TWI402026B - Can be connected in series servo machine and its transfer structure - Google Patents

Description

可串接之伺服機及其轉接結構

本發明與機器人用之伺服機有關，特別是指一種可相互串接之伺服機及其轉接結構。

RC伺服機原本主要是應用於遙控玩具之角度定位控制，如遙控船之船舵或帆角、遙控汽車之方向舵，以及遙控飛機之升降舵或副翼等，近幾年來則是可以在機器人產品看到多數個RC伺服機組合而成的設計。

然而，在習用設計當中，兩個伺服機之間必須利用一條電線相互連接，並且還需要利用多數個螺絲才能加以固定，如此的串接固定方式除了會造成配線的複雜度提高，同時也增加結構組合的難度，甚至將會帶給機器人產品在設計上的限制。

本發明之主要目的在於提供一種可串接之伺服機，其能有效減少配線的複雜度與結構組合的難度，以降低應用於機器人產品時所帶來的困擾。

為了達成前述目的，本發明之伺服機包含有一機殼、一驅動單元、一母連接單元，以及一公連接單元。該驅動單元設於該機殼內，並具有一輸出軸；該母連接單元設於該機殼內，並具有一母端子，該母端子連接於該驅動單元之輸出軸，可受該輸出軸之驅動而轉動；該公連接單元設於該機殼內，並與該母連接單元位於該驅動單元之兩相對側，同時與該母連接單元電性連接，而且，該公連接單元具有一公端子，該公端子與該母連接單元之母端子相互配合，用以供另一伺服機之母連接單元之母端子對接。

藉此，只要將其中一個伺服機之公、母端子分別與另一個伺服機之母、公端子連接，即可完成多數個伺服機之串接及電性連接，以達到簡化配線與組裝過程的功效，同時能夠適用於各種機器人產品的需求。

本發明之次一目的在於提供一種轉接結構，其能配合前述伺服機使用，讓前述伺服機產生垂直向之轉動。

為了達成前述目的，本發明之轉接結構包含有一母傳動單元與一公傳動單元，其中，該母傳動單元具有一第一座體與一母端子，該母端子設於該第一座體之一側面，用以供前述伺服機之公端子連接，該公傳動單元具有一第二座體、一公端子，以及一傳動組件，該第二座體樞接於該第一座體，該公端子可轉動地容設於該第二座體內，用以供前述伺服機之母端子連接，使得該公端子可受前述伺服機之母端子的帶動而轉動，該傳動組件容設於該第二座體內且連接該公端子，同時與該第一座體固接，使得該傳動組件可受該公端子的帶動而驅動該第一座體產生相對該第二座體之垂直轉動。

藉此，當其中一個前述伺服機之母端子帶動該轉接結構之公端子轉動時，該傳動組件便會驅動該第一座體產生相對該第二座體之垂直轉動，使得該轉接結構之母端子會再透過與另一個前述伺服機之公端子的連接而帶動另一個前述伺服機產生垂直向的轉動。

本發明之又一目的在於提供一種轉接結構，其能配合前述伺服機使用，讓兩個前述伺服機能夠平行設置，並產生反向之轉動。

為了達成前述目的，本發明之轉接結構包含有一固定座、一設於該固定座之公傳動單元，以及一設於該固定座之母傳動單元，其中，該公傳動單元具有一第一正齒輪與一公端子，該公端子連接該第一正齒輪，用以供前述伺服機之母端子連接，該母傳動單元具有一第二正齒輪與一母端子，該第二正齒輪咬合該第一正齒輪，該母端子連接該第二正齒輪，用以前述伺服機之公端子連接。

藉此，該公端子可受其中一個前述伺服機之母端子的驅動而轉動，並於轉動的同時帶動該第一正齒輪轉動，該第一正齒輪會再帶動該第二正齒輪轉動，該母端子便會透過該第二正齒輪之轉動及與其所連接之另一個前述伺服機的公端子而帶動另一個前述伺服機產生反向之轉動。

為了詳細說明本發明之結構、特徵及功效所在，茲列舉一較佳實施例並配合下列圖式說明如後。

請參閱第一及二圖，為本發明一較佳實施例所提供之伺服機10，包含有一機殼20、一驅動單元30、一母連接單元36，以及一公連接單元38。

機殼20具有一散熱罩22與二蓋體24，26，該二蓋體24，26分別固定於散熱罩22之兩端，且其中一蓋體24之內周面具有一凸塊242，如第三圖所示。

驅動單元30設於機殼20內而被散熱罩22給罩設住，並具有一馬達32與一連接馬達32之減速齒輪組34，其中，馬達32具有一輸出軸322。

母連接單元36設於機殼20內而被蓋體26罩設住，並具有一可變電阻器362及一母端子364，其中，可變電阻器362被馬達32之輸出軸322穿過；母端子364設於可變電阻器362而與可變電阻器362電性連接，並連接於馬達32之輸出軸322，可受輸出軸322之驅動而轉動，而且，母端子364之外周面具有一與凸塊242相配合之凹槽366。

公連接單元38設於機殼20內而被蓋體24罩住，並與母連接單元36位於驅動單元30之兩相對側。公連接單元38具有一主電路板382與一公端子384，其中，主電路板382供母連接單元36電性連接，公端子384設於主電路板382，並與母端子364相互配合。

以上為本發明之伺服機10的詳細結構，以下再就本發明之使用過程及特色進行說明。

請配合參閱第一至四圖，當要進行兩伺服機10a，10b之間的連接時，先將其中一伺服機10a之凸塊242對準另一伺服機10b之凹槽366之後，便可將兩伺服機10a，10b之公、母端子384、364相互對接，接著當伺服機10b之馬達32驅動母端子364轉動時，便能藉助與另一伺服機10a之公端子384的連接關係而帶動伺服機10a轉動。由此可知，本發明之伺服機10並不需要額外的零件就能完成兩個以上的串接，並於串接的同時完成結構、訊號及電力的連結，使得本發明之伺服機10可有效減少配線的複雜度與結構組合的難度，並大幅降低應用於機器人產品時所產生的困擾。

為了增加本發明之伺服機10在連接方式的變化性，以因應各種機器人產品在各部位關節的需求，如肩部或肘部等部位，本發明更提供兩個轉接結構40，70，用以配合前述伺服機10使用，分別說明如下：

請參閱第五圖，為本發明所提供之轉接結構40，其為一垂直轉向轉接器，包含有一母垂直傳動單元50及一公垂直傳動單元60。

請配合參閱第六及七圖，母垂直傳動單元50具有一第一座體52與一母端子54。第一座體52具有一基板522與二相對之側板524，526，基板522之一側面供母端子54連接，使得第一座體52能同步帶動母端子54作動；該二側板524，526分別連接於基板522之另一側面，其中一側板524的內側面具有一樞軸56，另一側板526的內側面則具有一嵌槽58。母端子54用以供前述伺服機10的公端子384連接，並於外周面具有一凹槽542，恰好供前述伺服機10之凸塊242插接。

請配合參閱第五及七圖，公垂直傳動單元60具有一第二座體62、一公端子64，以及一傳動組件66。第二座體62具有相對之二穿孔622，其中一穿孔622套設於第一座體52之側板524的樞軸56，另一穿孔622則對應第一座體52之側板526的嵌槽58，使得第一座體52與第二座體62能相對樞轉；公端子64可轉動地容設於第二座體62內，用以供前述伺服機10之母端子364連接，並具有一凸塊642，恰好可插接於前述伺服機10之母端子364的凹槽366；傳動組件66容設於第二座體62內，並具有一正傳動齒輪67與一冠狀齒輪68，其中，正傳動齒輪67連接公端子64，使得正傳動齒輪67與公端子64能夠同步轉動；冠狀齒輪68具有一軸部682與一齒部684，軸部682穿過第二座體62之穿孔622而緊配地嵌設於第一座體52之嵌槽58內，齒部684咬合正傳動齒輪67，使得冠狀齒輪68可受正傳動齒輪67之傳動而轉動，並於轉動的同時帶動第一座體52產生垂直向的轉動。

請配合參閱第一、二、五及七圖，當要將轉接結構40與前述兩個伺服機10進行結合時，首先將其中一個伺服機10之公端子384插接於母垂直傳動單元50之母端子54，再將另一個伺服機10之母端子364插接於公垂直傳動單元60之公端子64，接著啟動伺服機10之馬達32以驅動母端子364轉動，此時，伺服機10之母端子364即能藉助與公垂直傳動單元60之公端子64的連接關係而帶動公垂直傳動單元60之公端子64轉動，當公垂直傳動單元60之公端子64轉動時，正傳動齒輪67會隨著公端子64同步旋轉，並帶動冠狀齒輪68轉動，第一座體52便會再隨著冠狀齒輪68同步轉動，並於轉動的過程中藉助母垂直傳動單元50之母端子54與伺服機10之公端子384的連接關係，讓兩個伺服機10能夠產生相對的垂直向轉動，如第八圖所示。

請再參閱第九及十圖，為本發明所提供之轉接結構70，其為一平行轉向轉接器，包含有一固定座72、一公平行傳動單元74，以及一母平行傳動單元76。

公平行傳動單元74設於固定座72內，並具有一第一正齒輪742與一公端子744，公端子744連接第一正齒輪742，用以供前述伺服機10之母端子364連接，而且，公端子744具有一凸塊746，係可插接於前述伺服機10之母端子364的凹槽366內。

母平行傳動單元76設於固定座72，並與公平行傳動單元74並列設置，同時具有一第二正齒輪762與一母端子764，第二正齒輪762咬合第一正齒輪742，母端子764連接第二正齒輪762，用以供前述伺服機10之公端子384連接，而且，母端子764具有一凹槽766，係可供前述伺服機10之凸塊242插接。

請配合參閱第一、二、九及十圖，當要將轉接結構70與前述兩個伺服機10進行結合時，首先將其中一個伺服機10之公端子84插接於母平行傳動單元76之母端子764，再將另一個伺服機10之母端子364插接於公平行傳動單元74之公端子744，接著當伺服機10之馬達32驅動母端子364轉動時，伺服機10之母端子364便能藉助與公平行傳動單元74之公端子744的連接關係而帶動公平行傳動單元74之公端子744轉動，在公平行傳動單元74之公端子744轉動時，第一正齒輪742會隨著公端子744同步旋轉，並帶動第二正齒輪762轉動，此時，母平行傳動單元76之母端子764即可隨著第二正齒輪762轉動，並於轉動的過程中藉助與伺服機10之公端子384的連接關係，以帶動兩個伺服機10產生反向轉動。

藉此，本發明之伺服機不僅能夠依據設計部位的需求而分別與垂直轉向轉接器及平行轉向轉接器進行結合，以增加設計上的變化性，亦可以將三者共同結合而形成如第十二圖所示之手臂，甚至能夠組裝出各式各樣的機器人本體或肢體。

本發明於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

10．．．伺服機

20．．．機殼

22．．．散熱罩

24，26．．．蓋體

242．．．凸塊

30．．．驅動單元

32．．．馬達

322．．．輸出軸

34．．．減速齒輪組

36．．．母連接單元

362．．．可變電阻器

364．．．母端子

366．．．凹槽

38．．．公連接單元

382．．．主電路板

384．．．公端子

40．．．轉接結構

50．．．母垂直傳動單元

52．．．第一座體

522．．．基板

524，526．．．側板

54．．．母端子

542．．．凹槽

56．．．樞軸

58．．．嵌槽

60．．．公垂直傳動單元

62．．．第二座體

622．．．穿孔

64．．．公端子

642．．．凸塊

66．．．傳動組件

67．．．正傳動齒輪

68．．．冠狀齒輪

682．．．軸部

684．．．齒部

70．．．轉接結構

72．．．固定座

74．．．公平行傳動單元

742．．．第一正齒輪

744．．．公端子

746．．．凸塊

76．．．母平行傳動單元

762．．．第二正齒輪

764．．．母端子

766．．．凹槽

第一圖為本發明一較佳實施例之立體圖。

第二圖為本發明一較佳實施例之立體分解圖。

第三圖為本發明一較佳實施例另一方向之立體圖。

第四圖為本發明一較佳實施例所提供之兩個伺服機組接後之立體圖。

第五圖為配合本發明一較佳實施例使用之轉接結構的立體圖。

第六圖為配合本發明一較佳實施例使用之轉接結構於另一方向的立體圖。

第七圖為第六圖之立體分解圖。

第八圖為本發明一較佳實施例所提供之伺服機與轉接結構組接後之立體圖。

第九圖為配合本發明一較佳實施例使用之轉接結構的立體圖。

第十圖為第九圖之局部立體分解圖。

第十一圖為本發明一較佳實施例所提供之兩個伺服機與轉接結構組接後之立體圖。

第十二圖為本發明一較佳實施例所提供之伺服機與兩個轉接結構相互組接後之立體圖。

10．．．伺服機

22．．．散熱罩

24，26．．．蓋體

30．．．驅動單元

32．．．馬達

322．．．輸出軸

34．．．減速齒輪組

36．．．母連接單元

362．．．可變電阻器

364．．．母端子

366．．．凹槽

38．．．公連接單元

382．．．主電路板

384．．．公端子

Claims (14)

1. 一種可串接之伺服機，包含有：一機殼；一驅動單元，設於該機殼內，並具有一輸出軸；一母連接單元，設於該機殼內，並具有一母端子，該母端子連接於該驅動單元之輸出軸，可受該輸出軸之驅動而轉動；以及一公連接單元，設於該機殼內，並與該母連接單元位於該驅動單元之兩相對側，同時與該母連接單元電性連接，該公連接單元具有一與該母端子相配合之公端子。
2. 如請求項1所述之可串接之伺服機，其中該機殼具有一散熱罩與二蓋體，該散熱罩供該驅動單元容設，該二蓋體分別固定於該散熱罩之兩端，並分別罩設該公、母連接單元。
3. 如請求項2所述之可串接之伺服機，其中罩設該公連接單元之蓋體的內周面具有一凸塊，該母端子之外周面具有一與該凸塊相配合之凹槽。
4. 如請求項1所述之可串接之伺服機，其中該驅動單元具有一馬達與一連接該馬達之減速齒輪組，該馬達具有該輸出軸。
5. 如請求項1所述之可串接之伺服機，其中該公連接單元更具有一主電路板，該主電路板供該公端子設置，並與該母連接單元之母端子電性連接。
6. 如請求項5所述之可串接之伺服機，其中該母連接 單元更具有一可變電阻器，該可變電阻器被該輸出軸穿過而與母端子電性連接，並與該公連接單元之主電路板電性連接。
7. 一種轉接結構，係為一垂直轉向轉接器，包含有：一母垂直傳動單元，具有一第一座體與一母端子，該母端子設於該第一座體之一側面；以及一公垂直傳動單元，具有一第二座體、一公端子，以及一傳動組件，該第二座體樞接於該第一座體，該公端子可轉動地容設於該第二座體內，該傳動組件容設於該第二座體內且連接該公端子，同時與該第一座體連接，使得該傳動組件可受該公端子的帶動而驅動該第一座體產生相對該第二座體之垂直轉動。
8. 如請求項7所述之轉接結構，其中該第一座體之母端子用以供如請求項1所述之伺服機之公端子連接；該第二座體內之公端子用以供如請求項1所述之伺服機之母端子連接。
9. 如請求項7所述之轉接結構，其中該傳動組件具有一正齒輪與一冠狀齒輪，該正齒輪連接該公端子，該冠狀齒輪具有一軸部與一齒部，該軸部穿過該第二座體而與該第一座體固接，該齒部嚙合該正齒輪。
10. 如請求項9所述之轉接結構，其中該第一座體具有一基板與二相對之側板，該基板之一側面供該母端子連接，該二側板分別連接於該基板之另一側面，其中一該側板具有一樞接該第二座體之樞軸，另一該側板則供該冠狀 齒輪之軸部固接。
11. 如請求項7所述之轉接結構，其中該公端子具有一凸塊，該母端子具有一與該凸塊相配合之凹槽。
12. 一種轉接結構，係為一平行轉向轉接器，包含有：一固定座；一公平行傳動單元，設於該固定座，並具有一第一正齒輪與一公端子，該公端子連接該第一正齒輪；以及一母平行傳動單元，設於該固定座，並與該公傳動單元並列設置，同時具有一第二正齒輪與一母端子，該第二正齒輪咬合該第一正齒輪，該母端子連接該第二正齒輪。
13. 如請求項12所述之轉接結構，其中該公傳動單元之公端子用以供如請求項1所述之伺服機之母端子連接；該母傳動單元之母端子用以供如請求項1所述之伺服機之公端子連接。
14. 如請求項12所述之轉接結構，其中該公端子具有一凸塊，該母端子具有一與該凸塊相配合之凹槽。