專利名稱：超微小型伺服機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小型伺服機，尤其是一種從航模領域發(fā)展起來的結 構緊湊、轉動靈敏的小型伺服機，具體地說是一種超微小型伺服機。
背景技術：
眾所周知，伺服機是一種位置伺服的驅動器。它接收一定的控制信號， 然后輸出精確的控制位移角度，適用于那些需要角度，方向不斷變化并能夠 保持的控制系統(tǒng)。伺服機作為運動方向的控制部件，最早出現(xiàn)在航空模型領 域。伺服機是用來控制舵面的伺服電機。伺服機本質(zhì)上是可定位的電機，當 接受到一個位置指令，就會運動并定位于該指定位置。
之后，隨著科學技術的不斷發(fā)展，伺服的應用越來越廣泛。伺服機已經(jīng) 不僅僅運用于航空航海模型中，并在工業(yè)自動化中得到了完美的應用，即凡 是需要操作性動作時都可以考慮使用伺服機來實現(xiàn)功能。
由于伺服機是電機和減速機構及控制機構的結合體，因此現(xiàn)有的伺服機 存在的控制精度差，體積較大，重量大，不能適應小型化和輕型化的需要。 發(fā)明內(nèi)容.
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的伺服機體積大、重量重，不能適應小型
化需要的問題，設計一種重量可控制在2. 5克以下的超微小型伺服機。
本實用新型的技術方案是
一種超微小型伺服機，包括上蓋IO、中蓋20、下蓋30、電路板304、電 機301和電位器302，上蓋10和下蓋30與中蓋相對的面上設有塑料柱，中 蓋20上設有安裝孔，上蓋IO、中蓋20和下蓋三者插接相連，電路板304安 裝在下蓋30中并與電機301和電位器302電氣相連，電機301和電位器302 安裝在中蓋20的下底面上并位于中蓋20和下蓋30圍成的空間中，電機301 的穿過中蓋20的輸出軸端上安裝有電機齒輪101，其特征是在上蓋10和中蓋20所圍成的空間中安裝有減速齒輪組1減速齒輪組1的一級雙聯(lián)減速齒輪 102與電機齒輪101相嚙合，減速齒輪組1的未級雙聯(lián)輸出齒輪106安裝在 電位器驅動軸303的上端上，雙聯(lián)輸出齒輪106的小齒輪與電位器驅動軸303 固定相連并伸出上蓋10，電位器驅動軸303的下端穿過中蓋20后插入電位 器302中。
所述的減速齒輪組1由一級雙聯(lián)減速齒輪102、 二級雙聯(lián)減速齒輪103、 三級雙聯(lián)減速齒輪105、四級雙聯(lián)減速齒輪104和雙聯(lián)輸出齒輪106組成， 一級雙聯(lián)減整齒輪102套裝在一級齒輪軸107上，二級雙聯(lián)減速齒輪103和 四級雙聯(lián)減速齒輪104間隔套裝在二級齒輪軸108上，三級雙聯(lián)減速齒輪105 套裝在電位器驅動軸303上并位于雙聯(lián)輸出齒輪106的下部， 一級齒輪軸107 和二級齒輪軸108固定在上蓋10和中蓋20之間， 一級雙聯(lián)減速齒輪102中 的大齒輪與電機齒輪101相嚙合， 一級雙聯(lián)減速齒輪102中的小齒輪與二級 雙聯(lián)減速齒輪103中的大齒輪相嚙合，二級雙聯(lián)減速齒輪103中的小齒輪與 三級雙聯(lián)減速齒輪105中的大齒輪相嚙合，三級雙聯(lián)減速齒輪105中的小齒 輪與四級雙聯(lián)減速齒輪104中的大齒輪相嚙合，四級雙聯(lián)減速齒輪104中的 小齒輪與雙聯(lián)輸出齒輪106中的大齒輪相嚙合，雙聯(lián)輸出齒輪106中的小齒 輪作為整個減速齒輪組1的輸出與電位器驅動軸303相連。
本實用新型的有益效果
本實用新型具有結構簡單，重量輕，由于殼體(上、中、下蓋)采用透 明ABS材料注塑成型，齒輪采用POM齒輪，伺服電機采用空心的無核心電機， 因此整機重量可控制在2.5克左右，大大擴大了其應用范圍，為航模及工業(yè) 控制提供了一種重量輕、體積小的工業(yè)控制產(chǎn)品。
本實用新型的齒輪減速機構設計合理，降速比大，無噪音，通過電位器 控制轉動角度準確可靠。
圖1是本實用新型的立體分解結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖l所示。
一種超微小型伺服機，包括上蓋IO、中蓋20、下蓋30、電路板304 (可 采用現(xiàn)有教科書中類似的電路加以實現(xiàn)，其主要作用是接收控制信號，同時 將電位器電阻的變化轉換成電位器轉軸的轉動角度，并給伺服電機發(fā)出相應 的控制信號)、電機301和電位器302 (型號可為PT-6西班牙電位器)，上 蓋10和下蓋30與中蓋20相對的面上設有塑料柱2、 3，中蓋20上設有安裝 孔，上蓋IO、中蓋20和下蓋30三者通過相互之間的塑料柱2、 3與安裝孔 緊配合插接相連，電路板304安裝在下蓋30中并與電機301和電位器302 電氣相連，電機301和電位器302安裝在中蓋20的下底面上并位于中蓋20 和下蓋30圍成的空間中，電機301的穿過中蓋20的輸出軸端上安裝有電機 齒輪101，在上蓋10和中蓋20所圍成的空間中安裝有減速齒輪組1減速齒 輪組1的一級雙聯(lián)減速齒輪102與電機齒輪101相嚙合，減速齒輪組1的未 級雙聯(lián)輸出齒輪106安裝在電位器驅動軸303的上端上，雙聯(lián)輸出齒輪106 的小齒輪與電位器驅動軸303固定相連并伸出上蓋10，電位器驅動軸303的 下端穿過中蓋20后插入電位器302中。所述的減速齒輪組1由一級雙聯(lián)減速 齒輪102、 二級雙聯(lián)減速齒輪103、三級雙聯(lián)減速齒輪105、四級雙聯(lián)減速齒 輪104和雙聯(lián)輸出齒輪106組成， 一級雙聯(lián)減整齒輪102套裝在一級齒輪軸 107上，二級雙聯(lián)減速齒輪103和四級雙聯(lián)減速齒輪104間隔套裝在二級齒 輪軸108上，三級雙聯(lián)減速齒輪105套裝在電位器驅動軸303上并位于雙聯(lián) 輸出齒輪106的下部， 一級齒輪軸107和二級齒輪軸108固定在上蓋10和中 蓋20之間， 一級雙聯(lián)減速齒輪102中的大齒輪與電機齒輪101相嚙合， 一級 雙聯(lián)減速齒輪102中的小齒輪與二級雙聯(lián)減速齒輪103中的大齒輪相嚙合， 二級雙聯(lián)減速齒輪103中的小齒輪與三級雙聯(lián)減速齒輪105中的大齒輪相嚙 合，三級雙聯(lián)減速齒輪105中的小齒輪與四級雙聯(lián)減速齒輪104中的大齒輪 相嚙合，四級雙聯(lián)減速齒輪104中的小齒輪與雙聯(lián)輸出齒輪106中的大齒輪 相嚙合，雙聯(lián)輸出齒輪106中的小齒輪作為整個減速齒輪組1的輸出與電位 器驅動軸303相連。
本實用新型在組裝時，應先將伺服電機301的電機軸向上穿過中蓋20,電機齒輪101安裝在電機軸的上端，電機齒輪101與一級雙聯(lián)減速齒輪102嚙合， 二級雙聯(lián)減速齒輪103與四級雙聯(lián)減速齒輪104通過一根不銹鋼圓柱連接固定 在伺服機中蓋上，四級雙聯(lián)變速齒輪104位于二級雙聯(lián)減速齒輪103的上方， 三級雙聯(lián)減速齒輪105和雙聯(lián)輸出齒輪106通過下端為十字柱的電位器驅動軸 303與電位器302連接在一起，雙聯(lián)輸出齒輪106位于三級雙聯(lián)減速齒輪105的 上方，上述齒輪通過互相之間的嚙合，使得整個變速組齒輪緊密結合在一起。 本實用新型的工作原理是
由外部信號發(fā)出訊號給本實用新型的伺服機，經(jīng)由電路板304上的IC 判斷轉動方向，再驅動無核心伺服301開始轉動，透過減速齒輪將動力傳至 擺臂，同時由電位器302送回訊號，判斷是否己經(jīng)到達定位。電位器其實就 是可變電阻，當伺服機轉動時電阻值也會隨之改變，藉由電位器電阻值便可 知轉動的角度。無核心(空心杯)伺服電機301是將細銅線纏繞在三極轉子 上，當電流流經(jīng)線圈時便會產(chǎn)生磁場，與轉子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進 而產(chǎn)生轉動的作用力。依據(jù)物理學原理，物體的轉動慣量與質(zhì)量成正比，因 此要轉動質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。伺服機為求轉速快、耗電 小，於是將細銅線纏繞成極薄的中空圓柱體，形成一個重量極輕的五極中空 轉子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是空心杯伺服電機。
同時為了使伺服機轉動時更精確，在雙聯(lián)輸出齒輪106上可增加軸承(圖 中沒有標識)，它能夠更有效的減小伺服機轉動時的摩擦阻力，使伺服機轉動 更靈活精確。
由于本實用新型涉及的是一種微小型伺服機，微小型伺服機主要解決輕 小問題。因此相關材料的選擇就尤為關鍵。首先外殼(由上蓋、中蓋、下蓋 三部分組成)材質(zhì)應選用超輕量的透明半透明ABS材料，以有效的降低外殼 的重量，減速組齒輪可選用POM齒輪，同時選用輕量的三繞組空心杯電機， 電路板選取超薄型的IC邦定電路板，它能夠將所有元器件集中在一塊電路板 上，避免增加額外的元器件，增加伺服機的重量。通過上述的材料的選擇， 可使整個伺服機的重量控制在2. 5g左右。
綜上所述，本實用新型通過上述實施例和相關圖式說明，已經(jīng)詳細具體的揭露了相關技術，使本領域的從業(yè)技術人員可以據(jù)以實施。而上述的實施 例只是用來說明本實用新型，而不是用來限制本實用新型專利的，本實用新 型專利的權利范圍應由本實用新型專利的權利要求來界定。至于本文中所述 元器件的改變或等效元器件的代替等仍都應屬于本實用新型專利的權利范圍 內(nèi)。
本實用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。
權利要求1、一種超微小型伺服機，包括上蓋(10)、中蓋(20)、下蓋(30)、電路板(304)、電機(301)和電位器(302)，電路板(304)安裝在下蓋(30)中并與電機(301)和電位器(302)電氣相連，電機(301)和電位器(302)安裝在中蓋(20)的下底面上并位于中蓋(20)和下蓋(30)圍成的空間中，電機(301)的穿過中蓋(20)的輸出軸端上安裝有電機齒輪(101)，其特征是在上蓋(10)和中蓋(20)所圍成的空間中安裝有減速齒輪組(1)減速齒輪組(1)的一級雙聯(lián)減速齒輪(102)與電機齒輪(101)相嚙合，減速齒輪組(1)的未級雙聯(lián)輸出齒輪(106)安裝在電位器驅動軸(303)的上端上，雙聯(lián)輸出齒輪(106)的小齒輪伸出上蓋(10)，電位器驅動軸(303)的下端穿過中蓋(20)后插入電位器(302)中。
2、 根據(jù)權利要求1所述的超微小型伺服機，其特征是所述的減速齒輪組(1) 由一級雙聯(lián)減速齒輪(102)、 二級雙聯(lián)減速齒輪(103)、三級雙聯(lián)減速齒輪(105)、四級雙聯(lián)減速齒輪(104)和雙聯(lián)輸出齒輪(106)組成， 一級雙聯(lián) 減整齒輪(102)套裝在一級齒輪軸(107)上，二級雙聯(lián)減速齒輪(103)和 四級雙聯(lián)減速齒輪(104)間隔套裝在二級齒輪軸(108)上，三級雙聯(lián)減速 齒輪(105)套裝在電位器驅動軸(303)上并位于雙聯(lián)輸出齒輪(106)的下 部， 一級齒輪軸(107)和二級齒輪軸(108)固定在上蓋(10)和中蓋(20) 之間， 一級雙聯(lián)減速齒輪(102)中的大齒輪與電機齒輪(101)相嚙合，一 級雙聯(lián)減速齒輪(102)中的小齒輪與二級雙聯(lián)減速齒輪(103)中的大齒輪 相嚙合，二級雙聯(lián)減速齒輪(103)中的小齒輪與三級雙聯(lián)減速齒輪(105) 中的大齒輪相嚙合，三級雙聯(lián)減速齒輪(105)中的小齒輪與四級雙聯(lián)減速齒 輪(104)中的大齒輪相嚙合，四級雙聯(lián)減速齒輪(104)中的小齒輪與雙聯(lián) 輸出齒輪(106)中的大齒輪相嚙合，雙聯(lián)輸出齒輪(106)中的小齒輪作為 整個減速齒輪組(1)的輸出與電位器驅動軸(303)相連。
專利摘要一種超微小型伺服機，包括上蓋(10)、中蓋(20)、下蓋(30)、電路板(304)、電機(301)和電位器(302)，電路板(304)安裝在下蓋(30)中并與電機(301)和電位器(302)電氣相連，電機(301)穿過中蓋(20)的輸出軸端上安裝有電機齒輪(101)，其特征是在上蓋(10)和中蓋(20)所圍成的空間中安裝有減速齒輪組(1)減速齒輪組(1)的一級雙聯(lián)減速齒輪(102)與電機齒輪(101)相嚙合，減速齒輪組(1)的未級雙聯(lián)輸出齒輪(106)安裝在電位器驅動軸(303)的上端上，雙聯(lián)輸出齒輪(106)的小齒輪伸出上蓋(10)，電位器驅動軸(303)的下端穿過中蓋(20)后插入電位器(302)中。本實用新型具有體積小，重量輕，噪音小，精度高，工作可靠的優(yōu)點。
文檔編號G01B7/30GK201251427SQ20082018482
公開日2009年6月3日 申請日期2008年8月29日 優(yōu)先權日2008年8月29日
發(fā)明者浚 池 申請人:南京龍?zhí)┖娇针娮涌萍加邢薰?br>