本發(fā)明涉及位置控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種舵機(jī)及舵機(jī)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的舵機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和定位控制精度不高，且不能作連續(xù)的轉(zhuǎn)動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供了一種舵機(jī)及舵機(jī)系統(tǒng)。

本發(fā)明實施方式的舵機(jī)包括減速組件、動力組件、位置檢測系統(tǒng)及第一控制板，所述減速組件包括輸出軸，所述動力組件用于驅(qū)動所述輸出軸轉(zhuǎn)動，所述位置檢測系統(tǒng)包括磁性件、磁性位置傳感器及第二控制板，所述磁性件固定在所述輸出軸上，所述磁性位置傳感器與所述第二控制板連接，所述磁性件與所述磁性位置傳感器相對，所述第二控制板用于通過所述磁性位置傳感器及所述磁性件檢測所述輸出軸的位置，所述第一控制板用于控制所述動力組件驅(qū)動所述輸出軸轉(zhuǎn)動，并判斷所述輸出軸的位置是否到達(dá)設(shè)定的位置。

本發(fā)明實施方式的舵機(jī)中，位置檢測系統(tǒng)通過磁性件及磁性位置傳感器檢測輸出軸的位置，實現(xiàn)了舵機(jī)的可連續(xù)轉(zhuǎn)動，并提高了舵機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和定位控制精度。

在一個實施方式中，所述磁性件中心的軸線與所述磁性位置傳感器中心的軸線同軸設(shè)置。

在一個實施方式中，所述減速組件包括轉(zhuǎn)動齒輪及支撐件，所述輸出軸固定在所述轉(zhuǎn)動齒輪上，所述支撐件固定連接所述輸出軸，所述磁性件固定在所述支撐件上，所述動力組件通過所述傳動齒輪帶動所述輸出軸及所述支撐件轉(zhuǎn)動。

在一個實施方式中，所述支撐件形成有收容部，所述磁性件收容于所述收容部內(nèi)。

在一個實施方式中，所述動力組件包括有刷直流電機(jī)或無刷直流電機(jī)。

在一個實施方式中，所述第一控制板包括第一插接件，所述第二控制板包括第二插接件，所述第一插接件與所述第二插接件對接。

在一個實施方式中，所述舵機(jī)包括燈光組件，所述燈光組件包括支撐板、柔性電路板及發(fā)光部，所述支撐板設(shè)置在所述第一控制板上，所述柔性電路板固定設(shè)置于所述支撐板上，所述發(fā)光部固定在所述柔性電路板上，所述第一控制板用于控制所述發(fā)光部指示所述舵機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

在一個實施方式中，所述支撐板的外輪緣呈環(huán)形薄片狀。

在一個實施方式中，所述舵機(jī)包括外殼，所述外殼包括前蓋、中蓋及后蓋，所述舵機(jī)通過所述前蓋、所述中蓋及所述后蓋封裝。

在一個實施方式中，所述中蓋的內(nèi)部形成有卡槽，所述第二控制板卡設(shè)于所述卡槽內(nèi)。

在一個實施方式中，所述傳動齒輪安裝于所述前蓋及所述中蓋之間，所述燈光組件安裝于所述中蓋與所述后蓋之間。

在一個實施方式中，所述柔性電路板與所述后蓋之間設(shè)置有反光部。

在一個實施方式中，所述第二控制板設(shè)置有并聯(lián)的兩個通信串口，所述第二控制板用于通過其中一個所述通信串口連接主機(jī)，另一個所述通信串口用于供所述主機(jī)與其它舵機(jī)連接。

本發(fā)明實施方式的舵機(jī)系統(tǒng)包括上述任一實施方式的舵機(jī)。

本發(fā)明實施方式的舵機(jī)系統(tǒng)中，位置檢測系統(tǒng)通過磁性件及磁性位置傳感器檢測輸出軸的位置，實現(xiàn)了舵機(jī)的可連續(xù)轉(zhuǎn)動，并提高了舵機(jī)的轉(zhuǎn)動角度和定位控制精度。

在一個實施方式中，所述舵機(jī)系統(tǒng)包括多個所述舵機(jī)及主機(jī)，多個所述舵機(jī)并聯(lián)，所述主機(jī)與其中一個所述舵機(jī)連接。

在一個實施方式中，所述舵機(jī)系統(tǒng)包括機(jī)器人或航模。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的舵機(jī)的立體示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式的舵機(jī)的分解示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式的舵機(jī)的另一立體示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式的舵機(jī)系統(tǒng)的立體示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接?？梢允菣C(jī)械連接，也可以是電連接?？梢允侵苯酉噙B，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公開提供了許多不同的實施方式或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或參考字母，這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施方式和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的應(yīng)用和/或其他材料的使用。

請參閱圖1～圖3，本發(fā)明實施方式的舵機(jī)100包括減速組件10、動力組件20、位置檢測系統(tǒng)30及第一控制板40。

減速組件10包括輸出軸11。動力組件20用于驅(qū)動輸出軸11轉(zhuǎn)動。位置檢測系統(tǒng)30包括磁性件31、磁性位置傳感器32及第二控制板33。磁性件31固定在輸出軸11上。磁性位置傳感器32與第二控制板33連接。磁性件31與磁性位置傳感器32相對。第二控制板33用于通過磁性位置傳感器32及磁性件31檢測輸出軸11的位置。第一控制板40用于控制動力組件20驅(qū)動輸出軸11轉(zhuǎn)動，并判斷輸出軸11的位置是否到達(dá)設(shè)定的位置。

本發(fā)明實施方式的舵機(jī)100中，位置檢測系統(tǒng)30通過磁性件31及磁性位置傳感器32檢測輸出軸11的位置，實現(xiàn)了舵機(jī)100的可連續(xù)轉(zhuǎn)動，并提高了舵機(jī)100的轉(zhuǎn)動角度和定位控制精度。

本實施方式中，第一控制板40接收到驅(qū)動信號后驅(qū)動動力組件20。動力組件20再驅(qū)動減速組件10轉(zhuǎn)動，從而帶動減速組件10上的輸出軸11轉(zhuǎn)動，再由輸出軸11帶動磁性件31轉(zhuǎn)動。然后，磁性位置傳感器32將磁性件31轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的磁場變化轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送給第二控制板33。第二控制板33再將對應(yīng)信號發(fā)送給第一控制板40，從而由第一控制板40判斷出輸出軸11的轉(zhuǎn)動角度是否已經(jīng)到達(dá)設(shè)定的位置。

在一個實施方式中，磁性件31中心的軸線與磁性位置傳感器32中心的軸線同軸設(shè)置。如此，舵機(jī)100的定位精度較高，提高了定位準(zhǔn)確性。

在一個實施方式中，減速組件10包括轉(zhuǎn)動齒輪12及支撐件13。輸出軸11固定在轉(zhuǎn)動齒輪12上。支撐件13固定連接輸出軸11。磁性件31固定在支撐件13上。動力組件10通過傳動齒輪12帶動輸出軸11及支撐件13轉(zhuǎn)動。

具體地，在一個例子中，由于傳動齒輪12的瞬時傳動比恒定不變，因此通過傳動齒輪12傳遞轉(zhuǎn)動運(yùn)動的機(jī)械效率較高。同時，通過在磁性件31與輸出軸11之間設(shè)置支撐件13，提高了可設(shè)置空間。

另外，可以理解的是，傳動齒輪12可以根據(jù)具體情況調(diào)整減速比，如此，以適應(yīng)不同的應(yīng)用。

支撐件13的尺寸可以根據(jù)具體情況設(shè)置，在舵機(jī)100尺寸增大或減小時，可相應(yīng)改變支撐件13的長短，從而可以有效避免磁性件31與磁性位置傳感器32之間的距離發(fā)生較大變化而影響定位準(zhǔn)確性。

在一個實施方式中，支撐件13形成有收容部131。磁性件31收容于收容部131內(nèi)。

如此，磁性件31能夠穩(wěn)定地固定于支撐件13上，并且避免了在轉(zhuǎn)動時因磁性件31發(fā)生偏轉(zhuǎn)而導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。例如，收容部131可開設(shè)有收容槽(圖未示出)，磁性件31固定在收容槽中。

可以理解，在其他實施方式中，磁性件31可以以其他合適的方式安裝于支撐件13上。例如，磁性件31可以直接安裝于支撐件13的表面上。因此，需要說明的是，磁性件31固設(shè)于支撐件13上的安裝方式并不僅僅限于本實施方式中的安裝方式。

本實施方式中，磁性件31呈圓形狀。在其他實施方式中，磁性件31可以呈其他合適的形狀。

本實施方式中，磁性件31為永磁鐵。如此，使用壽命長，避免了磁性失效影響定位效果，保證了舵機(jī)100的使用壽命。

在一個實施方式中，動力組件20包括無刷直流電機(jī)。在其他實施方式中，動力組件20可包括有刷直流電機(jī)。因此，需要說明的是，并不僅僅限于本實施方式中的無刷直流電機(jī)。

在一個實施方式中，第一控制板40包括第一插接件41。第二控制板33包括第二插接件331。第一插接件41與第二插接件331對接。

如此，實現(xiàn)了第二控制板33與第一控制板40之間的電性連接，且連接方式簡單，方便取電和通信。

在一個實施方式中，舵機(jī)100包括燈光組件50。燈光組件50包括支撐板51、柔性電路板52及發(fā)光部53。支撐板51設(shè)置在第一控制板40上。柔性電路板52固定設(shè)置于支撐板51上。發(fā)光部53固定在柔性電路板52上。第一控制板40用于控制發(fā)光部53指示舵機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)。

具體地，本實施方式中，第一控制板40將舵機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)信號轉(zhuǎn)換為發(fā)光部53的控制信號，從而控制發(fā)光部53的開啟與顏色變化。

如此，可以對舵機(jī)100的待機(jī)、正常運(yùn)行、異常運(yùn)行、程序燒錄等狀態(tài)提供指示功能，并提升舵機(jī)100的整體外觀。

本實施方式中，發(fā)光部53可以基于三基色紅綠藍(lán)的混色原理來指示舵機(jī)100的運(yùn)行狀態(tài)。例如發(fā)光部53包括紅光發(fā)光二極管、綠光發(fā)光二極管及藍(lán)光發(fā)光二極管，可通過配置三個光源的開啟及關(guān)閉，組合出所需的顏色及光源的開關(guān)。如此，當(dāng)舵機(jī)100處于不同的工作狀態(tài)時，第一控制板40可以控制發(fā)光部53相應(yīng)呈現(xiàn)出不同的顏色狀態(tài)。

例如，在待機(jī)狀態(tài)，發(fā)光部53可以呈現(xiàn)呼吸狀態(tài)；在工作狀態(tài)，發(fā)光部53可以呈現(xiàn)常亮狀態(tài)；在舵機(jī)100溫度過高時，發(fā)光部53可以進(jìn)入紅色的保護(hù)狀態(tài)并不斷閃爍；在程序升級狀態(tài)，發(fā)光部53可以呈現(xiàn)青色常亮。

本實施方式中，發(fā)光部53呈長條帶狀。在其他實施方式中，發(fā)光部可以呈其他合適的形狀。

本實施方式中，發(fā)光部53可以為發(fā)光二極管燈帶。

在一個實施方式中，支撐板51的外輪緣511呈環(huán)形薄片狀。如此，提升了發(fā)光部51的指示效果。

本實施方式中，可通過改變外輪緣511的厚度來改變發(fā)光部53的發(fā)光指示效果。

本實施方式中，支撐板51為半透明件。制備支撐板51的材料包括但不限于使用聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材料。

本實施方式中，支撐板51上設(shè)置有定位柱512，安裝柔性電路板52時可以通過定位柱512進(jìn)行定位。如此，連接結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且簡單。

本實施方式中，可使用少量的膠水使柔性電路板52固定在支撐板51上，如此，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。

在一個實施方式中，舵機(jī)100包括外殼60。外殼60包括前蓋61、中蓋62及后蓋63。舵機(jī)100通過前蓋61、中蓋62及后蓋63封裝。

如此，提高了舵機(jī)100的可設(shè)置空間，且連接結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定。

在一個實施方式中，中蓋62的內(nèi)部形成有卡槽621。第二控制板33卡設(shè)于卡槽621內(nèi)。如此，有效避免了第二控制板33因發(fā)生傾斜而使得第二控制板33不能準(zhǔn)確地通過磁性位置傳感器32及磁性件31檢測輸出軸11的位置。

在一個實施方式中，傳動齒輪12安裝于前蓋61及中蓋62之間。燈光組件50安裝于中蓋62與后蓋63之間。

如此，減速組件10及燈光組件50分別位于第一控制板40兩側(cè)，布置合理，充分利用了前蓋61、中蓋62及后蓋63封裝而形成的設(shè)置空間。

在一個實施方式中，柔性電路板52與后蓋63之間設(shè)置有反光部70。如此，可使發(fā)光部53呈現(xiàn)的顏色變化的光能夠更加均勻地向四周分布。例如，可以在舵機(jī)100外側(cè)顯示為一整條光帶而不是多個亮點。

本實施方式中，反光部70可以通過在后蓋63上電鍍一層鏡面可反光薄層來實現(xiàn)。在其他實施方式中，也可通過在后蓋63上噴涂一層鏡面可反光薄層來實現(xiàn)。

本實施方式中，通過多顆螺釘64將前蓋61、中蓋62、支撐板51和后蓋63固定。如此，連接結(jié)構(gòu)簡單且穩(wěn)定。

在一個實施方式中，第二控制板33設(shè)置有并聯(lián)的兩個通信串口332。第二控制板33用于通過其中一個通信串口332連接主機(jī)110(見圖4)。另一個通信串口332用于供主機(jī)110與其它舵機(jī)100連接。

如此，可以實現(xiàn)不同舵機(jī)100的協(xié)同工作。

本實施方式中，舵機(jī)100設(shè)置有USB接口42。USB接口42提供了外界裝置(如個人計算機(jī))與舵機(jī)100的通信接口，例如，外界裝置可通過USB接口42對舵機(jī)100的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和查看，并可以通過USB接口42對舵機(jī)100的程序進(jìn)行升級。

請參閱圖4，本發(fā)明實施方式的舵機(jī)系統(tǒng)200包括上述任一實施方式的舵機(jī)。

為方便說明舵機(jī)系統(tǒng)200，以下以舵機(jī)系統(tǒng)200包括上述舵機(jī)100為例進(jìn)行說明。本發(fā)明實施方式的舵機(jī)系統(tǒng)200中，位置檢測系統(tǒng)30通過磁性件31及磁性位置傳感器32檢測輸出軸11的位置，實現(xiàn)了舵機(jī)100的可連續(xù)轉(zhuǎn)動，并提高了舵機(jī)100的轉(zhuǎn)動角度和定位控制精度。

在一個實施方式中，舵機(jī)系統(tǒng)200包括多個舵機(jī)100及主機(jī)110。多個舵機(jī)100連接。主機(jī)110與其中一個舵機(jī)100連接。

具體地，為便于理解，本實施方式中，舵機(jī)100的數(shù)量為三個，本實施方式中，三個舵機(jī)100通過線纜120連接。在圖4所示的方位中，左舵機(jī)100的一個通信串口332連接主機(jī)110，左舵機(jī)100的另一個通信串口332連接中間舵機(jī)100的一個通信串口332，中間舵機(jī)100的另一個通信串口332連接右舵機(jī)100的一個通信串口332。主機(jī)110可通過識別不同舵機(jī)100預(yù)先分配的物理地址來實現(xiàn)與各個舵機(jī)100的輪詢通信。

如此，可實現(xiàn)多舵機(jī)100協(xié)調(diào)工作，并有效減少了在多個舵機(jī)100應(yīng)用場景中線纜120的繞線和走線困難。

在一個實施方式中，舵機(jī)系統(tǒng)200包括機(jī)器人。在其他實施方式中，舵機(jī)系統(tǒng)200可以包括航模。因此，需要說明的是，舵機(jī)系統(tǒng)200并不僅僅限于本實施方式中的機(jī)器人。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示意性實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合實施方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施方式或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。