CN220382881U - 一种微型舵机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微型舵机，包括上壳(1)、中壳(2)、下壳(3)、直流电机(4)以及相互啮合的齿轮组(6)，齿轮组(6)包括位于中壳(2)内的直流电机(4)上的起步齿轮(61)、一级双联齿轮(62)、二级双联齿轮(63)、三级双联齿轮(64)和四级双联齿轮(65)和输出轴(66)，输出轴(66)上带有输出齿轮，所述输出齿轮与起步齿轮(61)啮合，上述的齿轮的齿数、模数、减速比均满足舵机狭小空间下能够正常工作。本实用新型中微型舵机的齿轮组选用双联齿轮使得舵机整体尺寸大幅缩小，外形更加小巧；同时，舵机拥有符合使用要求的扭矩。

Description

一种微型舵机

技术领域

本实用新型属于机器人配件技术领域。具体是涉及一种微型舵机。

背景技术

舵机由电路板、电机、减速齿轮组、位置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IC作出相应的处理，驱动电机开始转动，通过减速齿轮组将动力传递至摆动臂，同时位置传感器将检测信号返回给IC，判断是否已经达到预定位置。舵机是遥控模型、人形机器人驱动的主要动力来源，同时也是驱动机器人关节活动的重要执行装置。

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。但该舵机在机器人内部占据较大的空间。

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微型舵机，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：一种微型舵机，包括上壳、中壳、下壳、直流电机、电路板以及相互啮合的齿轮组，所述齿轮组包括位于中壳内的直流电机上的起步齿轮、一级双联齿轮、二级双联齿轮、三级双联齿轮和四级双联齿轮和输出轴，输出轴上带有输出齿轮，所述输出齿轮与起步齿轮啮合，上述的齿轮的齿数、模数、减速比均满足舵机狭小空间下能够正常工作。本实用新型中微型舵机的齿轮组选用双联齿轮使得舵机整体尺寸大幅缩小，外形更加小巧；同时，舵机拥有符合使用要求的扭矩。

优选的是，所述输出轴由输出轴花键、输出轴齿片、输出轴轮轴以及径向充磁磁铁组成；输出轴花键与输出轴齿片压配在输出轴轮轴的两端，或者输出轴齿片与输出轴轮轴一体成型；径向充磁磁铁固定在输出轴齿片上的环形凸台中；输出轴花键的下方设有限位环。

在上述任一方案中优选的是，所述输出轴在被完整压配完成前，三级双联齿轮与限位环串在输出轴轮轴上；三级双联齿轮与限位环的轴孔与输出轴轮轴间隙配合；三级双联齿轮在输出轴轮轴上圆周转动，限位环限制三级双联齿轮在输出轴轮轴上的轴向窜动。

在上述任一方案中优选的是，所述一级双联齿轮、二级双联齿轮分别位于第一齿轮轮轴、第二齿轮轮轴上，第一齿轮轮轴的两端分别固定在上壳和中壳上，一级双联齿轮的轴孔与第一齿轮轮轴间隙配合，一级双联齿轮在第一齿轮轮轴上作圆周转动；第二齿轮轮轴的两端分别固定在上壳和中壳上，二级双联齿轮与四级双联齿轮的轴孔与第二齿轮轮轴间隙配合，二级双联齿轮与四级双联齿轮在第二齿轮轮轴上作圆周转动。

在上述任一方案中优选的是，所述输出轴轮轴的两端设有第一轴承和第二轴承，第一轴承和第二轴承分别与上壳、中壳紧配合；输出轴的输出轴花键、输出轴齿片分别与第一轴承、第二轴承形成间隙配合，输出轴被限制在轴承中心连线上作圆周转动。

在上述任一方案中优选的是，所述电路板上设有磁霍尔芯片，磁霍尔芯片通过检测输出轴上的径向充磁磁铁的磁场方向变化来确定输出轴当前位置。

在上述任一方案中优选的是，所述上壳与下壳上开有螺钉过孔，中壳开有螺钉底孔，上壳、下壳与中壳分别采用四根螺钉穿过螺钉过孔将上壳、下壳与中壳连接在一起；上壳上开有上壳止口、下壳上开有下壳止口、中壳的上下端面上开有中壳凹槽，便于上壳与中壳、下壳装配时进行定位。

在上述任一方案中优选的是，所述中壳的两侧均开有进出线孔，方便引出线安装。

在上述任一方案中优选的是，所述直流电机选用微型空心杯电机。

附图说明

图1为按照本实用新型的微型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微型舵机图1所示优选实施例的拆分图。

图3为按照本实用新型的微型舵机图1所示优选实施例中齿轮组的结构示意图。

图4为按照本实用新型的微型舵机图3所示优选实施例的输出轴的结构示意图。

图5为按照本实用新型的微型舵机图3所示优选实施例中输出轴装配完成的结构示意图。

图6为按照本实用新型的微型舵机图1所示优选实施例中壳体的结构示意图。

图7为按照本实用新型的微型舵机图1所示优选实施例中电路板的结构示意图。

标注的部件名称说明：上壳1，上壳止口11，中壳2，中壳凹槽21，下壳3，下壳止口31，电机4，电路板5，磁霍尔芯片51，齿轮组6，起步齿轮61，一级双联齿62，二级双联齿63，三级双联齿64，四级双联齿65，输出轴66，输出轴花键661，输出轴齿片662，输出轴轮轴663，径向充磁磁铁664，第一轮轴611，第二轮轴612，第一轴承621，第二轴承622，限位环631，螺钉7。

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、图2所示，按照本实用新型的微型舵机一优选实施例的结构示意图。本实用新型的微型舵机，，包括上壳1、中壳2、下壳3、直流电机4、电路板5以及相互啮合的齿轮组6，所述齿轮组6包括位于中壳2内的直流电机4上的起步齿轮61、一级双联齿轮62、二级双联齿轮63、三级双联齿轮64和四级双联齿轮65和输出轴66，输出轴66上带有输出齿轮，所述输出齿轮与起步齿轮61啮合，上述的齿轮的齿数、模数、减速比均满足舵机狭小空间下能够正常工作。本实用新型中微型舵机的齿轮组选用双联齿轮使得舵机整体尺寸大幅缩小，外形更加小巧；同时，舵机拥有符合使用要求的扭矩。

齿轮组6中齿轮的配合关系为：起步齿轮61与一级双联齿62的齿片啮合，一级双联齿62的轴齿与二级双联齿63的齿片啮合，二级双联齿63的轴齿与三级双联齿64的齿片啮合，三级双联齿64的轴齿与四级双联齿65的齿片啮合，四级双联齿65的轴齿与输出轴66的输出轴齿片662啮合，同级双联齿的轴齿和齿片可以通过压配构成一个完整的零件，也可以通过注塑、粉末冶金等工艺一体成型。

在本实施例中，所述上壳1与下壳3上开有螺钉过孔，中壳2开有螺钉底孔，上壳1、下壳3与中壳2分别采用四根螺钉7穿过螺钉过孔将上壳1、下壳3与中壳2连接在一起；上壳1上开有上壳止口11、下壳3上开有下壳止口31、中壳2的上下端面上开有中壳凹槽21，便于上壳1与中壳2、下壳3装配时进行定位(见图6所示)。

在本实施例中，所述中壳2的两侧均开有进出线孔，方便引出线安装。

在本实施例中，所述直流电机4选用微型空心杯电机。

如图3-图5所示，按照本实用新型的微型舵机图1所示优选实施例中齿轮组的结构示意图。

在本实施例中，所述输出轴66由输出轴花键661、输出轴齿片662、输出轴轮轴663以及径向充磁磁铁664组成；输出轴花键661与输出轴齿片662压配在输出轴轮轴663的两端，或者输出轴齿片662与输出轴轮轴663一体成型；径向充磁磁铁664固定在输出轴齿片662上的环形凸台中；输出轴花键661的下方设有限位环631。

在本实施例中，所述输出轴66在被完整压配完成前，三级双联齿轮64与限位环631串在输出轴轮轴663上；三级双联齿轮64与限位环631的轴孔与输出轴轮轴663间隙配合；三级双联齿轮64在输出轴轮轴663上圆周转动，限位环631限制三级双联齿轮64在输出轴轮轴663上的轴向窜动。

在本实施例中，所述一级双联齿轮62、二级双联齿轮63分别位于第一齿轮轮轴611、第二齿轮轮轴612上，第一齿轮轮轴611的两端分别固定在上壳1和中壳2上，一级双联齿轮62的轴孔与第一齿轮轮轴611间隙配合，一级双联齿轮62在第一齿轮轮轴611上作圆周转动；第二齿轮轮轴612的两端分别固定在上壳1和中壳2上，二级双联齿轮63与四级双联齿轮65的轴孔与第二齿轮轮轴612间隙配合，二级双联齿轮63与四级双联齿轮65在第二齿轮轮轴612上作圆周转动。

在本实施例中，所述输出轴轮轴663的两端设有第一轴承621和第二轴承622，第一轴承621和第二轴承622分别与上壳1、中壳2紧配合；输出轴66的输出轴花键661、输出轴齿片662分别与第一轴承621、第二轴承622形成间隙配合，输出轴66被限制在轴承中心连线上作圆周转动。

最后参阅图7所示，按照本实用新型的微型舵机图1所示优选实施例中电路板的结构示意图。

在本实施例中，所述电路板5上设有磁霍尔芯片51，磁霍尔芯片51通过检测输出轴64上的径向充磁磁铁664的磁场方向变化来确定输出轴当前位置。

本实用新型的微型舵机的组装方式为：在成品组装前，电路板5应焊接完整，包括主控芯片、磁霍尔芯片51、进出线的焊线等；输出轴66应压配完成，且限位环631、三级双联齿64已按正确顺序串在输出轴轮轴663上；第一轴承621、第二轴承622应分别压配在上壳1与中壳2上；第一轮轴611，第二轮轴612压配到中壳2上的轮轴孔内；起步齿轮61按照设计高度压装在电机4上。

本实用新型的微型舵机的组装顺序为：首先将起步齿轮61的电机4压配到中壳2上；然后将带有二级双联齿63、输出轴66、四级双联齿65共同装在中壳2上；然后安装一级双联齿62并扣上上壳1，接着拧上上壳1与中壳2的四颗螺钉7；将电路板5按压进中壳2的相应位置上；最后扣上下壳3，并拧上下壳3与中壳2的四颗螺钉7。

本领域技术人员不难理解，本实用新型的微型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 (9)

1.一种微型舵机，包括上壳(1)、中壳(2)、下壳(3)、直流电机(4)、电路板(5)以及相互啮合的齿轮组(6)，其特征在于：齿轮组(6)包括位于中壳(2)内的直流电机(4)上的起步齿轮(61)、一级双联齿轮(62)、二级双联齿轮(63)、三级双联齿轮(64)和四级双联齿轮(65)和输出轴(66)，输出轴(66)上带有输出齿轮，所述输出齿轮与起步齿轮(61)啮合。

2.如权利要求1所述的微型舵机，其特征在于：输出轴(66)由输出轴花键(661)、输出轴齿片(662)、输出轴轮轴(663)以及径向充磁磁铁(664)组成；输出轴花键(661)与输出轴齿片(662)压配在输出轴轮轴(663)的两端，或者输出轴齿片(662)与输出轴轮轴(663)一体成型；径向充磁磁铁(664)固定在输出轴齿片(662)上的环形凸台中；输出轴花键(661)的下方设有限位环(631)。

3.如权利要求1或2所述的微型舵机，其特征在于：输出轴(66)在被完整压配完成前，三级双联齿轮(64)与限位环(631)串在输出轴轮轴(663)上；三级双联齿轮(64)与限位环(631)的轴孔与输出轴轮轴(663)间隙配合；三级双联齿轮(64)在输出轴轮轴(663)上圆周转动，限位环(631)限制三级双联齿轮(64)在输出轴轮轴(663)上的轴向窜动。

4.如权利要求1所述的微型舵机，其特征在于：一级双联齿轮(62)、二级双联齿轮(63)分别位于第一齿轮轮轴(611)、第二齿轮轮轴(612)上，第一齿轮轮轴(611)的两端分别固定在上壳(1)和中壳(2)上，一级双联齿轮(62)的轴孔与第一齿轮轮轴(611)间隙配合，一级双联齿轮(62)在第一齿轮轮轴(611)上作圆周转动；第二齿轮轮轴(612)的两端分别固定在上壳(1)和中壳(2)上，二级双联齿轮(63)与四级双联齿轮(65)的轴孔与第二齿轮轮轴(612)间隙配合，二级双联齿轮(63)与四级双联齿轮(65)在第二齿轮轮轴(612)上作圆周转动。

5.如权利要求3所述的微型舵机，其特征在于：输出轴轮轴(663)的两端设有第一轴承(621)和第二轴承(622)，第一轴承(621)和第二轴承(622)分别与上壳(1)、中壳(2)紧配合；输出轴(66)的输出轴花键(661)、输出轴齿片(662)分别与第一轴承(621)、第二轴承(622)形成间隙配合，输出轴(66)被限制在轴承中心连线上作圆周转动。

6.如权利要求1所述的微型舵机，其特征在于：电路板(5)上设有磁霍尔芯片(51)，磁霍尔芯片(51)通过检测输出轴(66)上的径向充磁磁铁(664)的磁场方向变化来确定输出轴当前位置。

7.如权利要求1所述的微型舵机，其特征在于：上壳(1)与下壳(3)上开有螺钉过孔，中壳(2)开有螺钉底孔，上壳(1)、下壳(3)与中壳(2)分别采用四根螺钉(7)穿过螺钉过孔将上壳(1)、下壳(3)与中壳(2)连接在一起；上壳(1)上开有上壳止口(11)、下壳(3)上开有下壳止口(31)、中壳(2)的上下端面上开有中壳凹槽(21)，便于上壳(1)与中壳(2)、下壳(3)装配时进行定位。

8.如权利要求1或7所述的微型舵机，其特征在于：中壳(2)的两侧均开有进出线孔。

9.如权利要求1所述的微型舵机，其特征在于：直流电机(4)选用微型空心杯电机。