[发明专利]一种新电位器及改进电机定位的高精度微型舵机

说明书

本发明涉及舵机领域，尤指一种新电位器及改进电机定位的高精度微型舵机。本发明高精度微型舵机通过改进电机装配、霍尔元件、磁石等创新设计使舵机微型化。其中，本发明通过凸轮、拔动磁石座、伸缩弹簧、霍尔元件等使得磁石在霍尔元件上方直线方向运动形成检测用的电位器，比传统电位器的寿命长，成本低，而且加工更加简单；而电机部件直接装配在壳体上，节约成本和空间，重要解决了微型电机安装定位难度的问题；电机刷片以及霍尔元件直接加工在PCBA电路板上，解决了传统加工工艺难度及成本控制的问题；同时在减速装置中增加离合器，保护齿轮不受瞬间冲击损坏；此外，在软件系统中加了电流过载保护和学习重复定位功能。

技术领域

本发明涉及舵机领域，尤指一种新电位器及改进电机定位的高精度微型舵机。

背景技术

传统的舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速齿轮与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的I C驱动无核芯马达开始转动，通过减速齿轮将动力传至输出轴，同时由输出轴位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻或转动磁编器，当舵机转动时电压值也会随之改变，根据检测电压值便可知转动的角度。

目前，市面上流行的舵机形状和种类十分丰富，但是舵机内部的主要功能模块基本相同，其主要的组成和功能如下，舵机控制器是整个控制系统的执行机构，内部有中央控制器、数据存储器、驱动模块等，中央控制器的主板是单片机，可以人工写入语言程序，完成定向控制。

为了提高机器人的飞行性能，许多机器人产品中都使用了直流伺服舵机，使得机器人的动作控制效果更好，但是现有的部分直流伺服舵机中，一些舵机的电机安装定位较难，并且加工工艺比较难和加工成本比较高，使得舵机在使用的过程中存在着一定的局限性。此外，传统舵机的电位器寿命短，成本较高，加工工艺复杂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种新电位器及改进电机定位的高精度微型舵机，采用全新的定位检测方式，电机部件的安装定位简单，更加易于加工和控制成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新电位器及改进电机定位的高精度微型舵机，包括壳体、输出轴以及安装在壳体内的电机部件、PCBA电路板、减速装置和位置检测组件，所述电机部件与位置检测组件分别与PCBA电路板电性连接，所述减速装置与电机部件驱动连接，所述壳体内设有容纳电机部件的定位柱孔，所述电机部件直接安装在壳体的定位柱孔上，并且电机刷片直接加工在PCBA电路板上；所述减速装置包括减速齿轮组和设有齿轮的离合器，所述减速齿轮组与电机部件转轴驱动连接，所述减速齿轮组与离合器的齿轮啮合，所述输出轴通过齿轮与离合器的齿轮啮合；所述位置检测组件包括凸轮、拨动磁石座、霍尔元件，所述凸轮与输出轴下端固定，所述拨动磁石座与凸轮固定，所述霍尔元件直接加工在PCBA电路板上，所述拨动磁石座上设有磁石，所述输出轴转动时通过凸轮带动拨动磁石座运动，使得磁石在霍尔元件上方直线方向运动实现位置检测。

进一步地，所述拨动磁石座包括支撑块、滑块、导向轴和伸缩弹簧，所述滑块上端与凸轮下端接触，所述支撑块上端与壳体内部固定，所述导向轴一端与支撑块连接，另一端可活动设置在滑块内，所述伸缩弹簧套接在导向轴表面，并一端与支撑块弹性连接，另一端与滑块弹性连接，所述滑块下端设有卡孔，所述磁石与卡孔插接固定。

进一步地，所述减速齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮，所述第一齿轮套接在电机部件转轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，第三齿轮与第二齿轮啮合，所述离合器表面从上至下依次设有第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮和第七齿轮，所述第一齿轮与第三齿轮啮合，所述输出轴表面依次设有第八齿轮、第九齿轮和第十齿轮，所述第八齿轮、第九齿轮和第十齿轮分别与第四齿轮、第五齿轮和第六齿轮啮合。

其中，所述PCBA电路板一侧还设有信号及电源连接器。