一种舵机的制作方法

本实用新型涉及一种电机结构，更具体地，本实用新型涉及可应用于机器人的舵机结构。

背景技术：

机器人舵机是近几年发展起来的一种新型舵机，其原理就是通过机器人控制板按照预先设定的程序控制每一个舵机模块的旋转，以带动机器人的某个关节部位旋转，达到各种可能的机器人形态。

如果机器人只是依靠着舵机的旋转进行动作，在如今行业追求智能化、人性化的时刻会显得单调，复合运动的加入会使整个机器人的呈现更加真实。现在有两种形式可以加入复合运动，一种是舵机外部增加辅助机构，通过舵机的旋转及辅助机构的直线或旋转带动整个机器人进行运动，但是这种形式的结构会使得机器人尺寸增大，且增加外部噪音。总之，设计一种内部实现复合运动的舵机势在必行。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是提供了一种舵机。

根据本实用新型的一个方面，提供一种舵机，包括壳体、电机，还包括安装在壳体中并由电机驱动的输出轴，所述输出轴的一端从壳体中伸出并安装有输出齿轮；还包括位于壳体内的直线运动块，所述直线运动块与输出轴螺纹配合在一起，且所述直线运动块的端头从壳体侧壁设置的限位孔中穿出。

可选地，所述直线运动块与输出轴平行设置，所述限位孔的尺寸与直线运动块端头的尺寸相配。

可选地，所述直线运动块与输出轴垂直设置，所述限位孔为沿输出轴轴向方向延伸的长形孔。

可选地，所述直线运动块的端头位置还设置有安装孔。

可选地，还包括丝杠，所述丝杠与输出轴固定连接在一起，所述直线运动块与丝杠螺纹配合在一起。

可选地，所述输出轴通过轴承安装在壳体上。

可选地，还包括用于检测输出轴运动的位置传感器。

可选地，还包括用于将电机动力传输至输出轴上的齿轮组。

可选地，所述齿轮组包括安装在电机输出端的主动齿轮，以及固定安装在输出轴上的从动齿轮，还包括啮合在主动齿轮与从动齿轮之间的减速齿轮组。

可选地，所述减速齿轮组包括第一传动齿轮，同轴安装且独立转动的第二传动齿轮、第三传动齿轮，以及转动连接在输出轴上的第四传动齿轮，所述第二传动齿轮通过第一传动齿轮与主动齿轮啮合在一起，所述第四传动齿轮分别与第二传动齿轮以及第三传动齿轮啮合在一起，所述第三传动齿轮与从动齿轮啮合在一起。

本实用新型的舵机，通过电机可以驱动输出轴做旋转动作，从而驱动外部组件旋转，通过与输出轴下端配合的直线运动块可以做直线动作，从而可以驱动外部组件发生直线位移，由此将直线运动、旋转运动集成在舵机内。这相对于传统结构，可以大大降低结构的尺寸，更有利于整个机器人的小型化、智能化发展。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型舵机的结构示意图。

图2是图1中舵机内部的部分结构示意图。

图3是图1中齿轮啮合的示意图。

图4是本实用新型输出轴与直线运动块的安装结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1至图4，本实用新型提供了一种舵机，包括壳体1、电机6，还包括安装在壳体1中并由电机6驱动的输出轴12等。为了便于部件的安装，本实用新型的壳体1可以包括上壳、中壳、下壳，输出轴12的一端位于壳体1内，另一端从壳体1穿出，并在所述输出轴12穿出壳体1的端头位置上固定安装一输出齿轮2，以便于与外部部件进行啮合。当然，为了获得输出轴12的运动数据，在所述壳体1内还设置有位置传感器5，该位置传感器5可以采用磁传感器或电位计，在此不再具体说明。

所述输出轴12穿出壳体1的位置可以设置轴承，通过轴承实现输出轴12端头位置与壳体1的安装，从而可以减小输出轴12的转动间隙，保证输出轴12的正常转动。输出轴12的下端可以穿过中壳上设置的通孔，通过该通孔以及上述的轴承可以保证输出轴12安装的同轴度；当然，对于本领域的技术人员而言，输出轴12与中壳之间也可以设置一轴承结构，在此不再具体说明。

本实用新型的舵机，还包括位于壳体1内的直线运动块3，所述直线运动块3与输出轴12螺纹配合在一起，该直线运动块3例如可以呈长条状，参考图1、图2、图4。在本实用新型一个具体的实施方式中，在所述输出轴12上可以设置有螺纹结构，直线运动块3上设置有与该螺纹结构配合在一起的螺纹孔结构，从而实现二者的配合。

所述直线运动块3的端头从壳体1侧壁设置的限位孔4中穿出，参考图1。由于直线运动块3的一部分位于壳体1中并且与输出轴12螺纹配合在一起，其端头从壳体1的限位孔4中穿出，当输出轴12转动的时候，使得直线运动块3在限位孔4的限位作用下，只能发生沿输出轴12轴向方向的运动。

在本实用新型一个具体的实施方式中，所述直线运动块3与输出轴12可以平行设置，例如输出轴12沿竖直方向分布时，所述直线运动块3也采用竖直分布的状态，直线运动块3的中部位置可以通过安装支耳的方式与输出轴12螺纹配合在一起，其上下两端分别从壳体1的限位孔4中穿出。此时，所述限位孔4的尺寸与直线运动块3端头的尺寸相配即可。当输出轴12转动时，由于限位孔4的作用，使得直线运动块3在螺纹的驱动下只能发生沿输出轴12轴向方向上的位移。

在本实用新型另一个具体的实施方式中，所述直线运动块3与输出轴12垂直设置，参考图1的视图方向，直线运动块3的中部与输出轴12螺纹配合在一起，其两端从壳体1两侧的限位孔4穿出，其中，所述限位孔4为沿输出轴12轴向方向延伸的长形孔。在该结构下，当输出轴12转动的时候，使得直线运动块3只能发生沿输出轴12轴向方向上的位移。

在所述直线运动块3的端头位置可以设置安装孔，从而可以便于直线运动块3与外部运动部件的连接，从而通过直线运动块3可以驱动外部运动部件发生直线运动。

在本实用新型一个优选的实施方式中，为了提高结构的强度，在输出轴12的下端设置丝杠13，参考图4。所述丝杠13可以与输出轴12通过键合或者本领域技术人员所熟知的其它方式固定连接在一起，从而实现输出轴12与丝杠13的同步动作。所述直线运动块3与丝杠13螺纹配合在一起，从而实现直线运动块3的直线运动。

本实用新型的舵机，通过电机可以驱动输出轴做旋转动作，从而驱动外部组件进行转动；通过与输出轴下端配合的直线运动块可以做直线运动动作，从而可以驱动外部组件发生直线位移，由此将直线运动、旋转运动集成在舵机内。这相对于传统结构，可以大大降低结构的尺寸，更有利于整个机器人的小型化、智能化发展；而且还可以降低结构内的噪音。

本实用新型的舵机，可以通过齿轮组将电机6的动力传输至输出轴12上。所述齿轮组可以包括安装在电机6输出端的主动齿轮7，以及固定安装在输出轴12上的从动齿轮10，该主动齿轮7可以与从动齿轮10啮合在一起，从而实现动力的传递。在本实用新型一个优选的实施方式中，还包括啮合在主动齿轮7与从动齿轮10之间的减速齿轮组。通过该减速齿轮组可以降低输出轴12的转速，提高输出的扭矩。

参考图2、图3，所述减速齿轮组包括第一传动齿轮8，同轴且独立转动的第二传动齿轮9、第三传动齿轮，以及转动连接在输出轴12上的第四传动齿轮11。第一传动齿轮8可以安装在中壳上，第二传动齿轮9、第三传动齿轮可以通过同一安装轴15同轴安装，且第二传动齿轮9、第三传动齿轮分别独立转动；第四传动齿轮11转动连接在输出轴12上。

其中，所述第二传动齿轮9通过第一传动齿轮8与主动齿轮7啮合在一起，使得电机6的转动可以经过主动齿轮7、第一传动齿轮8传递至第二传动齿轮9上；所述第四传动齿轮11分别与第二传动齿轮9以及第三传动齿轮啮合在一起，使得第二传动齿轮9的转动可以经过第四传动齿轮11传递至第三传动齿轮上；将所述第三传动齿轮与从动齿轮10啮合在一起，最终驱动输出轴12转动。通过在第一至第四传动齿轮中设计合适的传动比，从而可以实现传动轴的减速以及扭矩的提高。

例如在本实用新型一个具体的实施方式中，参考图4，第一传动齿轮8包括固定在一起的第一大传动齿轮8a、第一小传动齿轮8b；所述第二传动齿轮9包括固定在一起的第二大传动齿轮9a、第二小传动齿轮9b；第三传动齿轮包括固定在一起的第三大传动齿轮14a、第三小传动齿轮14b；第四传动齿轮包括固定在一起的第四大传动齿轮11a、第四小传动齿轮11b。

在配合的时候，第一大传动齿轮8a与主动齿轮7啮合在一起，第一小传动齿轮8b与第二大传动齿轮9a啮合在一起。电机6的输出扭矩经过主动齿轮7、第一传动齿轮8(第一大传动齿轮8a、第一小传动齿轮8b)传递至第二大传动齿轮9a上；

第二小传动齿轮9b与第四大传动齿轮11a啮合在一起，第四小传动齿轮11b与第三大传动齿轮14a啮合在一起，第三小传动齿轮14b与从动齿轮10啮合在一起。第二传动齿轮9(第二大传动齿轮9a、第二小传动齿轮9b)的扭矩经过第四传动齿轮11(第四大传动齿轮11a、第四小传动齿轮11b)、第三传动齿轮(第三大传动齿轮14a、第三小传动齿轮14b)传递至从动齿轮10上，从而实现了输出轴12的转动。通过这种不同传动比的齿轮配合在一起，实现了输出轴的减速以及扭矩的提高。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。