绝对位置型多足机器人伺服舵机制造技术

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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
绝对位置型多足机器人伺服舵机
本专利技术涉及机器人领域，尤指一种绝对位置型多足机器人伺服舵机。
技术介绍
目前大型20公斤以上多足机器人舵机多采用BLDC120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。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术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，本专利技术采用的技术方案是：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。具体地，所述电机前端盖、同心连接环、钢轮依次插入有销钉。具体地，所述柔轮的内孔设有柔轮压紧盖，所述交叉滚子轴承的外圈固设于减速机外壳的内壁，通过输出压紧螺丝依次穿过柔轮压紧盖、交叉滚子轴承的内圈，所述柔轮与所述交叉滚子轴承的内圈固定连接。具体地，所述电机后端盖的中心通过旋转对中轴承连接有锁紧顶丝，所述角度传递杆的后端置于所述锁紧顶丝内，所述角度传递杆的前端套接有锁紧螺丝，且锁紧螺丝锁紧在柔轮压紧盖上。具体地，所述电机后端盖上开设有一环状的滑槽，所述霍尔开关电路板滑动设于所述滑槽内。具体地，所述输出法兰盘的内表面设有凸块，所述减速机外壳的端部设有环形的限位槽，且所述凸块置于所述限位槽内。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用内置扁平式的霍尔阵列编码芯片和霍尔磁铁，通过角度传递杆将输出端的角度传递至霍尔磁铁上，霍尔阵列编码芯片根据霍尔磁铁磁场的变化来获取关节的绝对角度信息，输出角度直接精确，省去了系统在掉电后重新上电时绝对位置零点的搜寻动作，提高了系统安全性和精确性。同时通过霍尔开关电路板获取三条时序信号驱动电机运动。本专利技术通过该紧凑型结构设计，显著减短了舵机的轴端尺寸，可以减小舵机的体积和重量，并且无需在输出端布线，使得机械臂动力单元可以与机械本体拆分，便于机械臂的小型化和模块化，提高替换性。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的俯视图；图3是图2的B-B处剖面示意图；图4是本专利技术的输出法兰盖与减速机连接示意图。附图标号说明：1-电机；2-减速机；11-电机前端盖；12-电机外壳；13-电机后端盖；131-出线孔；132-滑槽；14-电机输出轴；121-定子；141-转子；142-转子轴承；15-角度传递杆；151-旋转对中轴承；152-锁紧顶丝；153-锁紧螺丝；16-霍尔开关电路板；17-霍尔阵列编码芯片；18-霍尔磁铁；191-同心连接环；192-第一预紧螺丝；193-第二预紧螺丝；21-减速机外壳；22-柔性轴承；23-波发生器；24-柔轮；241-齿圈；25-钢轮；26-交叉滚子轴承；261-固定孔；27-柔轮压紧盖；28-输出压紧螺丝；29-限位槽；31-输出法兰盘；32-凸块；33-安装孔；34-法兰锁紧螺丝孔；35-止动销钉孔。具体实施方式请参阅图1-3，本专利技术关于一种绝对位置型多足机器人伺服舵机，包括电机1、减速机2，所述电机1包括电机前端盖11、电机外壳12、电机后端盖13、电机输出轴14、定子121、转子141，所述电机前端盖11和电机后端盖13分别盖设于电机外壳12的前后两端，所述减速机2固设于电机前端盖11上，所述电机输出轴14设于电机外壳12的中心轴线上并分别与电机前端盖11和电机后端盖13转动连接，所述电机输出轴14的前端延伸至减速机2内并与减速机2的输入端连接，所述转子141固设于电机输出轴14的周侧，所述定子121固设于电机外壳12的内壁，还包括霍尔阵列编码芯片17、霍尔磁铁18、角度传递杆15、霍尔开关电路板16，所述霍尔阵列编码芯片17固设于电机后端盖13中心，所述霍尔阵列编码芯片17上设有环形分布的霍尔阵列，所述电机输出轴14为中空结构，所述角度传递杆15设于电机输出轴14的中心轴线上，所述角度传递杆15的后端与电机后端盖13转动连接，所述角度传递杆15的前端延伸至减速机2内并与减速机2的输出端固定连接，所述霍尔磁铁18固设于角度传递杆15的后端，所述霍尔开关电路板16设于电机后端盖13上，所述霍尔开关电路板16上设有三个霍尔开关。本实施例中，霍尔阵列编码芯片17通过锁紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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，其特征在于：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。/n

【技术特征摘要】
1.一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，其特征在于：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。


2.根据权利要求1所述的绝对位置型多足机器人伺服舵机，其特征在于：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。


3.根据权利要求2所述的绝对位置型多足机器人伺服舵机，其特征在于：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。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵同阳，
申请(专利权)人：深圳市智擎新创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44