[发明专利]绝对位置型多足机器人伺服舵机

说明书

一种绝对位置型多足机器人伺服舵机，包括电机、减速机，还包括霍尔阵列编码芯片、霍尔磁铁、角度传递杆、霍尔开关电路板，所述霍尔阵列编码芯片固设于电机后端盖中心，所述霍尔阵列编码芯片上设有环形分布的霍尔阵列，所述电机输出轴为中空结构，所述角度传递杆设于电机输出轴的中心轴线上，所述角度传递杆的前端延伸至减速机内并与减速机的输出端固定连接，所述霍尔磁铁固设于角度传递杆的后端，所述霍尔开关电路板设于电机后端盖上。本发明通过角度传递杆将最终输出角度传递至霍尔磁铁，由霍尔阵列编码芯片感应霍尔磁铁磁场变化从而直接获取关节绝对角度、减小舵机轴向长度、小型化、模块化、高精度。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤指一种绝对位置型多足机器人伺服舵机。

背景技术

目前大型20公斤以上多足机器人舵机多采用BLDC 120度霍尔电机加行星减速机结构方案。关节型舵机，需要软件系统能实时获取关节的绝对精确角度，以进行控制。一般有绝对位置编码，以及工作与实时计数模式两种工作方法。第一种模式是在关节最终输出位置放置编码器，对输出端的转动角度直接进行测量。第二种模式是在电机转子端放置周期位置检测元件，对电机旋转机械角度进行累计测量，以转换成对应关节位置的角度信息。

第一种模式检测精确，但会明显加大舵机的轴向长度，增加舵机体积，不利于关节活动，使得机械臂结构因过大的体积和重量限制，不能小型化，而且使用编码器需在舵机的前后两端布线，使得机械臂动力单元基本与机械本体组合，不适用于移动机器人动力组件的模块化需求和可替换性。

第二种模式结构简单，但其通常采用机械零点限位配合额外限位电路部分，如磁零点判断或者光栅零点位判断进行原点归位，在掉电重新上电后必须朝一个方向找到绝对位置零点参考点后才能正常运行。即是说，系统掉电后重新上电时，电机输出轴会回机械原点，进行绝对位置零点搜寻动作。这种应用在足式机器人中是很不方便的，程序麻烦，会加大硬件结构成本也降低客户的体验，在一定场合绝对位置搜寻动作并不安全和精密。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过角度传递杆将最终输出角度传递至霍尔磁铁，由霍尔阵列编码芯片感应霍尔磁铁磁场变化从而直接获取关节绝对角度、减小舵机轴向长度、小型化、模块化、高精度的绝对位置型多足机器人伺服舵机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种绝对位置型多足机器人伺服舵机，包括电机、减速机，所述电机包括电机前端盖、电机外壳、电机后端盖、电机输出轴、定子、转子，所述电机前端盖和电机后端盖分别盖设于电机外壳的前后两端，所述减速机固设于电机前端盖上，所述电机输出轴设于电机外壳的中心轴线上并分别与电机前端盖和电机后端盖转动连接，所述电机输出轴的前端延伸至减速机内并与减速机的输入端连接，所述转子固设于电机输出轴的周侧，所述定子固设于电机外壳的内壁，还包括霍尔阵列编码芯片、霍尔磁铁、角度传递杆、霍尔开关电路板，所述霍尔阵列编码芯片固设于电机后端盖中心，所述霍尔阵列编码芯片上设有环形分布的霍尔阵列，所述电机输出轴为中空结构，所述角度传递杆设于电机输出轴的中心轴线上，所述角度传递杆的后端与电机后端盖转动连接，所述角度传递杆的前端延伸至减速机内并与减速机的输出端固定连接，所述霍尔磁铁固设于角度传递杆的后端，所述霍尔开关电路板设于电机后端盖上，所述霍尔开关电路板上设有三个霍尔开关。

具体地，所述电机为正弦波无刷伺服电机，所述减速机为谐波减速机。

具体地，所述减速机包括减速机外壳、柔性轴承、波发生器、柔轮、钢轮，所述减速机外壳与电机前端盖固定连接，所述波发生器套于电机输出轴表面，所述柔轮通过柔性轴承套于波发生器表面，所述钢轮固设于减速机外壳上，且所述柔轮与所述钢轮啮合，所述角度传递杆的前端与所述柔轮固定连接。

具体地，所述柔轮通过交叉滚子轴承连接有输出法兰盘。

具体地，所述电机前端盖和钢轮之间设有同心连接环，通过第一预紧螺丝依次贯穿所述电机后端盖、电机外壳、电机前端盖、同心连接环、钢轮、减速机外壳，所述电机与减速机固定连接。