一种基于多舵机连接的三维全向控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于多舵机连接的三维全向控制装置，包括从左至右依次布置的第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机，所述第一舵机和第四舵机为垂直方向放置且均正向放置；第二舵机、第三舵机为水平方向放置且相反放置；所述第一舵机与第二舵机的侧面在水平方向固定连接，第四舵机与第三舵机的侧面在水平方向固定连接，第二舵机的后向与第三舵机的前向通过第一连接侧板固定连接，第二舵机的正向与第三舵机的后向通过第二连接侧板固定连接。本发明专利技术在舵机功能和运行稳定性的提升方面具有显著意义，使得机器人可发挥自身的三维全向转向控制功能，适应多种功能要求，对于进一步实现生产自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多舵机连接的三维全向控制装置
本专利技术涉及一种机械及自动化控制装置，尤其是涉及一种基于多舵机连接的三维全向控制装置。
技术介绍
传统的舵机技术使得舵机只能在一个自由度上实现相对运动，在实际应用和工业生产中具有一定的局限性。一些设计通过增加舵机数量的方式可以增加整个系统的自由度，但无疑会牺牲尺寸，并有增加舵机间干涉的风险。同时，舵机是一种主要由定子、转子、电刷及电机驱动板组成的机电一体化系统，其扭矩和转速是定义舵机的基本参数。在优化舵机系统尺寸的基础上，保证转速并提高舵机的扭矩，是目前舵机行业主要关心和难以攻克的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于多舵机连接的三维全向控制装置，克服了现有舵机和机器人技术中存在自由度少、连接不稳定的缺点，以满足舵机系统具有较小的尺寸，使机器人适应更多极端的地形，同时兼顾舵机的扭矩，以支撑机器人拥有稳定完成功能动作的能力。本专利技术可以有效地针对舵机扭矩和转速难以统一的问题，在不牺牲舵机系统尺寸的基础上，保证舵机功能最大化，实现三维全向的转向控制。其技术方案如下所述：一种基于多舵机连接的三维全向控制装置，包括从左至右依次布置的第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机，所述第一舵机和第四舵机为垂直方向放置且均正向放置；第二舵机、第三舵机为水平方向放置且相反放置；所述第一舵机与第二舵机的侧面在水平方向固定连接，第四舵机与第三舵机的侧面在水平方向固定连接，第二舵机的后向与第三舵机的前向通过第一连接侧板固定连接，第二舵机的正向与第三舵机的后向通过第二连接侧板固定连接。第二舵机、第三舵机的前后两端分别采用第一连接侧板和第二连接侧板进行固定，第二舵机、第三舵机之间设置有工字型支撑板，第一连接侧板、第二连接侧板与工字型支撑板通过螺纹固定连接。工字型支撑板的下方固定设置有轮子骨架，轮子骨架上安装有轮子。所述第一舵机、第二舵机的上方采用第一连接顶板进行固定连接，下方采用第一连接底板进行固定连接。所述第三舵机、第四舵机的上方采用第二连接顶板进行固定连接，下方采用第二连接底板进行固定连接。所述舵机包括电机、减速箱、电路板，所述电机的两端分别固定安装减速箱和电路板，所述电机包括舵机外壳、舵机转子、舵机定子、电机轴，所述舵机定子固定在舵机外壳的内部，舵机转子带有触点的一侧朝上与电机轴连接，然后将舵机转子及电机轴组合置入舵机定子内部。所述减速机采用谐波减速机，减速机与电机轴通过平键进行连接，其包括减速机柔轮和减速机外壳，减速机柔轮嵌入在电机轴上，在电机轴缺口处放入平键，减速机柔轮外侧通过减速机外壳覆盖，减速机外壳与舵机外壳固定连接。所述舵机转子的触点高于舵机定子的上表面，舵机定子的上表面设置有与有舵机外壳固定的电刷，电刷的触点能够接触到舵机转子的触点。所述电路板盖在电路板支架上，电路板支架与舵机外壳连接固定，并用舵机外壳上部盖在舵机外壳上，覆盖电路板。所述电路板采用H桥电路，H桥电路采用IR2104芯片。本专利技术提供的用于机器人转向的基于多舵机连接的三维全向控制装置，在舵机功能和运行稳定性的提升方面具有显著意义，使得机器人可发挥自身的三维全向转向控制功能，适应多种功能要求，对于进一步实现生产自动化、科学化、网络化管理具有十分重要的意义。附图说明图1是所述基于多舵机连接的三维全向控制装置的结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是图1的爆炸示意图；图4是舵机的结构示意图；图5是舵机的爆炸示意图；图6是电路板的H桥电路示意图；图7是电流检测电路示意图。具体实施方式如图1到图3所示，所述基于多舵机连接的三维全向控制装置包括四个独立的舵机，从左至右编号舵机分别为第一舵机1、第二舵机2、第三舵机3、第四舵机4。从电机轴的朝向来看，所述第一舵机1和第四舵机4朝向位置相同且都朝上设置，所述第二舵机2、第三舵机3的朝向位置相反，且其中一个朝前，另外一个朝向后方。本实施例中，将第一舵机1正放，第二舵机2沿纸面向内侧放，将第三舵机3沿纸面向外侧放在第二舵机2对立的位置上，将第四舵机4正向放置(同第一舵机1位置)。所述第二舵机2、第三舵机3之间设置有工字型支撑板5，第二舵机2、第三舵机3的前后两侧分别采用第一连接侧板11和第二连接侧板8进行固定，第一连接侧板11、第二连接侧板8与工字型支撑板5通过螺纹连接，将工字型支撑板5固定。所述第一舵机1、第二舵机2的上方采用第一连接顶板6进行固定连接，下方采用第一连接底板9进行固定连接，连接方式可以采用螺纹连接。所述第三舵机3、第四舵机4的上方采用第二连接顶板7进行固定连接，下方采用第二连接底板10进行固定连接，连接方式可以采用螺纹连接。完成四个舵机的安装后，在第二舵机2和第三舵机3之间的工字型支撑板5下方，通过螺纹固定连接有一对轮子骨架12，其后将四个轮子13安装在轮子骨架12上，每个轮子骨架12安装有两个轮子。至此，三维全向控制装置安装完成。三维全向控制装置的主要构成，以及三维全向控制装置主要功能实现的部件是舵机。第一舵机1、第二舵机2、第三舵机3、第四舵机4采用统一款舵机即可，所述舵机通常是由电机、减速箱、舵机控制电路板组成。通过四个舵机实现四个自由度，实现四个关节的设计。如图4和图5所示，首先将舵机定子28通过螺纹连接的方式固定在舵机外壳30的内部，再将舵机转子27带有触点的一侧朝上与电机轴25连接。将连接好的舵机转子27及电机轴25组合置入舵机外壳30的舵机定子28内部。根据设计尺寸，舵机转子27的触点应高于舵机定子28的上表面。接下来，将电刷29置于舵机定子28的上表面，通过螺纹连接将电刷29与舵机外壳30固定，保证电刷29的触点可以接触到舵机转子27的触点。之后，将电路板支架24与舵机外壳30通过螺纹连接固定，将电路板23盖在电路板支架24上，并用螺丝固定。盖上舵机外壳上部22，并用螺丝将舵机外壳上部22与舵机外壳30固定连接。最后，保持舵机轴承21与舵机外圆同心，将舵机轴承21用螺纹连接在舵机外壳上部22连接固定。舵机外壳30与减速机相连接，减速机采用谐波减速机，其与电机轴25的连接是通过平键26，将减速机柔轮31嵌入电机轴25上，在其缺口处放入平键26，盖上减速机外壳32，并通过螺丝将其与舵机外壳30拧紧固定。至此，一台舵机的安装制作就已完成。如图6所示，舵机电路板23通过H桥电路实现直流电机的控制功能，电机的通、断由CAN总线控制，实现信号传输功能，起到对舵机控制信号的输出作用。其中，H桥电路采用IR2104芯片。同时，电路板23上设计有电流检测功能，如图7所示，实现对电流的实现检测，预防电流过大对电路造成不可逆损坏。所述基于多舵机连接的三维全向控制装置能够用于机器人系统中，使得机器人具有更高的灵活度及转向关节舵机的稳定性，解决了现有舵机技术中扭矩和转速不能兼顾的问题，克服了机器人技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：包括从左至右依次布置的第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机，所述第一舵机和第四舵机为垂直方向放置且均正向放置；第二舵机、第三舵机为水平方向放置且相反放置；所述第一舵机与第二舵机的侧面在水平方向固定连接，第四舵机与第三舵机的侧面在水平方向固定连接，第二舵机的后向与第三舵机的前向通过第一连接侧板固定连接，第二舵机的正向与第三舵机的后向通过第二连接侧板固定连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：包括从左至右依次布置的第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机，所述第一舵机和第四舵机为垂直方向放置且均正向放置；第二舵机、第三舵机为水平方向放置且相反放置；所述第一舵机与第二舵机的侧面在水平方向固定连接，第四舵机与第三舵机的侧面在水平方向固定连接，第二舵机的后向与第三舵机的前向通过第一连接侧板固定连接，第二舵机的正向与第三舵机的后向通过第二连接侧板固定连接。


2.根据权利要求1所述的基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：第二舵机、第三舵机的前后两端分别采用第一连接侧板和第二连接侧板进行固定，第二舵机、第三舵机之间设置有工字型支撑板，第一连接侧板、第二连接侧板与工字型支撑板通过螺纹固定连接。


3.根据权利要求2所述的基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：工字型支撑板的下方固定设置有轮子骨架，轮子骨架上安装有轮子。


4.根据权利要求1所述的基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：所述第一舵机、第二舵机的上方采用第一连接顶板进行固定连接，下方采用第一连接底板进行固定连接。


5.根据权利要求1所述的基于多舵机连接的三维全向控制装置，其特征在于：所述第三舵机、第四舵机的上方采用第二连接顶板进行固定连接，下方采用第二连接底板进行固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：安站东，延春明，尹雄，乔龙龙，许佳庆，杜宇，王明菊，梁栋，李俊杰，张益龙，
申请(专利权)人：阳泉煤业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14