一种机器人舵机制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，提供一种机器人舵机，包括第一运动机构、第二运动机构、输出轴、第一驱动模块以及第二驱动模块，所述第一运动机构设置有输出轴，所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动，通过矢量合成，从而将机器人关节合成一个轴向的半球形运动，结构紧凑，配合舵机的控制算法，实现灵活多变的轴向机械手臂的关节运动。

A robot rudder

The invention relates to the field of robot technology, providing a robot steering machine, including a first motion mechanism, a second motion mechanism, an output shaft, a first drive module, and a second driving module. The first motion mechanism is provided with an output shaft, a first drive shaft of the first motion mechanism and second of the second motion mechanism. The driving shaft is vertically crossed, and the first drive shaft and the center point of the second drive shaft are reclose together. The first drive shaft and the second drive shaft are driven by the first drive drive module and the second drive module respectively, and the first drive drive module and the second drive module are driven by the vector synthesis. The moving plane rotation of each other vertical direction is synthesized to the three dimensional rotation of the output axis. Through the vector synthesis, the robot joint is composed of an axial hemispherical motion, the structure is compact, and the control algorithm of the steering gear is combined with the control algorithm of the rudder to realize the flexible and changeable joint motion of the axial mechanical arm.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人舵机
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种机器人舵机。
技术介绍
在目前在仿生机器人的制作中，我们广泛的使用到了舵机。舵机相当于机器人的肌肉，我们通过舵机来让机器人的关节运动。舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈，它可以根据你的指令旋转到舵机支持的控制角度范围之间的任意角度然后精准的停下来。舵机是由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成，是一套自动控制装置，对于给定的PWM输入，能够自动转到指定位置，并使系统的输出保持恒定，舵机的控制非常简单，用户输入不同的PWM占空比，舵机可以到达不同的位置，用户不需要关心舵机怎么起步，怎么加速，怎么减速，因此舵机，应用非常广泛。目前市面上的机器人机器人舵机一般只有单个电机驱动，只能进行单一的旋转运动，无法实现单节点的多维度运动，存在关节臃肿、形态失真、运动不够灵活多变的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多维度运动的、结构紧凑，控制更加灵活多变、能够在半球面范围内的任意指向机器人舵机。该机器人舵机将两个方向的转动进阶成单一球心、单一输出轴的三维转动，解决了传统机器人行业中关节臃肿、形态失真的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种机器人舵机，包括第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动机构设置有输出轴，所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动。进一步地，所述第一运动机构包括第一球体，所述第二运动机构包括第二球体，所述第二球体内部设置有直径大于所述第一球体的球形容纳空间，所述第一球体可转动的嵌套在所述第二球体的球形容纳空间内，所述第一驱动轴分别设置所述第一球体外表面沿直径方向的两端，所述第二驱动轴分别设置在所述第二球体外表面沿直径方向的两端。进一步地，所述第一球体沿所述第一驱动轴的轴心线平面设置有一宽度大于所述输出轴的外直径的第一开口槽，所述开口槽底面与所述第一驱动轴的轴心线平行，所述输出轴的一端可转动设置在所述第一球体的球心处，并沿所述第一开口槽内摆动，所述第一开口槽的圆弧角为140°。进一步地，所述第二球体沿所述第二驱动轴轴心线平面设置有宽度大于所述输出的外直径的第二开口槽，所述第二开口槽底面与所述第二驱动轴的轴心线平行，沿所述第二开口槽垂直方向设置有宽度大于所述第二驱动轴的第三开口槽，所述输出轴穿过所述第二开口槽沿所述第二开口槽内摆动，所述第一驱动轴穿过所述第三开口槽沿所述第三开口槽内摆动和转动。进一步地，所述第二开口槽的圆弧角为140°，所述第三开口槽的圆弧角为330°。进一步地，所述的第三开口槽与所述第二开口槽交叉处两端沿宽度方向分别设置有限制所述第一驱动轴摆动位置的短杆。进一步地，所述第一驱动模块和第二驱动模块为伺服电机。与现有技术相比，本专利技术提供的一种机器人舵机，通过互相嵌套的第一球体、第二球体以及延伸出的输出轴，第一球体、第二球体由两个驱动模块驱动，两个所述第一、第二球体圆心相重合，通过矢量合成，将两个驱动模块的平面转动合成至输出轴的三维转动输出轴能够在各方向140°内自由转动，这样，将驱动模块两个垂直方向的转动进阶成单一球心、单一输出轴的三维转动，解决了传统机器人行业中关节臃肿、形态失真的问题，该球型机器人舵机，真正的模拟出了机器人手臂关节灵活运动的样式。附图说明图1是本专利技术提供的一种机器人舵机的结构分解图；图2是本专利技术提供的一种机器人舵机的装配图；图3是本专利技术提供的一种机器人舵机的第一运动机构的示意图；图4是本专利技术提供的一种机器人舵机的第二运动机构的俯视图；图5是本专利技术提供的一种机器人舵机的第二运动机构的示意图；图6是本专利技术提供的一种机器人舵机的输出轴结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加明白，下面结合附图对本专利技术提供的优选实施方式做具体详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1-图6，为本专利技术的一较佳实施例，一种机器人舵机，包括：空腔状的球形壳体1以及设置在所述球形壳体内部容纳空间的第一运动机构2、第二运动机构3、输出轴4、第一驱动模块5以及第一驱动模块6，所述第一运动机构2的球体外表面沿圆周方向设置有一宽度大于所述输出轴4外直径的圆弧形的第一开口槽21，所述输出轴4的一端设置在所述第一运动机构2的球心处并沿所述第一开口槽21内摆动。具体地，如图2所示，所述第二球体3可转动的设置在所述球形壳体1内，所述第二运动机构3的球体内部设置有一直径大于所述第一运动机构2外直径的空腔球体，所述第一运动机构2可转动的嵌套在所述空腔球体内，所述第二运动机构3的球体外表面沿圆周方向设置有互相垂直的呈圆弧形的第二开口槽31和第三开口槽32，所述第二开口槽31的宽度大于所述输出轴4的外直径，所述第三开口槽32宽度大于所述第一驱动轴22的外直径。具体地，如图1-3所示，所述第一驱动轴22穿过所述第三开口槽32与所述第一驱动模块5转动连接，所述第一驱动轴22沿所述第二开口槽32内摆动和转动，所述输出轴4穿过所述第二开口槽31，并沿所述第二开口槽31内摆动，所述第二开口槽31的两端分别设置有第二驱动轴33，所述第二驱动轴33与所述第二驱动模块6转动连接，并且的所述第一驱动轴22与所述第二驱动轴33互相垂直，中心点重合，即第一运动机构2和第二运动机构3的圆心是重合的。具体地，如图3所示，所述第一开口槽21的圆弧角为140°，所述输出轴4在所述第一开口槽21内摆动的最大角度为140°。具体地，如图4所示，所述第二开口槽31的圆弧角为140°，所述输出轴4在所述第二开口槽31内摆动的最大角度为140°。具体地，如图5所示，所述第三开口槽32的圆弧角为330°。具体地，如图5所示，所述的第三开口槽32在与所述第二开口槽31交叉处两端沿宽度方向分别设置有与所述第三开口槽32的宽度相同的短杆34，限制所述第一驱动轴22的摆动位置，所述第一驱动轴22在所述第三开口槽32内摆动的最大角度为140°。具体地如图5所示，所述第一开口槽21与所述第二开口槽32在圆周上是互相垂直的。具体地，所述第一驱动模块5和第二驱动模块6为伺服电机。具体的工作原理为：如图1和图2所示，互相嵌套的第一运动机构2和第二运动机构3，以及分别延伸出的输出轴4，分别由两个第一、第二驱动模块5和6驱动，两个驱动模块5和6的转动轴相互垂直布置，即第一运动机构2和第二运动机构3的圆心相同，第一、第二驱动轴22和33互相垂直，通过矢量合成，将两个驱动模块5和6的平面转动合成至单一的输出轴4的三维转动，通过第二开口槽31和第三开口槽32的交叉，将矢量最终输出为输出轴4的摆动，自由度可以保证各方向140°内自由转动，从而举解决了传统机器人行业中关节臃肿、形态失真的问题，球型关节的半球结构，真正的模拟出了关节的样式，灵活而易于控制。以上所述仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人舵机，包括第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动机构设置有输出轴，其特征在于：所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动。

【技术特征摘要】
1.一种机器人舵机，包括第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动机构设置有输出轴，其特征在于：所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动。2.根据权利要求1所述的机器人舵机，其特征在于：所述第一运动机构包括第一球体，所述第二运动机构包括第二球体，所述第二球体内部设置有直径大于所述第一球体的球形容纳空间，所述第一球体可转动的嵌套在所述第二球体的球形容纳空间内，所述第一驱动轴分别设置所述第一球体外表面沿直径方向的两端，所述第二驱动轴分别设置在所述第二球体外表面沿直径方向的两端。3.根据权利要求2所述的机器人舵机，其特征在于：所述第一球体沿所述第一驱动轴的轴心线平面设置有一宽度大于所述输出轴的外直径的第一开...

【专利技术属性】
技术研发人员：任睿奇，邓小波，梁修杰，
申请(专利权)人：深圳市闪龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44