和变速齿轮组均改为铝材料，重量轻、价格低，且刚性强，耐磨损，因而整体上减轻了舵机的重量和成本。但该舵机仅适用于机器人内部空间较大时，并不适用于机器人的二头肌关节。
实用新型内容
为克服上述现有技术中的缺陷与不足，本实用新型提供一种舵机，解决现有技术中机器人内部空间较小时无法正常运转的情况。
为实现上述目的本实用新型的技术方案是：一种舵机，包括舵机本体、上盖、下盖以及相互啮合的齿轮组，所述齿轮组位于舵机本体内，其包括输出齿轮，该输出齿轮位于舵机本体的居中部位，有效利用壳体的内部空间。
在上述任一方案中优选的是，所述输出齿轮的下方设有空心杯电机，输出齿轮与空心杯电机之间设有电位器，由于电机设置在输出齿轮的下方，电位器就只能设置在中间，这样才能检测输出齿轮的角度。
在上述任一方案中优选的是，所述电位器固定在舵机PCB电路板上。
在上述任一方案中优选的是，所述下盖的下方设有舵盘，为连接小臂舵机做准备。
在上述任一方案中优选的是，所述舵机上带有上出线结构和下出线结构，由于电位器位于舵机本体的中间部位，为了有效利用壳体的内部空间设置了上出线结构和下出线结构。
在上述任一方案中优选的是，所述舵机本体内还设有一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、四级齿轮、五级齿轮、六级齿轮和马达齿轮。
在上述任一方案中优选的是，所述一级齿轮、二级齿轮、三级齿轮、四级齿轮、五级齿轮和六级齿轮选用铁齿加铝合金齿制造；马达齿轮选用铜合金制造；输出齿轮选用铝合金齿。
在上述任一方案中优选的是，所述上盖的端部开有圆孔，舵机本体中的输出齿轮穿过该圆孔。
在上述任一方案中优选的是，所述上盖和下盖上均开有螺纹孔，其采用上下各三根螺钉穿过螺纹孔将上盖、舵机本体以及下盖连接在一起。
在上述任一方案中优选的是，所述输出齿轮的齿轮轴上设有含油轴承。
附图说明
图1为按照本实用新型的舵机一优选实施例的结构示意图。
图2为按照本实用新型的舵机图1所示优选实施例的拆分图。
图3为按照本实用新型的舵机图1所示优选实施例的内部结构示意图。
图4为按照本实用新型的舵机图1所示优选实施例中齿轮组的结构示意图。
标注的部件名称说明：舵机本体1，空心杯电机12，一级齿轮13，二级齿轮14，三级齿轮15，四级齿轮16，五级齿轮17，六级齿轮18，铜环19，输出齿轮20，舵机PCB电路板21，电位器22，马达齿轮23，上盖2，下盖3，螺钉4，上出线结构5和下出线结构6。
具体实施方式
以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本实用新型舵机的具体实施方式作进一步的说明。
如图1-3所示，按照本实用新型的舵机一优选实施例的结构示意图。本实用新型的舵机，包括舵机本体1、上盖2、下盖3以及相互啮合的齿轮组，所述齿轮组位于舵机本体1内，其包括输出齿轮20，该输出齿轮位于舵机本体1的居住部位，有效利用壳体的内部空间。
在本实施例中，该舵机整体尺寸为53.4mm×26.4mm×22.5mm；从尺寸上明显看出，该舵机属于瘦高型，更加适合用作二头肌关节，便于埋入机器人的大臂内部。
在本实施例中，所述输出齿轮20的下方设有空心杯电机12，输出齿轮20与空心杯电机12之间设有电位器22，由于电机设置在输出齿轮的下方，电位器就只能设置在中间，这样才能检测输出齿轮的角度。
由于要求电机尺寸太小，有需要强大的扭矩，所以采用了空心杯结构，扭矩得以最大释放，堵转扭矩能够达到35g.cm，非常强劲；另外，为了减少噪音，采用铜合金材料制作马达齿。
在本实施例中，所述电位器22固定在舵机PCB电路板21上。本次采用的圆柱形的空心杯电机，所以舵机板PCB电路板的后端是圆形剪裁，而且舵机板PCB电路板采用了1.0mm加厚处理。
在本实施例中，所述下盖3的下方设有舵盘31，为连接小臂舵机做准备。
在本实施例中，所述舵机上带有上出线结构5和下出线结构6(见图1所示)，由于电位器位于舵机本体的中间部位，为了有效利用壳体的内部空间设置了上出线结构5和下出线结构6。
该款舵机包括上引出线和下引出线，走线方式为：将上引出线焊接在上盖2上的舵机PCB电路板21上，电位器22固定在舵机PCB电路板21上，同时使电位器22上的小孔与输出齿轮20上的电位器轴配合，然后盖上电路板，引出线从上盖2上的上出线结构5的孔引出；将下引出线焊接在下盖3上的舵机PCB电路板21上，电位器22固定在舵机PCB电路板21上，同时使电位器22上的小孔与输出齿轮20上的电位器轴配合，然后盖上电路板，引出线从下盖3上的下出线结构6的孔引出。
如图4所示，按照本实用新型的舵机图1所示优选实施例中齿轮组的结构示意图。
在本实施例中，所述舵机本体1内还设有一级齿轮13、二级齿轮14、三级齿轮15、四级齿轮16、五级齿轮17、六级齿轮18和马达齿轮23。
齿轮组的工作过程为：马达齿轮23与一级齿轮13活动啮合；在一级齿轮13的转动轴上还安装有一级小齿轮，该一级小齿轮处于一级齿轮13的上部并与一级齿轮13同轴连接；所述一级小齿轮与二级齿轮14活动啮合，在二级齿轮14的转动轴上还套装有二级小齿轮，该二级小齿轮处于二级齿轮14的上部并与二级齿轮14同轴固定连接；所述二级小齿轮与三级齿轮15活动啮合，在三级齿轮15的转动轴上还套装有三级小齿轮，该三级小齿轮处于三级齿轮15的上部并与三级齿轮15同轴连接；所述三级小齿轮与四级齿轮16活动啮合，在四级齿轮16的转动轴上套装有四级小齿轮，所述四级小齿轮处于四级齿轮16的上部并与四级齿轮16同轴固定连接；所述四级小齿轮与五级齿轮17活动啮合，在五级齿轮17的转动轴上还套装有五级小齿轮，该五级小齿轮处于五级齿轮17的上部并与五级齿轮17同轴连接；所述五级小齿轮与六级齿轮18活动啮合，在六级齿轮18的转动轴上套装有六级小齿轮，所述六级小齿轮处于六级齿轮18的上部并与六级齿轮18同轴固定连接，六级小齿轮与输出齿轮20的输出轴的输入端上输入齿轮活动啮合。输出齿轮20的输出轴的输出端穿过上盖2并裸露在上盖2外。
在本实施例中，所述一级齿轮13的齿轮轴直径为1.2mm；二级齿轮14、四级齿轮16的齿轮轴直径为1.5mm；三级齿轮15、五级齿轮17的齿轮轴直径为2.0mm；六级齿轮18的齿轮轴直径为2.0mm；输出齿轮20的齿轮轴直径为8.0mm。
在本实施例中，所述一级齿轮13、二级齿轮14、三级齿轮15、四级齿轮16、五级齿轮17和六级齿轮18选用铁齿加铝合金齿制造；输出齿轮20选用铝合金齿。
由于本次的输出轮20选用铝合金材料，要将联轴器一部分压入到齿轮内，紧配合。联轴器下半段是D型头，直接插入电位器内。电位器采用360°连续旋转电位器，但是电气量程为280°。该电位器的D型孔直径为1.4mm，深度为2mm；那么联轴器的下段也设计为1.4mm直径，2mm长度。联轴器采用304不锈钢机加工成型。
在本实施例中，所述上盖2的端部开有圆孔，舵机本体1中的输出齿轮20穿过该圆孔。
在本实施例中，所述上盖2和下盖3上均开有螺纹孔，其采用上下各三根螺钉4穿过螺纹孔将上盖2、舵机本体1以及下盖3连接在一起。
在舵机本体1的其中三个边角处共开设有螺纹孔；在上盖2的其中三个边角与舵机本体1上开设的螺纹孔相互对应的螺纹孔；在下盖3的其中三个边角开设有与舵机本体1以及上盖2上开设的螺纹孔相互对应的螺纹孔。
在组装时，首先将上盖2、舵机本体1以及下盖3相互对应的卡槽扣合在一起，然后取三根螺钉4分别放入上盖2中将上盖2与舵机本体1连接在一起，最后取三根螺钉4放入下盖3中将下盖3与舵机本体1连接在一起。
本次的舵机设计成上盖和下盖各有3根螺钉的形式。依照传统的舵机设计方式一般采用4根螺钉的方式，本次由于正截面尺寸太小，所以专门才用3根螺钉的设计。
在本实施例中，所述输出齿轮20的齿轮轴上设有含油轴承19。
本领域技术人员不难理解，本实用新型的舵机包括本说明书中各部分的任意组合。限于篇幅且为了使说明书简明，在此没有将这些组合一一详细介绍，但看过本说明书后，由本说明书构成的各部分的任意组合构成的本实用新型的范围已经不言自明。

Claims (10)

1.一种舵机，包括舵机本体(1)、上盖(2)、下盖(3)以及相互啮合的齿轮组，其特征在于：所述齿轮组位于舵机本体(1)内，其包括输出齿轮(20)，该输出齿轮位于舵机本体(1)的居中部位。
2.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：输出齿轮(20)的下方设有空心杯电机(12)，输出齿轮(20)与空心杯电机(12)之间设有电位器(22)。
3.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：电位器(22)固定在舵机PCB电路板(21)上。
4.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：下盖(3)的下方设有舵盘(31)，为连接小臂舵机做准备。
5.如权利要求1-4中任一项所述的舵机，其特征在于：所述舵机上带有上出线结构(5)和下出线结构(6)。
6.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：舵机本体(1)内还设有一级齿轮(14)、二级齿轮(15)、三级齿轮(16)、四级齿轮(17)、五级齿轮(18)、六级齿轮(19)和马达齿轮(23)。
7.如权利要求6所述的舵机，其特征在于：马达齿轮(23)选用铜合金；一级齿轮(13)、二级齿轮(14)、三级齿轮(15)、四级齿轮(16)、五级齿轮(17)和六级齿轮(18)铁齿加铝合金齿制造；输出齿轮(20)选用铝合金齿。
8.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：上盖(2)的端部开有圆孔，舵机本体(1)中的输出齿轮(20)穿过该圆孔。
9.如权利要求1所述的舵机，其特征在于：上盖(2)和下盖(3)上均开有螺纹孔，其采用上下各三根螺钉(4)穿过螺纹孔将上盖(2)、舵机本体(1)以及下盖(3)连接在一起。
10.如权利要求1或2所述的舵机，其特征在于：输出齿轮(20)的齿轮轴上设有含油轴承(19)。
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