舵機工作原理
1、概述 舵機最早出現在航模運動中。在航空模型中,飛行機的飛行姿態是透過調節發動機和各個控制舵面來實現的。舉個簡單的四通飛機來說,飛機上有以下幾個地方需要控制: 1.發動機進氣量,來控制發動機的拉力(或推力); 2.副翼舵面(安裝在飛機機翼後緣),用來控制飛機的橫滾運動; 3.水平尾舵面,用來控制飛機的俯仰角; 4.垂直尾舵面,用來控制飛機的偏航角; 遙控器有四個通道,分別對應四個舵機,而舵機又透過連桿等傳動元件帶動舵面的轉動,從而改變飛機的運動狀態。舵機因此得名:控制舵面的伺服電機。 不僅在航模飛機中,在其他的模型運動中都可以看到它的應用:船模上用來控制尾舵,車模中用來轉向等等。由此可見,凡是需要操作性動作時都可以用舵機來實現。
2、結構和控制 一般來講,舵機主要由以下幾個部分組成, 舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計5k、直流電機、控制電路板等。 工作原理:控制電路板接受來自訊號線的控制訊號(具體訊號待會再講),控制電機轉動,電機帶動一系列齒輪組,減速後傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的,舵盤轉動的同時,帶動位置反饋電位計,電位計將輸出一個電壓訊號到控制電路板,進行反饋,然後控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度,從而達到目標停止。 舵機的基本結構是這樣,但實現起來有很多種。例如電機就有有刷和無刷之分,齒輪有塑膠和金屬之分,輸出軸有滑動和滾動之分,殼體有塑膠和鋁合金之分,速度有快速和慢速之分,體積有大中小三種之分等等,組合不同,價格也千差萬別。例如,其中小舵機一般稱作微舵,同種材料的條件下是中型的一倍多,金屬齒輪是塑膠齒輪的一倍多。需要根據需要選用不同型別。 舵機的輸入線共有三條,紅色中間,是電源線,一邊黑色的是地線,這輛根線給舵機提供最基本的能源保證,主要是電機的轉動消耗。電源有兩種規格,一是4.8V,一是6.0V,分別對應不同的轉矩標準,即輸出力矩不同,6.0V對應的要大一些,具體看應用條件;另外一根線是控制訊號線,Futaba的一般為白色,JR的一般為桔黃色。另外要注意一點,SANWA的某些型號的舵機引線電源線在邊上而不是中間,需要辨認。但記住紅色為電源,黑色為地線,一般不會搞錯。 舵機的控制訊號為週期是20ms的脈寬調製(PWM)訊號,其中脈衝寬度從0.5ms-2.5ms,相對應舵盤的位置為0-180度,呈線性變化。也就是說,給它提供一定的脈寬,它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上,無論外界轉矩怎樣改變,直到給它提供一個另外寬度的脈衝訊號,它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。舵機內部有一個基準電路,產生週期20ms,寬度1.5ms的基準訊號,有一個比較器,將外加訊號與基準訊號相比較,判斷出方向和大小,從而產生電機的轉動訊號。由此可見,舵機是一種位置伺服的驅動器,轉動範圍不能超過180度,適用於那些需要角度不斷變化並可以保持的驅動當中。比方說機器人的關節、飛機的舵面等。 常見的舵機廠家有:日本的Futaba、JR、SANWA等,中國產的有北京的新幻想、吉林的振華等。現舉Futaba S3003來介紹相關引數,以供大家設計時選用。之所以用3003是因為這個型號是市場上最常見的,也是價格相對較便宜的一種(以下資料摘自Futaba產品手冊)。 尺 寸(Dimensions): 40.4×19.8×36.0 mm 重 量(Weight): 37.2 g 工作速度(Operating speed):0.23 sec/60°(4.8V) 0.19 sec/60°(6.0V) 輸出力矩(Output
舵機工作原理
1、概述 舵機最早出現在航模運動中。在航空模型中,飛行機的飛行姿態是透過調節發動機和各個控制舵面來實現的。舉個簡單的四通飛機來說,飛機上有以下幾個地方需要控制: 1.發動機進氣量,來控制發動機的拉力(或推力); 2.副翼舵面(安裝在飛機機翼後緣),用來控制飛機的橫滾運動; 3.水平尾舵面,用來控制飛機的俯仰角; 4.垂直尾舵面,用來控制飛機的偏航角; 遙控器有四個通道,分別對應四個舵機,而舵機又透過連桿等傳動元件帶動舵面的轉動,從而改變飛機的運動狀態。舵機因此得名:控制舵面的伺服電機。 不僅在航模飛機中,在其他的模型運動中都可以看到它的應用:船模上用來控制尾舵,車模中用來轉向等等。由此可見,凡是需要操作性動作時都可以用舵機來實現。
2、結構和控制 一般來講,舵機主要由以下幾個部分組成, 舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計5k、直流電機、控制電路板等。 工作原理:控制電路板接受來自訊號線的控制訊號(具體訊號待會再講),控制電機轉動,電機帶動一系列齒輪組,減速後傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的,舵盤轉動的同時,帶動位置反饋電位計,電位計將輸出一個電壓訊號到控制電路板,進行反饋,然後控制電路板根據所在位置決定電機的轉動方向和速度,從而達到目標停止。 舵機的基本結構是這樣,但實現起來有很多種。例如電機就有有刷和無刷之分,齒輪有塑膠和金屬之分,輸出軸有滑動和滾動之分,殼體有塑膠和鋁合金之分,速度有快速和慢速之分,體積有大中小三種之分等等,組合不同,價格也千差萬別。例如,其中小舵機一般稱作微舵,同種材料的條件下是中型的一倍多,金屬齒輪是塑膠齒輪的一倍多。需要根據需要選用不同型別。 舵機的輸入線共有三條,紅色中間,是電源線,一邊黑色的是地線,這輛根線給舵機提供最基本的能源保證,主要是電機的轉動消耗。電源有兩種規格,一是4.8V,一是6.0V,分別對應不同的轉矩標準,即輸出力矩不同,6.0V對應的要大一些,具體看應用條件;另外一根線是控制訊號線,Futaba的一般為白色,JR的一般為桔黃色。另外要注意一點,SANWA的某些型號的舵機引線電源線在邊上而不是中間,需要辨認。但記住紅色為電源,黑色為地線,一般不會搞錯。 舵機的控制訊號為週期是20ms的脈寬調製(PWM)訊號,其中脈衝寬度從0.5ms-2.5ms,相對應舵盤的位置為0-180度,呈線性變化。也就是說,給它提供一定的脈寬,它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上,無論外界轉矩怎樣改變,直到給它提供一個另外寬度的脈衝訊號,它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。舵機內部有一個基準電路,產生週期20ms,寬度1.5ms的基準訊號,有一個比較器,將外加訊號與基準訊號相比較,判斷出方向和大小,從而產生電機的轉動訊號。由此可見,舵機是一種位置伺服的驅動器,轉動範圍不能超過180度,適用於那些需要角度不斷變化並可以保持的驅動當中。比方說機器人的關節、飛機的舵面等。 常見的舵機廠家有:日本的Futaba、JR、SANWA等,中國產的有北京的新幻想、吉林的振華等。現舉Futaba S3003來介紹相關引數,以供大家設計時選用。之所以用3003是因為這個型號是市場上最常見的,也是價格相對較便宜的一種(以下資料摘自Futaba產品手冊)。 尺 寸(Dimensions): 40.4×19.8×36.0 mm 重 量(Weight): 37.2 g 工作速度(Operating speed):0.23 sec/60°(4.8V) 0.19 sec/60°(6.0V) 輸出力矩(Output