[发明专利]一种机器人舵机

说明书

本发明涉及机器人技术领域，提供一种机器人舵机，包括第一运动机构、第二运动机构、输出轴、第一驱动模块以及第二驱动模块，所述第一运动机构设置有输出轴，所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动，通过矢量合成，从而将机器人关节合成一个轴向的半球形运动，结构紧凑，配合舵机的控制算法，实现灵活多变的轴向机械手臂的关节运动。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人舵机。

背景技术

在目前在仿生机器人的制作中，我们广泛的使用到了舵机。舵机相当于机器人的肌肉，我们通过舵机来让机器人的关节运动。舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈，它可以根据你的指令旋转到舵机支持的控制角度范围之间的任意角度然后精准的停下来。舵机是由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成，是一套自动控制装置，对于给定的PWM输入，能够自动转到指定位置，并使系统的输出保持恒定，舵机的控制非常简单，用户输入不同的PWM占空比，舵机可以到达不同的位置，用户不需要关心舵机怎么起步，怎么加速，怎么减速，因此舵机，应用非常广泛。

目前市面上的机器人机器人舵机一般只有单个电机驱动，只能进行单一的旋转运动，无法实现单节点的多维度运动，存在关节臃肿、形态失真、运动不够灵活多变的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多维度运动的、结构紧凑，控制更加灵活多变、能够在半球面范围内的任意指向机器人舵机。该机器人舵机将两个方向的转动进阶成单一球心、单一输出轴的三维转动，解决了传统机器人行业中关节臃肿、形态失真的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种机器人舵机，包括第一运动机构和第二运动机构，所述第一运动机构设置有输出轴，所述第一运动机构的第一驱动轴和所述第二运动机构的第二驱动轴垂直交叉，并且所述第一驱动轴和所述第二驱动轴的中心点重合在一起，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴分别由第一驱动驱动模块和第二驱动模块驱动，通过矢量合成，将所述第一驱动驱动模块和所述第二驱动模块驱动的互相垂直方向的平面转动合成至所述输出轴的三维转动。

进一步地，所述第一运动机构包括第一球体，所述第二运动机构包括第二球体，所述第二球体内部设置有直径大于所述第一球体的球形容纳空间，所述第一球体可转动的嵌套在所述第二球体的球形容纳空间内，所述第一驱动轴分别设置所述第一球体外表面沿直径方向的两端，所述第二驱动轴分别设置在所述第二球体外表面沿直径方向的两端。

进一步地，所述第一球体沿所述第一驱动轴的轴心线平面设置有一宽度大于所述输出轴的外直径的第一开口槽，所述开口槽底面与所述第一驱动轴的轴心线平行，所述输出轴的一端可转动设置在所述第一球体的球心处，并沿所述第一开口槽内摆动，所述第一开口槽的圆弧角为140°。

进一步地，所述第二球体沿所述第二驱动轴轴心线平面设置有宽度大于所述输出的外直径的第二开口槽，所述第二开口槽底面与所述第二驱动轴的轴心线平行，沿所述第二开口槽垂直方向设置有宽度大于所述第二驱动轴的第三开口槽，所述输出轴穿过所述第二开口槽沿所述第二开口槽内摆动，所述第一驱动轴穿过所述第三开口槽沿所述第三开口槽内摆动和转动。

进一步地，所述第二开口槽的圆弧角为140°，所述第三开口槽的圆弧角为330°。

进一步地，所述的第三开口槽与所述第二开口槽交叉处两端沿宽度方向分别设置有限制所述第一驱动轴摆动位置的短杆。

进一步地，所述第一驱动模块和第二驱动模块为伺服电机。