[实用新型]一种输出高精度位置信息的伺服舵机

说明书

本实用新型涉及智能机器人领域，尤指一种输出高精度位置信息的伺服舵机，本实用新型包含有相互对应的霍尔板和反馈磁铁组成的第二角度传感器，第一角度传感器由相互对应的霍尔传感器与第一霍尔磁铁组成，解决了采用双霍尔传感器无法同时检测法兰盘角度和电机角度检测的问题；第二角度传感器仅为相互对应的霍尔板和反馈磁铁组成，其体积厚度要比传统的光栅盘结构要少，因此，通过第二角度传感器代替了光栅盘解决了背景技术中采用光栅盘导致产品加工困难的问题。

技术领域

本实用新型涉及智能机器人领域，尤指一种输出高精度位置信息的伺服舵机。

背景技术

在关节型机器人设计中，一体化舵机关节模组是核心技术，其中谐波减速机和行星减速机为较为常用的两种减速机构，为保证高速高精度输出，动力单元常采用无刷伺服电机，在注重成本的应用中，行星减速机具有不可替代的优势，在和小减速比行星搭配中，盘式外转子伺服电机因其输出力矩大，惯量小。单级行星减速机构和盘式外转子电机组合成为低成本舵机的一种优势组合。

大扭矩伺服电机按照电机轴向中心与减速机轴向中心的位置可分为同心式和偏置式；

电机高速经过单级行星减速机构减速后，得到期望的低速大扭矩输出，在关节型或者对位置精度要求较高的使用场合，在高精度伺服电机控制中，至少需要两个角度检测电路和结构设计，一个用于做电机转动控制中反馈电机定子与转子的相对位置，另一个用于做减速后机械角度输出检测用，反馈输出法兰盘相对于外壳或客户静止坐标的旋转角度。

现有的角度传感器件一般采用成熟的霍尔电路如图8所示或者光栅盘电路如图9所示，盘式外转子电机加单级行星减速机构如图9所示，从图9可以得出，盘式外转子电机上的电机轴与行星减速结构的输出端位于同一中轴线上，根据现有的霍尔传感器(霍尔传感器的主控电路是霍尔电路，这种霍尔传感器与霍尔磁铁是对应配套)的采集端需要与霍尔磁铁上的中轴线重合，并且的采集端需要和霍尔磁铁均不能空心，因此，采用两个霍尔传感器在盘式外转子电机与行星减速机构的同心结构下无法轻易对电机角度和减速后机械角度的进行实时测量，因此现有此种结构设计普遍放弃对减速后机械角度检的测量，只保留对电机角度的检测，这样是不能得到法兰盘的真实角度位置输出。

根据此类型结构特征的限制，传统的设计方法无法解决在兼顾成本的情况下对舵机的厚度进行削减，更不能解决在环境恶劣的情况下同时解读电机角度信息和法兰盘的真实角度信息。霍尔传感器优点是厚度薄，占空间小，安装结构简单，但是，霍尔传感器与霍尔磁铁同心结构且不空心。

光栅编码盘的特点为精度高、中部空心、读头厚，缺点为无法做薄、易碎，并且脏污后容易失效；在盘式外转子伺服电机与单级行星减速机构同心一体机构设计中，空间和结构特点是不允许的，传统的组合方式是将光栅空心机构做电机旋转检测，将目标用刚体引入后端，穿过光栅编码盘中空结构，直达输出端，做减速机目标位置检测。在行星结构设计中中间太阳轮机构体积较少，为将末端低速位置信息传递给线路板，需将将太阳轮进行穿孔设计，加工安装难度大。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种输出高精度位置信息的伺服舵机，旨在解决背景技术中采用光栅盘导致产品的加工难度大以及采用双霍尔传感器无法轻易同时检测法兰盘角度和电机角度的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种输出高精度位置信息的伺服舵机，包含有第一角度传感器、行星减速机、法兰盘，所述第一角度传感器包含有相互对应的霍尔传感器与第一霍尔磁铁，所述行星减速机包含有：

减速齿轮组，其输出端与法兰盘连接；

支架，其内部设有相互对应的转子和定子，转子与减速齿轮组的输入齿轮连接，第一霍尔磁铁设置在转子上；

第二角度传感器，第二角度传感器包含有相互对应的霍尔板和反馈磁铁，所述反馈磁铁设置在法兰盘。