专利名称：一种舵机用反馈传感器及使用该传感器的超小型舵机结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及模型、机器人和控制领域的动作执行机构，尤其是舵机结构及其
使用的反馈传感器。
背景技术：
舵机是模型、机器人和许多控制领域内最重要的动作执行机构，如图1所示，其结 构包括 1).执行动作的动力源90 ;目前多为马达减速齿轮加执行摇臂； 2).摇臂位置反馈使用传感器100，通常为电位器，少数用霍尔传感器； 3).自动伺服控制线路板80。 所述三大要件保证了舵机能按输入的电信号完成对应角度和速度的完成执行动 作。其中反馈用传感器是超小型舵机减轻重量和保证寿命和可靠性的主要障碍。标准的 电位器就重达数克，所以绝大多数超小型舵机用贴片微调电阻来作为反馈电位器来减轻重 量，但微调电阻设计适用寿命只有数十次，而舵机执行动作寿命要求理论上是上万次以上， 因此此类舵机寿命均不长。个别产品采用直线电位器结构作为反馈电位器，其存在操作行 程短和易卡死的缺点。 随着电子技术的发展，模型、无人机和机器人的尺寸正向越来越小的方向发展，对 超小型舵机的需求大大增加。目前世界上投入生产的超小型舵机最轻在2克以上。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种舵机用反馈传感器及使用该传感器的超小型舵
机结构，可以克服现有技术存在的上述不足，使超小型舵机的重量降到1克，并且寿命和可 靠性均高于其他超小型舵机方案。为达到上述目的，本实用新型的解决方案是 —种舵机用反馈传感器，其包括减速齿轮、电阻膜、电刷，电刷固定于减速齿轮上， 电刷与电阻膜相接触且减速齿轮作为反馈传感器支架。 所述电阻膜和电刷采用电位器上的电阻膜。 所述电位器为拨盘电位器。 所述电刷通过胶水粘结或者塑料铆接的方式固定于减速齿轮上。 —种使用上述反馈传感器的舵机结构，电阻膜及固定电刷的减速齿轮依次固定于
底座的第一固定柱上，第三齿轮压入马达输出轴，马达输出轴装入底座的圆孔内，第二、第
三固定柱上装设有第一、第二齿轮，减速齿轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮依次啮合，减
速齿轮、第一齿轮、第二齿轮通过压板固定。 所述电阻膜通过胶水粘结或者塑料铆接的方式固定于底座上。 —种使用上述反馈传感器的舵机结构，电阻膜及固定电刷的减速齿轮依次固定于 底座的第一固定柱上，第三齿轮压入马达输出轴，马达输出轴装入底座的圆孔内，第二、第 三固定柱上装设有第一、第二齿轮，减速齿轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮依次啮合，对 称摇臂固定于减速齿轮上，减速齿轮、第一齿轮、第二齿轮通过压板固定，第一、第二及第三固定柱位于同一直线上，且该直线作为底座的轴对称线。 所述电阻膜通过胶水粘结或者塑料铆接的方式固定于底座上。 本实用新型不采用电位器作为反馈传感器，而直接用减速齿轮作为反馈传感器支 架，外加电阻膜和电刷构成反馈传感器，并直接用减速齿轮作为执行摇臂以减轻重量， 一举 解决了其他超小型舵机采用电位器或微调电阻存在的重量重和寿命短的缺点，并且减速齿 轮在本舵机中可连续360。旋转也不会卡死。 工作原理是马达的转动经三级齿轮减速，在末级执行大齿轮上产生执行用的转 动动作和扭矩，执行大齿轮背面安装电刷和底座支架上的电阻片构成类似电位器的位置传 感器，这样就不再另外需要电位器或微调电阻或其他传感器。
由于采用上述方案，本实用新型的有益效果是重量轻，结构简单，寿命长，操控精准。
图1是先有技术的舵机的结构示意图。 图2是本实用新型的超小型舵机基本结构正视图, 图3是本实用新型的超小型舵机基本结构示意图, 图4是本实用新型的超小型舵机基本结构分解图 图5是超小型舵机实例舵机一基本结构正视图。 图6是超小型舵机实例舵机一基本结构示意图。 图7是超小型舵机实例舵机一基本结构分解图。 图8是超小型舵机实例舵机二基本结构正视图。 图9是超小型舵机实例舵机二基本结构示意图。 图10是超小型舵机实例舵机二基本结构分解图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本实用新型作进一步的说明。 图4为本实用新型的基本结构。如图所示，本实用新型包括电阻膜3，可采用电 位器(例如，拨盘电位器)上的电阻膜；电刷2，亦可采用电位器(例如，拨盘电位器)上的 电阻膜；减速齿轮l，可采用塑胶件，将电刷2用胶水或塑料铆接固定于减速齿轮1上，通过 电阻膜3与固定在减速齿轮1上的电刷2接触并利用减速齿轮1作为反馈传感器支架的转 动产生反馈，从而实现舵机反馈传感器，并直接用减速齿轮1作为执行摇臂输出舵机位移 变量，简化了舵机结构，使舵机重量得以减轻。 图7为舵机一是基础版本的结构，此结构可控制模型飞机的方向舵和升降舵，还 可控制直升机的旋翼十字盘用于向前后及向左右的飞行控制。 如图所示，将齿轮8压入马达9上的输出轴通过过盈配合将其固定，将完成安装的 马达输出轴9装入底座7的圆孔70内通过过盈配合将其固定，将舵机的基本结构即将电阻 膜3穿入底座7上的固定柱71并用胶水或塑料铆接固定于底座7上，然后将固定电刷2的 减速齿轮1穿入同一固定柱71，分别将齿轮6和齿轮5装入底座7的固定柱72、73，齿轮1、 5、6和8顺序啮合组成齿轮组，最终将压板4安装在齿轮1、5和6所组成的齿轮组上，起到
4固定该齿轮组的作用。 图10为舵机二是在舵机一基础版本上进行改进的，其特点是完全左右对称设计， 并增加对称摇臂，更方便安装，不仅能完成舵机一的所有应用，还能直接控制模型飞机的副 翼，使模型飞机不仅能完成基本动作，还能做翻滚和旋转等特技动作，是带对称摇臂的超小 舵机。 如图所示，将齿轮8压入马达9上的输出轴通过过盈配合将其固定，将完成安装的 马达输出轴9装入底座7的圆孔70内通过过盈配合将其固定，将舵机的基本结构即将电阻 膜3穿入底座7上的固定柱71并用胶水固定于底座7，然后将固定电刷2的减速齿轮1穿 入同一固定柱71，分别将齿轮6和齿轮5装入底座7的固定柱72、73，齿轮1、5、6和8顺序 啮合组成齿轮组，将对称摇臂10安装在减速齿轮1上，最终将压板41装在齿轮1、5、6所组 成的齿轮组上起到固定该齿轮组的作用。上述舵机的固定柱71、72、73位于同一直线上，且 该直线作为底座7的轴对称线，压板41也关于该轴对称线对称，从而实现了舵机结构的完 全左右对称。 本实用新型中的电阻膜3的引出端朝向可以根据实际的具体使用情况固定于任 意方向。 本实用新型使用多节齿轮减速，并安装有执行摇臂，作为传感器的电阻片转动角 度可达到270° ，从而使得操控更精准。 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实 用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说 明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于这 里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，对于本实用新型做出的改进和修改 都应该在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种舵机用反馈传感器，其特征在于其包括减速齿轮(1)、电阻膜(3)、电刷(2)，电刷(2)固定于减速齿轮(1)上，电刷(2)与电阻膜(3)相接触且减速齿轮(1)作为反馈传感器支架。
2. 如权利要求l所述的舵机用反馈传感器，其特征在于所述电阻膜(3)和电刷(2)采 用电位器上的电阻膜。
3. 如权利要求2所述的舵机用反馈传感器，其特征在于所述电位器为拨盘电位器。
4. 如权利要求1所述的舵机用反馈传感器，其特征在于所述电刷(2)通过胶水粘结或者塑料铆接的方式固定于减速齿轮(1)上。
5. —种使用权利要求l所述的反馈传感器的超小型舵机结构，其特征在于电阻膜(3)及固定电刷(2)的减速齿轮(1)依次固定于底座(7)的第一固定柱(71)上，第三齿轮(8) 压入马达(9)输出轴，马达(9)输出轴装入底座(7)的圆孔(70)内，第二、第三固定柱(72、 73)上装设有第一、第二齿轮(5、6)，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)、第三齿轮 (8)依次啮合，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)通过压板(4)固定。
6. 如权利要求5所述的超小型舵机结构，其特征在于所述电阻膜(3)通过胶水粘结 或者塑料铆接的方式固定于底座(7)上。
7. —种使用权利要求l所述的反馈传感器的超小型舵机结构，其特征在于电阻膜(3) 及固定电刷(2)的减速齿轮(1)依次固定于底座(7)的第一固定柱(71)上，第三齿轮(8) 压入马达(9)输出轴，马达(9)输出轴装入底座(7)的圆孔(70)内，第二、第三固定柱(72、 73)上装设有第一、第二齿轮(5、6)，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)、第三齿轮 (8)依次啮合，对称摇臂(10)固定于减速齿轮(1)上，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿 轮(6)通过压板(41)固定，第一、第二及第三固定柱(71、72、73)位于同一直线上，且该直 线作为底座(7)的轴对称线，压板(41)关于该轴对称线对称。
8. 如权利要求7所述的超小型舵机结构，其特征在于所述电阻膜(3)通过胶水粘结 或者塑料铆接的方式固定于底座(7)上。
专利摘要一种舵机用反馈传感器及使用该传感器的超小型舵机结构，电阻膜(3)及固定电刷(2)的减速齿轮(1)依次固定于底座(7)的第一固定柱(71)上，电阻膜(3)与电刷(2)相接触且减速齿轮(1)作为反馈传感器支架，第三齿轮(8)压入马达(9)输出轴，马达(9)输出轴装入底座(7)的圆孔(70)内，第二、第三固定柱(72、73)上装设有第一、第二齿轮(5、6)，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)、第三齿轮(8)依次啮合，减速齿轮(1)、第一齿轮(5)、第二齿轮(6)通过压板(4)固定。本实用新型的结构简单，安装方便，且重量轻，寿命长，操控精准。
文档编号H02K7/116GK201533992SQ20092007535
公开日2010年7月28日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者朱杰 申请人:上海海特电子有限公司