本發(fā)明涉及一種驅(qū)動機構(gòu)，具體涉及一種機器人舵機，用于驅(qū)動機器人上的關(guān)節(jié)、活動部件轉(zhuǎn)動。

背景技術(shù)：

機器人通常具有多個關(guān)節(jié)和活動部件，例如手指、手臂、膝關(guān)節(jié)等部件，可以實現(xiàn)一些復(fù)雜的動作，在機器人上需要設(shè)置舵機來驅(qū)動這些活動部件，舵機的工作原理是：小型直流電機驅(qū)動變速齒輪組，使電機輸出扭矩，經(jīng)過減速器后扭矩增加，驅(qū)動機器人關(guān)節(jié)和活動部件轉(zhuǎn)動，控制電路板和可調(diào)電位器用于驅(qū)動和檢測小型直流電機運行。

目前的舵機存在以下缺陷：

舵機沒有自鎖特性，當斷電后舵機受到外界扭矩會轉(zhuǎn)動，不安全；

有的專利中采用蝸輪蝸桿傳動作為減速裝置，蝸輪蝸桿有自鎖功能，但是蝸輪蝸桿傳動摩擦損失較大、效率較低，制造成本高；

有的專利中采用棘輪構(gòu)成超越離合器實現(xiàn)自鎖，該超越離合器制造復(fù)雜，成本較高；

有的專利中在舵機內(nèi)部增加一個小型電機，驅(qū)動螺母螺桿轉(zhuǎn)動實現(xiàn)自鎖，該舵機需要兩個驅(qū)動源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種機器人舵機，設(shè)置了鉗形夾臂，利用夾臂夾持住舵機主軸進行制動自鎖，通過電磁鐵驅(qū)動夾臂改變對主軸的夾持狀態(tài)，具有結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)速度快，制造成本低的特點。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種機器人舵機，包括外殼，所述外殼中設(shè)置有電機和主軸，所述電機驅(qū)動所述主軸旋轉(zhuǎn)，所述主軸的輸出端伸出所述外殼，所述外殼中設(shè)置有自鎖機構(gòu)，所述自鎖機構(gòu)設(shè)置有鉗形夾臂，所述夾臂夾持住所述主軸時對所述主軸制動，配合所述夾臂設(shè)置有電磁鐵，所述電磁鐵驅(qū)動所述夾臂改變對所述主軸的夾持狀態(tài)。

進一步，所述外殼包括上蓋、殼體，所述殼體頂部設(shè)置有中蓋，所述主軸和電機安裝在所述中蓋上，所述中蓋和上蓋之間的空間內(nèi)安裝有減速機構(gòu)，所述減速機構(gòu)分別連接所述主軸和所述電機的輸出軸。

進一步，所述減速機構(gòu)包括一對嚙合齒輪，分別固定在所述主軸和所述電機的輸出軸上。

進一步，所述自鎖機構(gòu)安裝在所述中蓋下表面上，或者安裝在所述殼體內(nèi)壁上，所述夾臂對應(yīng)所述主軸下端設(shè)置。

進一步，所述自鎖機構(gòu)設(shè)置有固定支架和滑動支架，所述夾臂與所述滑動支架連接，所述滑動支架后端帶有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿上穿套有彈簧，所述滑動支架被所述電磁鐵驅(qū)動，所述滑動支架、夾臂和電磁鐵均安裝在所述固定支架上,所述固定支架上設(shè)置有導(dǎo)向孔，所述滑動支架的導(dǎo)向桿在所述導(dǎo)向孔中滑動。

進一步，所述夾臂后端與所述固定支架鉸接，所述夾臂上穿套有滑塊，所述滑塊與所述滑動支架鉸接。

進一步，所述夾臂中部與所述固定支架鉸接，所述夾臂后端鉸接有連桿，所述連桿與所述滑動支架鉸接。

進一步，所述夾臂端部與所述主軸的配合接觸面呈弧形；所述夾臂在厚度方向設(shè)置有瓦片，增大與所述主軸的接觸面積；所述夾臂表面涂覆有塑膠層。

進一步，所述上蓋兩側(cè)設(shè)置有耳板，所述耳板上設(shè)置有安裝孔，所述上蓋上設(shè)置有透孔伸出所述主軸的輸出端。

進一步，所述中蓋下表面設(shè)置有軸承座，所述軸承座中安裝有軸承，所述主軸安裝在所述軸承座中。

采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的機器人舵機具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明中的自鎖機構(gòu)，通過舵機的下電控制舵機自鎖，可以防止舵機斷電后舵機轉(zhuǎn)動，安全性高；

本發(fā)明中自鎖機構(gòu)的兩支夾臂是圓弧形表面并且包有塑膠材質(zhì)，增大與舵機主軸的接觸面積和摩擦力，自鎖特性好；

本發(fā)明中自鎖機構(gòu)不需要額外的驅(qū)動源，結(jié)構(gòu)相對簡單；

本發(fā)明對舵機需要修改的部分不大，易于投入使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明機器人舵機的立體圖。

圖2是本發(fā)明機器人舵機的分解圖。

圖3是本發(fā)明機器人舵機的剖視圖。

圖4是本發(fā)明實施例1所采用自鎖機構(gòu)的俯視圖。

圖5是本發(fā)明實施例1所采用自鎖機構(gòu)的立體圖。

圖6是本發(fā)明實施例1所采用自鎖機構(gòu)的立體圖(相比圖5做了翻轉(zhuǎn))。

圖7是本發(fā)明實施例1所采用自鎖機構(gòu)的分解圖。

圖8是本發(fā)明實施例2所采用自鎖機構(gòu)的俯視圖。

圖9是本發(fā)明實施例2所采用自鎖機構(gòu)的分解圖。

圖中：1.上蓋；1-1.耳板；2.殼體；2-1.中蓋；3.螺栓；4.下蓋；5.自鎖機構(gòu)；5-1.電磁鐵；5-2.固定支架；5-3.彈簧；5-4.滑動支架；5-5.滑塊；5-6.夾臂；5-7.夾臂；5-8.滑塊；5-9.連桿；5-10.連桿；6.電機；7.主軸；8.軸承；9.齒輪；10.齒輪。

具體實施方式

本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思是：

現(xiàn)有技術(shù)中舵機自鎖結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，存在不利于驅(qū)動以及制造成本高的技術(shù)問題，本發(fā)明利用鉗形夾臂夾持住舵機主軸進行制動自鎖，通過電磁鐵驅(qū)動夾臂改變對主軸的夾持狀態(tài)，具有結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)速度快，制造成本低的特點。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例1

如圖1、圖2、圖3所示為本發(fā)明實施例1，在該實施例中，本發(fā)明提供一種機器人舵機，包括外殼，外殼中設(shè)置有電機6和主軸7，電機6驅(qū)動主軸7旋轉(zhuǎn)，主軸7的輸出端伸出外殼，然后與機器人上的活動部件連接，可以驅(qū)動其轉(zhuǎn)動。

外殼中設(shè)置有自鎖機構(gòu)5，自鎖機構(gòu)5設(shè)置有鉗形夾臂，夾臂被電磁鐵驅(qū)動可夾持住主軸7，利用摩擦力阻止主軸7轉(zhuǎn)動。當電磁鐵不驅(qū)動鉗形夾臂時，鉗形夾臂釋放對主軸7的夾持。

如圖2、圖3所示，外殼包括上蓋1和殼體2，殼體2頂部設(shè)置有中蓋2-1，主軸7和電機6安裝在中蓋2-1上，中蓋2-1和上蓋1之間的空間內(nèi)安裝有減速機構(gòu)，該減速機構(gòu)分別連接主軸7和電機6的輸出軸。

如果中蓋2-1和殼體2一體制成，殼體2下部有必要設(shè)置下蓋4。如果中蓋2-1和殼體2分體制成，后期組裝，殼體2下部可以是封閉的。

上蓋1和殼體2的組裝部位還可以設(shè)置止口結(jié)構(gòu)。

上蓋1、下蓋4和殼體2通過長螺栓3連接組合即可。

如圖2、圖3所示，減速機構(gòu)包括一對嚙合齒輪9、10，分別固定在主軸7和電機6的輸出軸上。齒輪9的直徑需要大于齒輪10。

如果不需要減速，齒輪9、10采用相同直徑即可。

自鎖機構(gòu)5安裝在中蓋2-1下表面上，或者安裝在殼體2內(nèi)壁上，夾臂對應(yīng)主軸7下端設(shè)置(圖3中b指示處)。

如圖4、圖5、圖6、圖7所示，自鎖機構(gòu)5設(shè)置有固定支架5-2和滑動支架5-4，夾臂5-6、5-7與滑動支架5-4連接，滑動支架5-4呈u形，后端帶有導(dǎo)向桿(圖7中c指示處)，該導(dǎo)向桿上穿套有彈簧5-3(彈簧5-3頂靠在固定支架5-2上)，滑動支架5-4被電磁鐵5-1驅(qū)動，滑動支架5-4、夾臂5-6、5-7和電磁鐵5-1均安裝在固定支架5-2上,固定支架5-2上設(shè)置有導(dǎo)向孔(圖7中d指示處)，滑動支架5-4的導(dǎo)向桿在該導(dǎo)向孔中滑動。

夾臂5-6后端與固定支架5-2鉸接(圖7中f和e指示處鉸接)，夾臂5-7后端與固定支架5-2鉸接(圖7中g(shù)和e指示處鉸接)。

夾臂5-6上穿套有滑塊5-5，夾臂5-7上穿套有滑塊5-8，滑塊5-5與滑動支架5-4鉸接(圖7中i指示處鉸接)，滑塊5-8與滑動支架5-4鉸接(圖7中h指示處鉸接)。

夾臂5-6、5-7端部與主軸7的配合接觸面呈弧形。

彈簧5-3的自然狀態(tài)是將滑動支架5-4頂推至遠離電磁鐵5-1的位置，此時夾臂5-6、5-7處于夾緊狀態(tài)，對主軸7進行制動，實現(xiàn)舵機鎖止。

當啟動電磁鐵5-1時，電磁鐵5-1吸附滑動支架5-4朝后移動，滑動支架5-4就會帶動滑塊5-5、5-8朝后滑動，從而驅(qū)動夾臂5-6、5-7做相對打開動作，釋放主軸7，允許舵機對外驅(qū)動。

當關(guān)閉電磁鐵5-1時，電磁鐵5-1失去對滑動支架5-4的吸附力，此時在彈簧5-3的頂推作用下，滑動支架5-4又朝向遠離電磁鐵5-1的位置滑動，從而將夾臂5-6、5-7關(guān)閉，瞬間即可對主軸7進行制動，恢復(fù)舵機鎖止。

為了增加摩擦阻力，可以在夾臂5-6、5-7表面涂覆有塑膠層。

如圖1、圖3所示，上蓋1兩側(cè)設(shè)置有耳板1-1，耳板1-1上設(shè)置有安裝孔，上蓋1上設(shè)置有透孔伸出主軸7的輸出端。舵機可以通過耳板1-1安裝在機器人上所需要的位置。

中蓋2-1下表面設(shè)置有軸承座(圖3中a指示處)，軸承座中安裝有軸承8，主軸7安裝在該軸承座中。電機6可以通過螺栓安裝在中蓋2-1下表面上。

實施例2

如圖8、圖9所示為本發(fā)明實施例2，在該實施例中，自鎖機構(gòu)5采用與實施例1中不同的結(jié)構(gòu)。

如圖8、圖9所示，自鎖機構(gòu)5設(shè)置有固定支架5-2和滑動支架5-4，夾臂5-6、5-7與滑動支架5-4連接，滑動支架5-4呈t形，后端帶有導(dǎo)向桿(圖9中c指示處)，該導(dǎo)向桿上穿套有彈簧5-3(彈簧5-3頂靠在固定支架5-2上)，滑動支架5-4被電磁鐵5-1驅(qū)動，滑動支架5-4、夾臂5-6、5-7和電磁鐵5-1均安裝在固定支架5-2上,固定支架5-2上設(shè)置有導(dǎo)向孔(圖8中d指示處)，滑動支架5-4的導(dǎo)向桿在該導(dǎo)向孔中滑動。

夾臂5-6中部與固定支架5-2鉸接(圖9中n和q指示處鉸接)，夾臂5-7中部與固定支架5-2鉸接(圖9中o和r指示處鉸接)。

夾臂5-6后端鉸接有連桿5-9(圖9中m和l指示處鉸接)，連桿5-9與滑動支架5-4鉸接(圖9中k和j指示處鉸接)，夾臂5-7后端鉸接有連桿5-10(圖9中p和u指示處鉸接)，連桿5-10與滑動支架5-4鉸接(圖9中t和s指示處鉸接)。

夾臂5-6、5-7端部與主軸7的配合接觸面呈弧形。夾臂5-6、5-7在厚度方向設(shè)置有瓦片，可以增大與主軸7的接觸面積。

在該實施例中，夾臂5-6與連桿5-9的鉸接處向外凸出，夾臂5-7與連桿5-10的鉸接處向外凸出。

彈簧5-3的自然狀態(tài)是將滑動支架5-4頂推至遠離電磁鐵5-1的位置，此時夾臂5-6、5-7處于夾緊狀態(tài)，對主軸7進行制動，實現(xiàn)舵機鎖止。

當啟動電磁鐵5-1時，電磁鐵5-1吸附滑動支架5-4朝后移動，滑動支架5-4就會帶動連桿5-9、5-10朝后滑動，從而驅(qū)動夾臂5-6、5-7做相對打開動作，即可釋放主軸7，允許舵機對外驅(qū)動。

當關(guān)閉電磁鐵5-1時，電磁鐵5-1失去對滑動支架5-4的吸附力，此時在彈簧5-3的頂推作用下，滑動支架5-4又朝向遠離電磁鐵5-1的位置滑動，從而將夾臂5-6、5-7關(guān)閉，瞬間即可對主軸7進行制動，恢復(fù)舵機鎖止。

在該實施例中機器人舵機的其他結(jié)構(gòu)與實施例1中相同，此處不再重復(fù)描述。

以上，僅為本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明的上述教導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述實施例的基礎(chǔ)上進行其他的改進或變形。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。