本發(fā)明屬于機器人控制技術領域，更具體地說，是涉及一種舵機。

背景技術：

機器人有許多個關節(jié)，每一個關節(jié)我們稱為一個自由度。一般的機體，都有十幾個自由度，這樣才能夠保證動作的靈活性，在機器人機體上，通常使用舵機作為每一個關節(jié)的連接部分，它可以完成每個關節(jié)的定位和運動，其控制結構簡單，精度高，反應速度快且省電，可以說，舵機是機器人控制過程中必不可少的動力元件?，F(xiàn)有舵機的輸出軸一般需要與電位計進行實際的接觸才能實現(xiàn)角度的檢測，通常是將輸出軸底部的部分凸起伸入電位計中，以使輸出軸轉(zhuǎn)動引起電位計阻值發(fā)生變化進而達到檢測角度變化的目的，但在安裝過程中輸出軸需要穿過殼體外壁才能進一步與電位計進行安裝，安裝過程定位難度大，不利于實現(xiàn)自動化組裝，且輸出軸在運行過程中也容易造成轉(zhuǎn)動動作不穩(wěn)定。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種舵機，旨在解決現(xiàn)有技術中存在的輸出軸的組裝過程定位難度大，且容易運行不穩(wěn)定的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：提供一種舵機，包括：殼體、電機、減速齒輪組、輸出齒軸、角度檢測裝置及控制電路板，所述電機設于所述殼體內(nèi)部，所述電機通過所述減速齒輪組與所述輸出齒軸嚙合，所述輸出齒軸的前端伸出所述殼體，所述輸出齒軸位于所述殼體內(nèi)部的后端與所述角度檢測裝置連接，所述控制電路板分別與所述電機及所述角度檢測裝置連接，所述角度檢測裝置包括設于所述控制電路板上的磁傳感器及與所述輸出齒軸的后端連接且位于所述磁傳感器正前方的磁鐵，所述殼體內(nèi)部設有齒軸支撐定位結構。

進一步地，還包括舵盤，所述舵盤與所述輸出齒軸伸出所述殼體的前端連接。

進一步地，所述舵盤套裝于所述輸出齒軸前端的外周，所述輸出齒軸的前端部的外周及所述舵盤內(nèi)部設有相互配合的齒輪連接結構。

進一步地，所述輸出齒軸的后端設有向后開口的容置腔，所述磁鐵設于所述容置腔內(nèi)。

進一步地，所述輸出齒軸的后端設有轉(zhuǎn)接孔，所述磁鐵通過轉(zhuǎn)接件與所述轉(zhuǎn)接孔連接。

進一步地，所述轉(zhuǎn)接件包括轉(zhuǎn)接體及與所述轉(zhuǎn)接孔配合的轉(zhuǎn)接凸臺，所述轉(zhuǎn)接體后側(cè)設有能容納所述磁鐵的安裝孔。

進一步地，所述殼體包括從前向后依次設置的前殼體、中殼體及后殼體，所述前殼體與所述中殼體之間形成前容腔，所述中殼體與所述后殼體之間形成后容腔。

進一步地，所述齒軸支撐定位結構包括套裝于所述輸出齒軸的齒輪部前側(cè)的前墊圈及套裝于所述輸出齒軸齒輪部后側(cè)的后墊圈，所述前殼體后側(cè)設有用于容納所述前墊圈且與所述前墊圈過盈配合的前環(huán)槽，所述中殼體前側(cè)設有用于容納所述后墊圈且與所述后墊圈過盈配合的后環(huán)槽，所述前墊圈與所述后墊圈均與所述輸出齒軸間隙配合。

進一步地，所述輸出齒軸為分體式，包括輸出軸及套裝于所述輸出軸外側(cè)的輸出齒輪，所述輸出軸上還套設有齒輪離合器。

進一步地，所述輸出齒輪上設有內(nèi)齒槽，所述內(nèi)齒槽的齒牙圍繞所述輸出軸的中軸均勻分布，所述齒輪離合器設于所述內(nèi)齒槽中，所述齒輪離合器包括與所述輸出軸固接的連接套筒、至少兩個圍繞所述連接套筒中軸均勻設置且能與所述內(nèi)齒槽嚙合的彈性離合結構，所述輸出齒輪套裝于所述連接套筒外側(cè)且與所述連接套筒過盈配合。

本發(fā)明提供的舵機的有益效果在于：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明舵機通過設置非接觸式的角度檢測裝置，對安裝角度沒有要求，在組裝過程中定位更加方便，適用于自動化的生產(chǎn)，且利用磁傳感器進行檢測可以在360°范圍內(nèi)進行測試，無檢測死角，通過感應磁場的變化來感應角度的變化，沒有接觸式的電位計的虛位造成的誤差，精度高；通過設置齒軸支撐定位結構能使輸出齒軸運的轉(zhuǎn)動動作更加順暢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一提供的舵機的主視結構示意圖；

圖2為圖1的A部放大圖；

圖3為本發(fā)明實施例一提供的舵機的爆炸結構示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例一所采用的輸出齒軸及齒輪離合器的爆炸結構示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例二提供的舵機的主視結構示意圖；

圖6為圖5的B部放大圖。

圖中：1、殼體；1001、前殼體；1002、中殼體；1003、后殼體；1004、前容腔；1005、后容腔；2、電機；3、減速齒輪組；4、輸出齒軸；41、輸出軸；42、輸出齒輪；5、角度檢測裝置；51、磁鐵；52、磁傳感器；6、控制電路板；7、舵盤；8、容置腔；9、轉(zhuǎn)接孔；10、轉(zhuǎn)接件；101、轉(zhuǎn)接體；102、轉(zhuǎn)接凸臺；103、安裝孔；11、齒輪連接結構；12、定位凸起；13、定位槽；14、前墊圈；15、后墊圈；16、加固螺釘；17、內(nèi)齒槽；18、齒輪離合器；181、連接套筒；182、彈性離合結構；1821、彈性環(huán)；1822、嚙合凸起；1823、緩沖凸起。

具體實施方式

為了使本發(fā)明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請一并參閱圖1至圖6，現(xiàn)對本發(fā)明提供的舵機進行說明。所述舵機，包括殼體1、電機2、減速齒輪組3、輸出齒軸4、角度檢測裝置5及控制電路板6，電機2設于殼體1內(nèi)部，電機2通過減速齒輪組3與輸出齒軸4嚙合，輸出齒軸4的前端伸出殼體1，輸出齒軸4位于殼體1內(nèi)部的后端與角度檢測裝置5連接，控制電路板6分別與電機2及角度檢測裝置5連接，角度檢測裝置5包括設于控制電路板6上的磁傳感器52及與輸出齒軸4的后端連接且位于磁傳感器52正前方的磁鐵51，殼體1內(nèi)部設有齒軸支撐定位結構。需要注意的是，本發(fā)明中提及的前后方向以輸出齒軸4位于殼體1內(nèi)部的一端到輸出齒軸4位于殼體1外部的另一端的方向為向前的方向，反之，則為向后的方向。

本發(fā)明提供的舵機，與現(xiàn)有技術相比，通過設置非接觸式的角度檢測裝置，對安裝角度沒有要求，在組裝過程中定位更加方便，適用于自動化的生產(chǎn),尤其對于普通的自動化生產(chǎn)線的組裝；之前普遍使用的電位計具有旋轉(zhuǎn)死角，死角的范圍比較小，也能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)動作，但利用磁傳感器進行檢測可以在360°范圍內(nèi)進行測試，無檢測死角，能夠?qū)崿F(xiàn)所有動作；由于電位計是接觸式定位，結構上肯定有虛位，造成檢測精度上的誤差，但通過感應磁場的變化來感應角度的變化，沒有接觸式的電位計的虛位造成的誤差，精度高；通過設置齒軸支撐定位結構能使輸出齒軸傳動時受到的摩擦力降低，進而使轉(zhuǎn)動動作更加順暢，且同時能夠?qū)んw1進行一定的支撐，增強殼體1的強度。

進一步地，請一并參閱圖1至圖6，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，還包括舵盤7，舵盤7與輸出齒軸4伸出殼體1的前端連接。舵盤7主要用于與外部進行連接傳遞扭矩。

進一步地，請參閱圖1至圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，舵盤7套裝于輸出齒軸4前端的外周，輸出齒軸4的前端部的外周及舵盤7內(nèi)部設有相互配合的齒輪連接結構11。通過齒輪連接結構11，舵盤7與輸出齒軸4之間能通過嚙合的結構傳遞扭矩，使舵盤7的輸出更加穩(wěn)定。

進一步地，請參閱圖1至圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，輸出齒軸4的前端面上設有定位凸起12，舵盤7內(nèi)部設有與定位凸起12配合的定位槽13。通過定位凸起12與定位槽13相配合，能夠進一步實現(xiàn)輸出齒軸4與舵盤7在輸出齒軸4的軸向方向上的定位，進一步提高舵機輸出扭矩的穩(wěn)定性。

進一步地，請一并參閱圖1，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，輸出齒軸4的后端設有向后開口的容置腔8，磁鐵51設于容置腔8內(nèi)。磁鐵51與輸出齒軸4之間可為插接，裝配結構簡單，裝配穩(wěn)定性好，還便于制造。

進一步地，請參閱圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，輸出齒軸4的后端設有轉(zhuǎn)接孔9，磁鐵51通過轉(zhuǎn)接件10與轉(zhuǎn)接孔9連接。由于輸出齒軸4多為金屬材質(zhì)，與磁鐵51進行插接可能比較困難，因此，可使用彈性較大的轉(zhuǎn)接件10在輸出齒軸4與磁鐵51之間進行插接轉(zhuǎn)接,實現(xiàn)磁鐵51與輸出齒軸4的固定。

具體地，圖中未示出，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，轉(zhuǎn)接件10采用塑料材質(zhì)。制造成本低，成型比較簡單，彈性好,便于與金屬等硬質(zhì)材質(zhì)進行插接連接。

進一步地，參閱圖5及圖6，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，為了方便與輸出齒軸4及磁鐵51之間的插接連接，并使磁鐵51能始終保持在磁傳感器52的正前方，轉(zhuǎn)接件10包括轉(zhuǎn)接體101及與轉(zhuǎn)接孔9配合的轉(zhuǎn)接凸臺102，轉(zhuǎn)接體101后側(cè)設有能容納磁鐵51的安裝孔103。轉(zhuǎn)接凸臺102與輸出齒軸4之間為過盈配合，在與輸出齒軸4進行插接時，容易發(fā)生形變進而達到過盈插接的目的，拆卸時拔出也比較方便，轉(zhuǎn)接體101與磁鐵51之間的插接也是同樣的原理。

進一步地，請參閱圖1至圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，舵盤7正中部設有套裝階梯孔，輸出齒軸4的前端設有內(nèi)螺紋孔，套裝階梯孔的后段內(nèi)徑小于前段內(nèi)徑，套裝階梯孔后段套裝于輸出齒軸4的前端的外周，且套裝階梯孔前段的后端面與輸出齒軸4的前端面平齊，鎖緊螺釘?shù)穆菝辈糠值暮蠖嗣婺芘c套裝階梯孔前段的后端面抵接，在軸向上對舵盤7進行進一步的定位。

進一步地，請參閱圖1至圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，殼體1的前端面上設有舵盤定位槽，舵盤定位槽套裝于舵盤7后端的外周，起到裝配后定位作用，使舵盤7運行更平穩(wěn)。

進一步地，參閱圖1、圖3及圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，為了方便裝配，殼體1設置成分體式，包括從前向后依次設置的前殼體1001、中殼體1002及后殼體1003，前殼體1001與中殼體1002之間形成前容腔1004，中殼體1002與后殼體1003之間形成后容腔1005。其中的電機2設于后容腔1005內(nèi)，電機2的輸出軸貫穿到前容腔1004內(nèi)，減速齒輪組3設于前容腔1004內(nèi)，輸出齒軸4從殼體1的前側(cè)依次貫穿殼體1到后容腔1005內(nèi)，其中的齒輪部分位于前容腔1004內(nèi)，角度檢測裝置5設于后容腔1005內(nèi)，這樣的布局使得殼體1內(nèi)部空間能夠得到充分利用，縮小了舵機的整體體積。

進一步地，請參閱圖1、圖3及圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，齒軸支撐定位結構包括套裝于輸出齒軸4的齒輪部前側(cè)的前墊圈14及套裝于輸出齒軸4齒輪部后側(cè)的后墊圈15，前殼體1001后側(cè)設有用于容納前墊圈14且與前墊圈14過盈配合的前環(huán)槽，中殼體1002前側(cè)設有用于容納后墊圈15且與后墊圈15過盈配合的后環(huán)槽，前墊圈14與后墊圈15均與輸出齒軸4間隙配合。

具體地，請參閱圖1、圖3及圖5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，前墊圈14及后墊圈15均為耐磨樹脂材質(zhì)。輸出齒軸4在轉(zhuǎn)動過程中直接與殼體1接觸摩擦力較大，不僅阻礙轉(zhuǎn)動動作，還容易造成零部件的磨損，且由于殼體1比較硬，輸出齒軸4與殼體1之間存在一定間隙，在轉(zhuǎn)動過程中輸出齒軸4的轉(zhuǎn)動可能不平穩(wěn)，影響舵機工作的整體穩(wěn)定性，最主要的是，由于舵機體積非常小，設置軸承不容易實現(xiàn)。通過設置能與殼體1相對固定的樹脂材質(zhì)的墊圈結構，能夠?qū)敵鳊X軸4起到非常好的穩(wěn)定作用，且于輸出齒軸4之間的摩擦力降低，使得輸出齒軸4的轉(zhuǎn)動更加平穩(wěn)，提高扭矩的輸出效率。

進一步地，請參閱圖1及5，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，為了提高墊圈結構與殼體1之間進一步的固定效果，前端圈14及后墊圈15的一側(cè)均分別設有限位切面，前環(huán)槽及后環(huán)槽的內(nèi)側(cè)壁上均分別設有與限位切面配合的限位平臺，避免前端圈14及后墊圈15分別與前環(huán)槽及后環(huán)槽之間發(fā)生轉(zhuǎn)動。

進一步地，圖中未示出，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，為了提高墊圈結構與殼體1之間進一步的固定效果，前端圈14及后墊圈15的一側(cè)均分別設有限位凸起，前環(huán)槽及后環(huán)槽的內(nèi)側(cè)壁上均分別設有與限位凸起配合的限位凹槽，避免前端圈14及后墊圈15分別與前環(huán)槽及后環(huán)槽之間發(fā)生轉(zhuǎn)動。

進一步地，請參閱圖4，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，輸出齒軸為分體式，包括輸出軸41及套裝于輸出軸41外側(cè)的輸出齒輪42，輸出軸41上還套設有齒輪離合器18。由于輸出齒軸4遇到外力堵轉(zhuǎn)，容易損傷齒軸，設置能夠保護齒軸的齒輪離合器18。

進一步地，請參閱圖4，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，輸出齒輪42上設有的內(nèi)齒槽17，內(nèi)齒槽17的齒牙圍繞輸出軸41的中軸均勻分布，齒輪離合器18設于內(nèi)齒槽17中，齒輪離合器18包括與輸出軸41固接的連接套筒181、至少兩個圍繞連接套筒181中軸均勻設置且能與內(nèi)齒槽嚙合的彈性離合結構182，輸出齒輪42套裝于連接套筒181外側(cè)且與連接套筒181過盈配合。

進一步地，請參閱圖4，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，彈性離合結構182包括彈性環(huán)1821、設于彈性環(huán)1821外側(cè)面的嚙合凸起1822及設于嚙合凸起1822側(cè)面的緩沖凸起1823。正常工作狀態(tài)下，輸出軸41、齒輪離合器18與輸出齒輪42之間保持位置的相對穩(wěn)定；當遇到堵轉(zhuǎn)，有足夠大的外力作用于輸出軸41或者輸出齒輪42時，輸出齒輪42仍然具有相對連接套筒181發(fā)生轉(zhuǎn)動的趨勢，由于彈性環(huán)1821具有彈性，嚙合凸起1822和緩沖凸起1823與內(nèi)齒槽17之間具有相對轉(zhuǎn)動的趨勢，此時彈性環(huán)1821發(fā)生壓縮形變，使得嚙合凸起1822和緩沖凸起1823與內(nèi)齒槽17之間發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，進而使得輸出齒輪42可以進一步的相對連接套筒181發(fā)生轉(zhuǎn)動，可以有效保護齒輪或電機在堵轉(zhuǎn)等情況發(fā)生時不被損壞。

優(yōu)選地，圖中未示出，作為本發(fā)明提供的舵機的一種具體實施方式，嚙合凸起1822在連接套筒181徑向面上的高度大于緩沖凸起1823在連接套筒181徑向面上的高度。緩沖凸起1823在正常工作時起到限位固定作用，在堵轉(zhuǎn)的時候與內(nèi)齒槽17的嚙合作用小，轉(zhuǎn)動的阻礙作用集中于嚙合凸起1822上，能夠使輸出齒輪42在電機及齒輪受到破壞之前就能發(fā)生轉(zhuǎn)動，起到更好的保護作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。