[发明专利]舵机及机器人

说明书

本发明公开了一种舵机及机器人，包括第一连接体、铰接体和第二连接体，所述铰接体侧壁上设置有竖直铰接轴和水平铰接轴，所述第一连接体和铰接体之间通过竖直铰接轴铰接连接，所述铰接体和第二连接体之间通过水平铰接轴铰接连接，所述第一连接体和第二连接体内均设置有控制模块、与控制模块连接的通信模块、驱动第一连接体和第二连接体偏转的转动电机和电机驱动模块；本发明采用在水平方向和垂直方向铰接有第一连接体和第二连接体，利用第一连接体和第二连接体内的控制模块分别驱动第一连接体和第二连接体偏转，使舵机一端实现任一角度以及旋转动作，从而使机器人能够无障碍移动，提高相邻舵机的协调性，便于实现机器人的智能化。

技术领域

本发明涉及程序控制机械手的领域，具体讲是舵机及机器人。

背景技术

舵机在航模、车模、船模以及机器人等领域有广泛的应用；舵机的工作原理就是控制一个电机，让它转过设定的角度然后停在这个位置，目前舵机作为单独的一个控制系统存在，控制端一般通过PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制协议对其进行控制。

参考附图1，现有技术中的舵机结构示意图，舵机可以分为几部分：转速控制模块21、电机22、减速齿轮23、转动力臂24和电位器25，转速控制模块21分别与电机22以及电位器25相连，根据外部输入的PWM信号计算出目标角度，并接收电位器25的反馈值来确定当前角度，然后根据目标角度和反馈值这两个数值计算出误差信号，再根据误差信号产生电机22的驱动信号；电机22与减速齿轮23相连，其转速快慢由转速控制模块21输入的驱动信号控制；减速齿轮23与转动力臂24相连，转动力臂24在转动的同时会在电位器25上滑动产生不同的电压值，电位器25将所产生的电压值反馈给转速控制模块21。

舵机的转速控制模块对转速的控制可以参考附图2；将外部输入的PWM信号进行目标值计算；将计算出目标角度以及接收到的电位器反馈值输入比较器；通过比较器比较后由电机驱动产生模块产生电机驱动信号；按照舵机的控制方式，舵机可以分为模拟舵机和数字舵机两种；这两种舵机的主要区别在比较器和电机驱动产生模块。模拟舵机主要是用模拟电路的方式来实现电位器和设定位置的电位比较，然后产生控制信号来让电机转动；数字舵机则将电位器反馈的电压量经过模数转换器(ADC)采样为数字信号后对其进行处理，用一些算法来计算出电机的控制信号让电机转动以达到设定位置。

通常一个大的控制系统里面会有多个舵机，每个舵机以单独的系统形式存在，舵机控制器可以通过PWM信号对多个舵机进行控制，如图3所示现有技术中一个舵机控制器对N个舵机进行控制的系统框图。

但是现有技术的不足之处在于：目前舵机协调性比较差，只能单独动作，协作性能差。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种舵机及机器人；该舵机采用在水平方向和垂直方向铰接有第一连接体和第二连接体，利用第一连接体和第二连接体内的控制模块分别驱动第一连接体和第二连接体偏转，使舵机一端实现任一角度以及旋转动作，从而使机器人能够无障碍移动，提高相邻舵机的协调性，便于实现机器人的智能化。

本发明一种舵机，包括第一连接体、铰接体和第二连接体，所述铰接体侧壁上设置有竖直铰接轴和水平铰接轴，所述第一连接体和铰接体之间通过竖直铰接轴铰接连接，所述铰接体和第二连接体之间通过水平铰接轴铰接连接，所述第一连接体和第二连接体内均设置有控制模块、与控制模块连接的通信模块、驱动第一连接体和第二连接体偏转的转动电机和电机驱动模块。

进一步，所述第二连接体端部侧壁上设置有插入轴，所述第一连接体端部侧壁上设置有与插入轴适配的安装槽。

进一步，所述插入轴设置为方形轴，所述安装槽设置为方形槽，所述方形轴侧壁上设置有弹性卡柱。