舵机论文和设计

全文摘要

本申请属于传动设备技术领域，尤其涉及一种舵机，舵机包括壳体以及收容于所述壳体内的电路板、马达、舵机输出轴和齿轮传动机构，所述舵机输出轴的一端从所述壳体伸出，所述齿轮传动机构包括传动轴、套设于所述传动轴上传动齿轮和嵌设于所述传动轴与所述传动齿轮之间的滚针，所述传动齿轮传动连接于所述马达的输出轴与所述舵机输出轴之间。本申请由于舵机内设有齿轮传动机构，齿轮传动机构的传动轴与传动齿轮之间设有滚针，在传动的过程中，滚针与传动轴之间的摩擦较小，传动也更为平稳、精准，能有效提高传动效率，齿轮传动机构的径向结构紧凑、占用空间小，使得舵机整体的体积较小，并且滚针的载荷能力强。

主设计要求

1.一种舵机，其特征在于：包括壳体以及收容于所述壳体内的电路板、马达、舵机输出轴和齿轮传动机构，所述马达与所述电路板电性连接，所述舵机输出轴的一端从所述壳体伸出，所述齿轮传动机构包括传动轴、套设于所述传动轴上传动齿轮和嵌设于所述传动轴与所述传动齿轮之间的滚针，所述传动齿轮传动连接于所述马达的输出轴与所述舵机输出轴之间。

设计方案

2.根据权利要求1所述的舵机，其特征在于：所述舵机还包括套设在所述马达的输出轴上的马达齿以及套设在所述舵机输出轴上的舵机齿轮，所述传动齿轮分别与所述马达齿和舵机齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的舵机，其特征在于：所述齿轮传动机构为多级齿轮传动机构，所述多级齿轮传动机构包括多个所述传动轴、多个所述滚针和多个传动齿轮，各所述传动轴均与所述马达的输出轴平行设置，所述传动齿轮为套设于所述滚针上的齿轮组，首尾两端的所述齿轮组分别与所述马达齿和所述舵机输出轴啮合。

4.根据权利要求3所述的舵机，其特征在于：所述传动轴、滚针和齿轮组分别设置有三个，三个所述传动轴分别为第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，三个所述齿轮组分别为套设于所述第一传动轴上的第一齿轮组、套设于所述第二传动轴上的第二齿轮组和套设于所述第三传动轴上的第三齿轮组，三个所述滚针分别为嵌设于所述第一传动轴与所述第一齿轮组之间的第一滚针、嵌设于所述第二传动轴与所述第二齿轮组之间的第二滚针和嵌设于所述第三传动轴与所述第三齿轮组之间的第三滚针，每个所述齿轮组均包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，所述第一齿轮组的大齿轮与所述马达齿啮合，所述第二齿轮组的大齿轮与所述第一齿轮组的小齿轮啮合，所述第三齿轮组的大齿轮与所述第二齿轮组的小齿轮啮合，所述第三齿轮组的小齿轮与所述舵机齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的舵机，其特征在于：所述大齿轮和所述小齿轮均为直齿轮。

6.根据权利要求4所述的舵机，其特征在于：同一所述齿轮组的所述大齿轮和所述小齿轮一体成型。

7.根据权利要求4所述的舵机，其特征在于：同一所述齿轮组，所述小齿轮包括同轴设置且一体成型的大径段和小径段，所述小径段形成于所述大径段一端的轴向延伸方向，所述大径段和小径段分别具有外齿，所述大齿轮套设在所述小径段上，所述大齿轮的内齿与所述小径段的外齿相啮合；所述小径段的轴向端面固定有上盖，所述大径段的轴向端面固定有下盖，以防止所述滚针沿轴向方向移动。

8.根据权利要求4所述的舵机，其特征在于：垂直于所述传动轴的方向上，所述第一齿轮组、第二齿轮组和第三齿轮组中任意两个大齿轮之间具有重叠区。

9.根据权利要求4所述的舵机，其特征在于：所述马达齿和所述第一齿轮组的大齿轮均为斜齿轮。

10.根据权利要求1所述的舵机，其特征在于：所述壳体包括从上至下依次设置的上壳、中壳和下壳，所述上壳内嵌固有第一滚动轴承，所述下壳内嵌固有第二滚动轴承，所述舵机输出轴具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述第一滚动轴承连接固定且伸出于所述上壳外，所述第二端与所述第二滚动轴承连接固定。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于传动设备技术领域，尤其涉及一种舵机。

背景技术

舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器，常应用于高档遥控玩具，如飞机、潜艇模型，遥控机器人中，现有的舵机多采用马达驱动齿轮传输动力，在传输的过程中，为了提高传动效率会安装有轴承，但其存在一定的局限性，在一些装置要求较高的机构中，其传动效率和平稳性往往不能满足相关要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种舵机，旨在解决现有技术中的舵机传动效率较低、传动不够平稳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种舵机，包括壳体以及收容于所述壳体内的电路板、马达、舵机输出轴和齿轮传动机构，所述马达与所述电路板电性连接，所述舵机输出轴的一端从所述壳体伸出，所述齿轮传动机构包括传动轴、套设于所述传动轴上传动齿轮和嵌设于所述传动轴与所述传动齿轮之间的滚针，所述传动齿轮传动连接于所述马达的输出轴与所述舵机输出轴之间。

进一步地，所述舵机还包括套设在所述马达的输出轴上的马达齿以及套设在所述舵机输出轴上的舵机齿轮，所述传动齿轮分别与所述马达齿和舵机齿轮啮合。

进一步地，所述齿轮传动机构为多级齿轮传动机构，所述多级齿轮传动机构包括多个所述传动轴、多个所述滚针和多个传动齿轮，各所述传动轴均与所述马达的输出轴平行设置，所述传动齿轮为套设于所述滚针上的齿轮组，首尾两端的所述齿轮组分别与所述马达齿和所述舵机输出轴啮合。

进一步地，所述传动轴、滚针和齿轮组分别设置有三个，三个所述传动轴分别为第一传动轴、第二传动轴和第三传动轴，三个所述齿轮组分别为套设于所述第一传动轴上的第一齿轮组、套设于所述第二传动轴上的第二齿轮组和套设于所述第三传动轴上的第三齿轮组，三个所述滚针分别为嵌设于所述第一传动轴与所述第一齿轮组之间的第一滚针、嵌设于所述第二传动轴与所述第二齿轮组之间的第二滚针和嵌设于所述第三传动轴与所述第三齿轮组之间的第三滚针，每个所述齿轮组均包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，所述第一齿轮组的大齿轮与所述马达齿啮合，所述第二齿轮组的大齿轮与所述第一齿轮组的小齿轮啮合，所述第三齿轮组的大齿轮与所述第二齿轮组的小齿轮啮合，所述第三齿轮组的小齿轮与所述舵机齿轮啮合。

进一步地，所述大齿轮和所述小齿轮均为直齿轮。

进一步地，同一所述齿轮组的所述大齿轮和所述小齿轮一体成型。

进一步地，同一所述齿轮组，所述小齿轮包括同轴设置且一体成型的大径段和小径段，所述小径段形成于所述大径段一端的轴向延伸方向，所述大径段和小径段分别具有外齿，所述大齿轮套设在所述小径段上，所述大齿轮的内齿与所述小径段的外齿相啮合；所述小径段的轴向端面固定有上盖，所述大径段的轴向端面固定有下盖，以防止所述滚针沿轴向方向移动。

进一步地，垂直于所述传动轴的方向上，所述第一齿轮组、第二齿轮组和第三齿轮组中任意两个大齿轮之间具有重叠区。

进一步地，所述马达齿和所述第一齿轮组的大齿轮均为斜齿轮。

进一步地，所述壳体包括从上至下依次设置的上壳、中壳和下壳，所述上壳内嵌固有第一滚动轴承，所述下壳内嵌固有第二滚动轴承，所述舵机输出轴具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述第一滚动轴承连接固定且伸出于所述上壳外，所述第二端与所述第二滚动轴承连接固定。

本实用新型的有益效果：本实用新型的舵机，由于舵机内设有齿轮传动机构，齿轮传动机构的传动轴与传动齿轮之间设有滚针，在传动的过程中，滚针与传动轴之间的摩擦较小，传动也更为平稳、精准，能有效提高传动效率，齿轮传动机构的径向结构紧凑、占用空间小，使得舵机整体的体积较小，并且滚针的载荷能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的舵机的立体结构示意图；

图2为图1所示舵机去掉上壳的立体结构示意图；

图3为图1所示舵机去掉壳体的立体结构示意图；

图4为图1所示舵机的纵剖视图；

图5为图1所示舵机另一角的立体结构示意图；

图6为图1所示舵机齿轮传动机构的部分结构示意图；

图7为图1所示舵机齿轮传动机构的部分纵剖视图；

图8为图1所示舵机齿轮传动机构的部分爆炸示意图。

其中，图中各附图标记：

10—舵机 100—壳体 110—上壳

111—第一滚动轴承 120—中壳 130—下壳

131—第二滚动轴承 132—接线孔 133—螺栓

200—电路板 300—马达 310—马达齿

400—舵机输出轴 410—扁位 420—舵机齿轮

500—齿轮传动机构 510—第一传动轴 520—第二传动轴

530—第三传动轴 511—第一滚针 521—第二滚针

531—第三滚针 541—第一齿轮组 542—第二齿轮组

543—第三齿轮组 544—大齿轮 545—小齿轮

546—大径段 547—小径段 548—上盖

549—下盖 600—传感器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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实用新型中的具体含义。

如图1～4所示，本实用新型实施例提供的舵机10，可应用于位置、角度伺服的驱动器，可在遥控航空、航天模型等传动设备中作为控制动作、改变方向的重要组成部分。舵机10包括壳体100以及收容于壳体100内的电路板200、马达300、舵机输出轴400和齿轮传动机构500。电路板200可卡固在壳体100内或通过螺钉固定在壳体100内，马达300与电路板200电性连接，马达300可通过焊脚焊接在电路板200上。舵机输出轴400的一端从壳体100伸出，其伸出的部分可与舵臂连接固定，如此，马达300通过齿轮传动机构500驱动舵机输出轴400转动，进而带动舵臂一起同步转动，进而实现将马达300的电能转化为舵臂的动能。齿轮传动机构500传动连接于马达300的输出轴与舵机输出轴400之间，齿轮传动机构500包括传动轴、滚针和传动齿轮，传动轴固定在壳体100内，传动齿轮套设在传动轴外，滚针嵌设于传动轴与传动齿轮之间。由于传动轴与传动齿轮之间设有滚针，滚针与传动轴之间的摩擦较小，齿轮组间的传动更为平稳，能有效提高传动效率。

本实施例提供的舵机10，由于舵机10内设有齿轮传动机构500，齿轮传动机构500的传动轴与传动齿轮之间设有滚针，在传动的过程中，滚针与传动轴之间的摩擦较小，传动也更为平稳、精准，能有效提高传动效率，齿轮传动机构500的径向结构紧凑、占用空间小，使得舵机10整体的体积较小，并且滚针的载荷能力强。

在一实施例中，如图2、图3所示，舵机10还包括套设在马达300的输出轴上的马达齿310以及套设在舵机输出轴400上的舵机齿轮420，即齿轮传动机构500传动连接于马达齿310和舵机齿轮420之间。传动齿轮分别与马达齿310和舵机齿轮420相啮合，齿轮传动机构500一端的一个齿轮组与马达齿310相啮合，齿轮传动机构500另一端的一个齿轮组与舵机齿轮420相啮合。壳体100内还可设有位置检测器，该位置检测器用于检测舵机输出轴400的转动角度，判断舵机输出轴400是否转动到位。

在一实施例中，舵机输出轴400的第二端的侧壁形成有扁位410，以便于套接舵臂，使其带动舵臂一起同步转动。该扁位410也可开设有连接孔(图未示)，通过该连接孔将舵臂安装固定于舵机输出轴400上，以使舵机输出轴400能带动舵臂一起同步转动。

在一实施例中，齿轮传动机构500为多级齿轮传动机构，在舵机10的有限空间内，可实现较大的传动比。该多级齿轮传动机构包括多个传动轴、多个滚针和多个传动齿轮。各传动轴均与马达300的输出轴平行设置，传动齿轮为套设于滚针上的齿轮组，首尾两端的所述齿轮组分别与马达齿310和舵机输出轴400啮合。也就是说，齿轮传动机构500形成有多级齿轮组，各传动轴分别套设有滚针，各滚针外分别套设有齿轮组，各齿轮组依次啮合。滚针的数量和直径大小可根据传动轴与传动齿轮之间的间隙大小决定，滚针可打破普通轴承安装的局限性，在传动的过程中，由于摩擦力更小，其传动更为轻快精准。

在一具体的实施例中，如图2、图3所示，齿轮传动机构500设有三个传动轴、三个滚针和三个齿轮组。三个传动轴分别第一传动轴510、第二传动轴520和第三传动轴530，三个齿轮组分别套设在第一传动轴510上的第一齿轮组541、套设在第二传动轴上的第二齿轮组542和套设在第三传动轴530上的第三齿轮组543，三个滚针分别为第一滚针511、第二滚针521和第三滚针531，第一滚针511嵌设在第一传动轴510与第一齿轮组541之间，第二滚针521嵌设在第二传动轴520与第二齿轮组542之间，第三滚针531嵌设在第三传动轴530与第三齿轮组543之间。每个齿轮组均包括同轴设置的大齿轮和小齿轮，第一齿轮组541的大齿轮544与马达齿310啮合，第二齿轮组542的大齿轮与第一齿轮组541的小齿轮545啮合，第三齿轮组543的大齿轮与第二齿轮组542的小齿轮啮合，第三齿轮组543的小齿轮与舵机齿轮420啮合。如图5所示，第二滚针521套设固定在第二传动轴520上，第二齿轮组542套设固定在第二滚针521上，滚针的安装可减小两侧的摩擦，使得齿轮传动更加平稳，传动效率提高。

在一实施例中，大齿轮和小齿轮均为直齿轮，此时马达齿310也采用直齿。

在另一实施例中，如图3所示，马达齿310采用斜齿轮，第一齿轮组541的大齿轮也采用配合的斜齿轮，使得齿轮组、马达300及舵机10之间的传动更为平稳。

在一实施例中，如图6至图8所示，同一齿轮组的大齿轮和小齿轮一体成型，滚针嵌设在小齿轮和传动轴之间，使得齿轮组易于制作，齿轮组的整体体积也较小。在其它实施中，例如在第一齿轮组中，第一滚针511嵌设在小齿轮545和第一传动轴510之间，小齿轮545包括同轴设置且一体成型的大径段546和小径段547，小径段547形成于大径段546一端的轴向延伸方向，大径段546和小径段547分别形成有外齿，大齿轮544套设在小径段547上，即小齿轮545分为直径不同的两部分，该两部分的外侧面均分布有外齿，大齿轮套设在直径较小的部分，大齿轮544的内齿与小径段547的外齿相啮合。

在一实施例中，小齿轮545轴向的上下两端分别设有上盖548和下盖549，第一滚针511的长度与小齿轮545的长度大致相等，上盖548和下盖549的设置不仅可防止灰尘、异物的进入，而且可防止第一滚针511在轴向方向上的移动。在一实施方式中，小齿轮545采用上述大、小径段547同轴设置的结构，小径段547上侧的轴向端面固定有上盖548，小径段547下侧的轴向端面固定有下盖549，第一传动轴510穿设上盖548和下盖549。

在一实施例中，如图2、图3所示，垂直于传动轴的方向上，第一齿轮组541、第二齿轮组542和第三齿轮组543中任意两个大齿轮之间具有重叠区，如此，齿轮传动机构500整体占用的空间较小，舵机10整体体积也较小。

在一实施例中，如图1、图2及图4所示，壳体100包括从上至下依次设置的上壳110、中壳120和下壳130，上壳110、中壳120和下壳130之间可通过螺栓133连接固定。舵机输出轴400具有相对的第一端和第二端，下壳130内嵌固有第一滚动轴承111，下壳130内嵌固有第二滚动轴承131，第一端与第一滚动轴承111连接固定，第二端与第二滚动轴承131连接固定且伸出于下壳130外。中壳120可设置适配容置舵机齿轮420的槽体。

在一实施例中，如图1至图5所示，电路板200收容于下壳130内，下壳130开设有供电路板200接线的接线孔132，电路板200可卡固在下壳130内或通过紧固件固定在下壳130内。例如，电路板200通过螺丝固定在下壳130中，在下壳130的底面开设有截面呈矩形的接线孔132。

在一实施例中，如图4所示，马达300的输出轴与电路板200垂直，以使壳体100内各部件结构较为紧凑。中壳120的底部可设置有用于检测舵机输出轴400转动角度的传感器600，该传感器600与电路板200电性连接，以在舵机输出轴400转动预定角度后发出停止信号至电路板200，使电路板200控制马达300停止作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

舵机论文和设计

舵机论文和设计

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢