舵机及舵机系统的制作方法

本发明涉及位置控制领域，尤其是涉及一种舵机及舵机系统。

背景技术：

现有的舵机的转动角度和定位控制精度不高，且不能作连续的转动。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种舵机及舵机系统。

本发明实施方式的舵机包括减速组件、动力组件、位置检测系统及第一控制板，所述减速组件包括输出轴，所述动力组件用于驱动所述输出轴转动，所述位置检测系统包括磁性件、磁性位置传感器及第二控制板，所述磁性件固定在所述输出轴上，所述磁性位置传感器与所述第二控制板连接，所述磁性件与所述磁性位置传感器相对，所述第二控制板用于通过所述磁性位置传感器及所述磁性件检测所述输出轴的位置，所述第一控制板用于控制所述动力组件驱动所述输出轴转动，并判断所述输出轴的位置是否到达设定的位置。

本发明实施方式的舵机中，位置检测系统通过磁性件及磁性位置传感器检测输出轴的位置，实现了舵机的可连续转动，并提高了舵机的转动角度和定位控制精度。

在一个实施方式中，所述磁性件中心的轴线与所述磁性位置传感器中心的轴线同轴设置。

在一个实施方式中，所述减速组件包括转动齿轮及支撑件，所述输出轴固定在所述转动齿轮上，所述支撑件固定连接所述输出轴，所述磁性件固定在所述支撑件上，所述动力组件通过所述传动齿轮带动所述输出轴及所述支撑件转动。

在一个实施方式中，所述支撑件形成有收容部，所述磁性件收容于所述收容部内。

在一个实施方式中，所述动力组件包括有刷直流电机或无刷直流电机。

在一个实施方式中，所述第一控制板包括第一插接件，所述第二控制板包括第二插接件，所述第一插接件与所述第二插接件对接。

在一个实施方式中，所述舵机包括灯光组件，所述灯光组件包括支撑板、柔性电路板及发光部，所述支撑板设置在所述第一控制板上，所述柔性电路板固定设置于所述支撑板上，所述发光部固定在所述柔性电路板上，所述第一控制板用于控制所述发光部指示所述舵机的运行状态。

在一个实施方式中，所述支撑板的外轮缘呈环形薄片状。

在一个实施方式中，所述舵机包括外壳，所述外壳包括前盖、中盖及后盖，所述舵机通过所述前盖、所述中盖及所述后盖封装。

在一个实施方式中，所述中盖的内部形成有卡槽，所述第二控制板卡设于所述卡槽内。

在一个实施方式中，所述传动齿轮安装于所述前盖及所述中盖之间，所述灯光组件安装于所述中盖与所述后盖之间。

在一个实施方式中，所述柔性电路板与所述后盖之间设置有反光部。

在一个实施方式中，所述第二控制板设置有并联的两个通信串口，所述第二控制板用于通过其中一个所述通信串口连接主机，另一个所述通信串口用于供所述主机与其它舵机连接。

本发明实施方式的舵机系统包括上述任一实施方式的舵机。

本发明实施方式的舵机系统中，位置检测系统通过磁性件及磁性位置传感器检测输出轴的位置，实现了舵机的可连续转动，并提高了舵机的转动角度和定位控制精度。

在一个实施方式中，所述舵机系统包括多个所述舵机及主机，多个所述舵机并联，所述主机与其中一个所述舵机连接。

在一个实施方式中，所述舵机系统包括机器人或航模。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施方式的舵机的立体示意图。

图2是根据本发明实施方式的舵机的分解示意图。

图3是根据本发明实施方式的舵机的另一立体示意图。

图4是根据本发明实施方式的舵机系统的立体示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1～图3，本发明实施方式的舵机100包括减速组件10、动力组件20、位置检测系统30及第一控制板40。

减速组件10包括输出轴11。动力组件20用于驱动输出轴11转动。位置检测系统30包括磁性件31、磁性位置传感器32及第二控制板33。磁性件31固定在输出轴11上。磁性位置传感器32与第二控制板33连接。磁性件31与磁性位置传感器32相对。第二控制板33用于通过磁性位置传感器32及磁性件31检测输出轴11的位置。第一控制板40用于控制动力组件20驱动输出轴11转动，并判断输出轴11的位置是否到达设定的位置。

本发明实施方式的舵机100中，位置检测系统30通过磁性件31及磁性位置传感器32检测输出轴11的位置，实现了舵机100的可连续转动，并提高了舵机100的转动角度和定位控制精度。

本实施方式中，第一控制板40接收到驱动信号后驱动动力组件20。动力组件20再驱动减速组件10转动，从而带动减速组件10上的输出轴11转动，再由输出轴11带动磁性件31转动。然后，磁性位置传感器32将磁性件31转动而产生的磁场变化转换成电信号发送给第二控制板33。第二控制板33再将对应信号发送给第一控制板40，从而由第一控制板40判断出输出轴11的转动角度是否已经到达设定的位置。

在一个实施方式中，磁性件31中心的轴线与磁性位置传感器32中心的轴线同轴设置。如此，舵机100的定位精度较高，提高了定位准确性。

在一个实施方式中，减速组件10包括转动齿轮12及支撑件13。输出轴11固定在转动齿轮12上。支撑件13固定连接输出轴11。磁性件31固定在支撑件13上。动力组件10通过传动齿轮12带动输出轴11及支撑件13转动。

具体地，在一个例子中，由于传动齿轮12的瞬时传动比恒定不变，因此通过传动齿轮12传递转动运动的机械效率较高。同时，通过在磁性件31与输出轴11之间设置支撑件13，提高了可设置空间。

另外，可以理解的是，传动齿轮12可以根据具体情况调整减速比，如此，以适应不同的应用。

支撑件13的尺寸可以根据具体情况设置，在舵机100尺寸增大或减小时，可相应改变支撑件13的长短，从而可以有效避免磁性件31与磁性位置传感器32之间的距离发生较大变化而影响定位准确性。

在一个实施方式中，支撑件13形成有收容部131。磁性件31收容于收容部131内。

如此，磁性件31能够稳定地固定于支撑件13上，并且避免了在转动时因磁性件31发生偏转而导致定位不准。例如，收容部131可开设有收容槽(图未示出)，磁性件31固定在收容槽中。

可以理解，在其他实施方式中，磁性件31可以以其他合适的方式安装于支撑件13上。例如，磁性件31可以直接安装于支撑件13的表面上。因此，需要说明的是，磁性件31固设于支撑件13上的安装方式并不仅仅限于本实施方式中的安装方式。

本实施方式中，磁性件31呈圆形状。在其他实施方式中，磁性件31可以呈其他合适的形状。

本实施方式中，磁性件31为永磁铁。如此，使用寿命长，避免了磁性失效影响定位效果，保证了舵机100的使用寿命。

在一个实施方式中，动力组件20包括无刷直流电机。在其他实施方式中，动力组件20可包括有刷直流电机。因此，需要说明的是，并不仅仅限于本实施方式中的无刷直流电机。

在一个实施方式中，第一控制板40包括第一插接件41。第二控制板33包括第二插接件331。第一插接件41与第二插接件331对接。

如此，实现了第二控制板33与第一控制板40之间的电性连接，且连接方式简单，方便取电和通信。

在一个实施方式中，舵机100包括灯光组件50。灯光组件50包括支撑板51、柔性电路板52及发光部53。支撑板51设置在第一控制板40上。柔性电路板52固定设置于支撑板51上。发光部53固定在柔性电路板52上。第一控制板40用于控制发光部53指示舵机100的运行状态。

具体地，本实施方式中，第一控制板40将舵机100的运行状态信号转换为发光部53的控制信号，从而控制发光部53的开启与颜色变化。

如此，可以对舵机100的待机、正常运行、异常运行、程序烧录等状态提供指示功能，并提升舵机100的整体外观。

本实施方式中，发光部53可以基于三基色红绿蓝的混色原理来指示舵机100的运行状态。例如发光部53包括红光发光二极管、绿光发光二极管及蓝光发光二极管，可通过配置三个光源的开启及关闭，组合出所需的颜色及光源的开关。如此，当舵机100处于不同的工作状态时，第一控制板40可以控制发光部53相应呈现出不同的颜色状态。

例如，在待机状态，发光部53可以呈现呼吸状态；在工作状态，发光部53可以呈现常亮状态；在舵机100温度过高时，发光部53可以进入红色的保护状态并不断闪烁；在程序升级状态，发光部53可以呈现青色常亮。

本实施方式中，发光部53呈长条带状。在其他实施方式中，发光部可以呈其他合适的形状。

本实施方式中，发光部53可以为发光二极管灯带。

在一个实施方式中，支撑板51的外轮缘511呈环形薄片状。如此，提升了发光部51的指示效果。

本实施方式中，可通过改变外轮缘511的厚度来改变发光部53的发光指示效果。

本实施方式中，支撑板51为半透明件。制备支撑板51的材料包括但不限于使用聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料。

本实施方式中，支撑板51上设置有定位柱512，安装柔性电路板52时可以通过定位柱512进行定位。如此，连接结构稳定且简单。

本实施方式中，可使用少量的胶水使柔性电路板52固定在支撑板51上，如此，结构更加稳定。

在一个实施方式中，舵机100包括外壳60。外壳60包括前盖61、中盖62及后盖63。舵机100通过前盖61、中盖62及后盖63封装。

如此，提高了舵机100的可设置空间，且连接结构简单稳定。

在一个实施方式中，中盖62的内部形成有卡槽621。第二控制板33卡设于卡槽621内。如此，有效避免了第二控制板33因发生倾斜而使得第二控制板33不能准确地通过磁性位置传感器32及磁性件31检测输出轴11的位置。

在一个实施方式中，传动齿轮12安装于前盖61及中盖62之间。灯光组件50安装于中盖62与后盖63之间。

如此，减速组件10及灯光组件50分别位于第一控制板40两侧，布置合理，充分利用了前盖61、中盖62及后盖63封装而形成的设置空间。

在一个实施方式中，柔性电路板52与后盖63之间设置有反光部70。如此，可使发光部53呈现的颜色变化的光能够更加均匀地向四周分布。例如，可以在舵机100外侧显示为一整条光带而不是多个亮点。

本实施方式中，反光部70可以通过在后盖63上电镀一层镜面可反光薄层来实现。在其他实施方式中，也可通过在后盖63上喷涂一层镜面可反光薄层来实现。

本实施方式中，通过多颗螺钉64将前盖61、中盖62、支撑板51和后盖63固定。如此，连接结构简单且稳定。

在一个实施方式中，第二控制板33设置有并联的两个通信串口332。第二控制板33用于通过其中一个通信串口332连接主机110(见图4)。另一个通信串口332用于供主机110与其它舵机100连接。

如此，可以实现不同舵机100的协同工作。

本实施方式中，舵机100设置有USB接口42。USB接口42提供了外界装置(如个人计算机)与舵机100的通信接口，例如，外界装置可通过USB接口42对舵机100的参数进行设置和查看，并可以通过USB接口42对舵机100的程序进行升级。

请参阅图4，本发明实施方式的舵机系统200包括上述任一实施方式的舵机。

为方便说明舵机系统200，以下以舵机系统200包括上述舵机100为例进行说明。本发明实施方式的舵机系统200中，位置检测系统30通过磁性件31及磁性位置传感器32检测输出轴11的位置，实现了舵机100的可连续转动，并提高了舵机100的转动角度和定位控制精度。

在一个实施方式中，舵机系统200包括多个舵机100及主机110。多个舵机100连接。主机110与其中一个舵机100连接。

具体地，为便于理解，本实施方式中，舵机100的数量为三个，本实施方式中，三个舵机100通过线缆120连接。在图4所示的方位中，左舵机100的一个通信串口332连接主机110，左舵机100的另一个通信串口332连接中间舵机100的一个通信串口332，中间舵机100的另一个通信串口332连接右舵机100的一个通信串口332。主机110可通过识别不同舵机100预先分配的物理地址来实现与各个舵机100的轮询通信。

如此，可实现多舵机100协调工作，并有效减少了在多个舵机100应用场景中线缆120的绕线和走线困难。

在一个实施方式中，舵机系统200包括机器人。在其他实施方式中，舵机系统200可以包括航模。因此，需要说明的是，舵机系统200并不仅仅限于本实施方式中的机器人。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。