一种带离合装置的舵机的制作方法

本发明涉及舵机领域，特别是涉及一种带离合装置的舵机。

背景技术：

随着航天技术的快速发展，飞行器中的舵机已经越来越受别人的关注。飞行器舵机主要是用于实现姿态变换的俯仰、偏航、滚转运动等动作。传统的舵机因空间少的问题，导致舵机不能在齿轮上面设置离合装置，所以不能有效保护齿轮组。并且，使用普通塑胶弹簧来做离合结构，强度未能达到客户使用寿命或产生虚位而导致不良。因普通的离合结构多使用齿形离合，不能满足终端产品的体轻和安全的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种带离合装置的舵机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种带离合装置的舵机，包括驱动装置、与所述驱动装置电连接的电路板及与所述驱动装置驱动连接的齿轮组件，所述齿轮组件的从动齿轮与所述电路板之间设有离合装置；

所述离合装置包括输出齿、离合齿轮、若干个滚珠、离合盘及弹簧，所述离合齿轮与所述从动齿轮齿合，且所述离合齿轮套设于所述输出齿的离合传动轴上，所述离合齿轮开设有传动轴通孔及若干个滚珠通孔，所述滚珠安装于所述滚珠通孔和所述离合盘之间；所述弹簧穿设于所述离合传动轴，且与所述离合齿轮抵接。

作为进一步优选的方案，所述弹簧为螺旋弹簧或弹簧片。

作为进一步优选的方案，所述驱动装置为马达。

作为进一步优选的方案，所述舵机还包括上盖及与所述上盖扣合的壳体，所述输出齿穿设于上盖。

作为进一步优选的方案，所述离合装置还包括轴承及套设于所述轴承的轴承套，所述轴承穿设于所述离合传动轴。

作为进一步优选的方案，所述离合装置还包括磁片及套设于所述磁片的磁片铜套，所述磁片穿设于所述离合传动轴。

作为进一步优选的方案，所述离合装置还包括卡簧，所述卡簧套设于所述离合传动轴上，且与所述离合齿轮抵接。

作为进一步优选的方案，所述卡簧为e形扣。

作为进一步优选的方案，所述电路板上还设有角度传感器，所述角度传感器用于检测舵机转动的角度。

作为进一步优选的方案，若干个所述滚珠通孔以传动轴通孔为中心呈环形阵列分布。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

1、本发明为一种带离合装置的舵机，其在离合装置中设有离合齿轮、滚珠、离合盘和弹簧，可以有效地利用滚珠和弹簧传动结构，有效地实现离合齿轮与离合传动轴的离合动作，保护舵机的齿轮组件，有效提升舵机离合强度，能满足体积小并具有寿命长的功能。本发明的离合装置使舵机体积小、重量轻、安全性强，有效满足终端产品的需求。

2、本发明利用弹簧片和螺旋弹簧的工作特性，来压紧离合齿轮获得舵机离合装置结构的稳定工作特点，有效实现离合保护齿轮组件的同时减少离合磨损带来的虚位不良的问题，来满足终端产品使用功能。

附图说明

图1为本发明的带离合装置的舵机的内部结构图；

图2为图1的带离合装置的舵机的整体图；

图3为图1的离合装置其中一个实施例的结构分解图；

图4为图3的离合装置的部分结构图；

图5为图3的离合装置的另一视角的分解图；

图6为图1的离合装置另一个实施例的结构分解图；

图7为图6的离合装置的部分结构图；

图8为图6的离合装置的离合部分受力分解图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例

请参阅图1，本发明提供一种带离合装置的舵机10，包括驱动装置100、与所述驱动装置100电连接的电路板200及与所述驱动装置100驱动连接的齿轮组件300，所述齿轮组件300的从动齿轮310与所述电路板200之间设有离合装置400。作为优选的方案，所述驱动装置为马达，驱动装置为舵机的动力源，输出动力。所述电路板200作为舵机的控制板，控制整个舵机的工作。所述齿轮组件300用于减速或放大输出力矩，齿轮组件300包括多个减速齿轮组构成的舵机传动结构，每级传动结构包括主动齿轮和从动齿轮，本淋浴技术人员可以根据需要任意选择齿轮组件的传动级数和每级传动的传动比。

请参阅图2，要说明的是，所述舵机10还包括上盖510及与所述上盖510扣合的壳体520，所述输出齿410穿设于上盖510。进一步的方案中，可以通过螺钉将舵机各个部件丰庄镇舵机壳体内，保护舵机内部的结构。

离合装置400起到了保护舵机的驱动装置和齿轮组件的作用，负载在超过舵机允许承受力矩时，离合装置400触发，保护驱动装置和齿轮组件不会破坏，负载在舵机允许承受的力矩范围内时，则将动力传递到中输出齿410上，实现动力输出。

请参阅图3-图5所述离合装置400包括输出齿410、离合齿轮420、若干个滚珠430、离合盘440及弹簧450，所述离合齿轮420与所述从动齿轮310齿合，且所述离合齿轮420套设于所述输出齿410的离合传动轴412上，所述离合齿轮420开设有传动轴通孔422及若干个滚珠通孔424，所述滚珠430安装于所述滚珠通孔424和所述离合盘440之间；所述弹簧450穿设于所述离合传动轴412，且与所述离合齿轮420抵接。需要说明的是，所述离合装置400还包括卡簧460，所述卡簧套460设于所述离合传动轴412上，且与所述离合齿轮420抵接。作为优选的方案，所述卡簧460为e形扣。还需要说明的是，所述离合齿轮420具有一收容槽426，所述滚珠430和所述离合盘440收容于所述收容槽426内。

舵机的离合装置功能是满足舵机在外部受力过载的情况下，利用该输出齿的离合结构把多余的力量卸载掉，从而保护舵机齿轮和电机功能。当外部作用力作用在输出齿410上面时，此时弹簧450受到外部力量，弹簧450受力后作用于离合齿轮420上，同时离合齿轮420受到齿轮组件300的舵机作用力，但因外部作用力大于舵机作用力，因此在滚珠430和离合盘440的作用下，离合齿轮420会跟随弹簧450的外部作用力向弹簧的方向移动，滚珠430和离合齿轮420脱离，离合齿轮420不再受到两个作用力，而由于外部作用力还在，所以输出齿410还在持续转动，从而卸掉外部作用力，起到了过载保护的作用。需要说明的是，所述弹簧450为螺旋弹簧或弹簧片。

在正常使用时，离合装置是不会启动，待舵机受到外来力量时，离合装置会识别到力矩大小而其力矩大于离合装置设定的扭力时，离合装置才会启动，离合的输出齿轮会向上跳动而使两者分离开，从而实现卸载多余扭力而保护齿轮组件的作用，同时输出齿轮因离开设定位置时，带动电位器同时转动，舵机控制板可以识别到离合已经启动并待卸力后回到指定的位置点，不至于使得舵机偏离主控设定位置。

需要说明的是，所述离合装置400还包括轴承401及套设于所述轴承401的轴承套402，所述轴承401穿设于所述离合传动轴412。所述离合装置400还包括磁片403及套设于所述磁片403的磁片铜套404，所述磁片403穿设于所述离合传动轴。在滚珠430滚动时会使e形扣受力，磁片铜套404会卸掉齿轮冲击时的余力而保护e型扣的力量。

要说明的是，在本发明中的离合装置具有两种不同的实施方式。

在其中一个实施方式中，请再次参阅图3和图4，此时的弹簧450为螺旋弹簧。所述弹簧450穿设于所述输出齿410和所述离合齿轮420之间，所述滚珠430的数量为3个，3个所述滚珠430呈三角形分布于所述离合齿轮420和所述离合盘440之间，所述卡簧460与所述离合盘440抵接，固定离合盘440的位置，以使滚珠430可以持续与所述离合齿轮420接触。工作过程：当外部作用力作用在输出齿410上面时，此时螺旋弹簧受到外部力量，螺旋弹簧受力后作用于离合齿轮420上，同时离合齿轮420受到齿轮组件300的舵机作用力，但因外部作用力大于舵机作用力，因此在滚珠430和离合盘440的作用下，离合齿轮420会跟随螺旋弹簧的外部作用力向弹簧的方向移动，即离合齿轮420会向上跳动，以使离合盘440和离合齿轮420脱离，离合齿轮420不再受到两个作用力，而由于外部作用力还在，所以输出齿410还在持续转动，从而卸掉外部作用力，起到了过载保护的作用。

在另一个实施例中，请参阅图6、图7和图8，此时的弹簧450为弹簧片。所述弹簧片设于所述卡簧460和所述离合齿轮420之间，所述离合盘440设于所述离合齿轮420和所述输出齿410之间，且所述离合盘440与所述离合传动轴412一体成型，所述滚珠430的数量为3个，3个所述滚珠430呈三角形分布于所述离合齿轮420和所述离合盘440之间，所述卡簧460与所述弹簧片抵接，固定弹簧片的位置，以使离合齿轮420可以持续与滚珠430接触。工作过程：当外部作用力作用在输出齿410上面时，此时离合盘440受到外部力量，离合盘440受力后作用于滚珠430上，而滚珠430会对离合齿轮420产生一个斜向下的推力，这个推力的垂直向下分力f1，当分力f1大于此时弹簧片向上的弹力时，使弹簧片变形，离合齿轮420就会向下移动，从而使离合盘440和离合齿轮420分离，离合齿轮420不再受到两个作用力，而由于外部作用力还在，所以输出齿410还在持续转动，从而卸掉外部作用力，起到了过载保护的作用。

当外力消失时，在弹簧片的弹力作用下，离合齿轮420向上移动，滚珠430落入到滚珠通孔424内，整个舵机恢复初始状态，驱动装置100可以正常工作。

基于上述的结构，本发明有效地利用离合装置原理，实现保护功能，同时有效缩小产品体积，增加产品可靠性。其优点轻小及便于安装，安全离合并有效保护终端产品和产品的使用。

要说明的是，所述电路板200上还设有角度传感器(图中未示出)，所述角度传感器用于检测舵机转动的角度。

若干个所述滚珠通孔424以传动轴通孔422为中心呈环形阵列分布。在本实施例中，滚珠通孔424的数量为6个，本申请不对通孔424的数量进行限定，由本领域的技术人员进行设定。

本发明的新型舵机体积小、安全性高，保护舵机齿轮组件和马达不受损坏，使得舵机运行平稳，能够满足服务机器人、工业等产品上面的体积小/产品轻/使用安全等优点。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。