無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)課件：舵機(jī)

舵機(jī)4.3.1、概述舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。早期在模型上使用最多，主要用于控制模型的舵面，所以俗稱舵機(jī)。控制方式是閉環(huán)控制，所以舵機(jī)更準(zhǔn)確的說(shuō)是伺服馬達(dá)，英文servo。4.3.1、概述目前，在高檔遙控玩具，如飛機(jī)、潛艇模型，遙控機(jī)器人中已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。舵機(jī)的分類(lèi)1)按采用的能源分：氣動(dòng)舵機(jī)、電動(dòng)舵機(jī)和液壓舵機(jī)；2)按功用分：橫舵機(jī)、直舵機(jī)和差動(dòng)舵機(jī)；3)按操舵方式分：比例式舵機(jī)和繼電式舵機(jī)。4.3.2舵機(jī)的構(gòu)造舵機(jī)的外殼一般是塑料的，特殊的舵機(jī)可能會(huì)有金屬鋁合金外殼。金屬外殼能夠提供更好的散熱，可以讓舵機(jī)內(nèi)的電機(jī)運(yùn)行在更高功率下，以提供更高的扭矩輸出。金屬外殼也可以提供更牢固的固定位置。舵機(jī)的齒輪箱有塑料齒輪、混合齒輪、金屬齒輪。塑料齒輪成本底，噪音小，但強(qiáng)度較低；金屬齒輪強(qiáng)度高，但成本高，在裝配精度一般的情況下會(huì)有很大的噪音。小扭矩舵機(jī)、微舵、扭矩大但功率密度小的舵機(jī)一般都用塑料齒輪，如Futaba3003，輝盛的9g微舵。金屬齒輪一般用于功率密度較高的舵機(jī)上，比如輝盛的995舵機(jī)。Hitec甚至用鈦合金作為齒輪材料，其高強(qiáng)度能保證3003大小的舵機(jī)能提供20幾公斤的扭矩。混合齒輪在金屬齒輪和塑料齒輪間做了折中，在電機(jī)輸出齒輪上扭矩一般不大，用塑料齒輪。4.3.3舵機(jī)的工作原理控制電路接收信號(hào)源的控制脈沖，并驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪組將電機(jī)的速度成大倍數(shù)縮小，并將電機(jī)的輸出扭矩放大響應(yīng)倍數(shù)，然后輸出；電位器和齒輪組的末級(jí)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)量舵機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度；電路板檢測(cè)并根據(jù)電位器判斷舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，然后控制舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)角度或保持在目標(biāo)角度。4.3.3工作原理模擬舵機(jī)需要一個(gè)外部控制器（遙控器的接收機(jī)）產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)來(lái)告訴舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，脈沖寬度是舵機(jī)控制器所需的編碼信息。PWM信號(hào)4.3.4舵機(jī)的性能參數(shù)（1）轉(zhuǎn)速由舵機(jī)無(wú)負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)過(guò)60°角所需時(shí)間來(lái)衡量，常見(jiàn)舵機(jī)的速度一般在0.11~0.21S/60°之間。4.3.4舵機(jī)的性能參數(shù)（2）轉(zhuǎn)矩在舵盤(pán)上距舵機(jī)軸中心水平距離1CM處，舵機(jī)能夠帶動(dòng)的物體重量。單位是KG·CM4.3.4舵機(jī)的性能參數(shù)（3）電壓舵機(jī)推薦的電壓一般都是4.8V或6V。當(dāng)然，有的舵機(jī)可以在7V以上工作，比如12V的舵機(jī)也不少。較高的電壓可以提高電機(jī)的速度和扭矩。選擇舵機(jī)還需要看我們的控制卡所能提供的電壓。（4）尺寸、重量和