舵机知识汇总
舵机知识

DIYer修炼:舵机知识扫盲双向电梯• 1 简介• 2 舵机的结构和原理• 3 选择舵机• 4 舵机的支架和连接装置• 5 如何控制舵机• 6 舵机应用:云台网络摄像头•7 如何DIY连续旋转的舵机•8 连续旋转舵机的应用:5分钟的绘图机器人1 简介舵机控制的机器人● 我猜你肯定在机器人和电动玩具中见到过这个小东西,至少也听到过它转起来时那与众不同的“吱吱吱”的叫声。
对,它就是遥控舵机,常用在机器人技术、电影效果制作和木偶控制当中,不过让人大跌眼镜的是,它竟是为控制玩具汽车和飞机才设计的。
● 舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈圈,它可以根据你的指令旋转到0至180度之间的任意角度然后精准的停下来。
如果你想让某个东西按你的想法运动,舵机可是个不错的选择,它控制方便、最易实现,而且种类繁多,总能有一款适合你呦。
● 用不着太复杂的改动,舵机就可摇身一变成为一个高性能的、数字控制的、并且可调速的齿轮电机。
在这篇文章中,我会介绍舵机使用的的一些基础知识以及怎样制作一个连续运转舵机。
2 舵机的结构和原理A.标准舵机图解● 遥控舵机(或简称舵机)是个糅合了多项技术的科技结晶体,它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成,是一套自动控制装置,神马叫自动控制呢?所谓自动控制就是用一个闭环反馈控制回路不断校正输出的偏差,使系统的输出保持恒定。
我们在生活中常见的恒温加热系统就是自动控制装置的一个范例,其利用温度传感器检测温度,将温度作为反馈量,利用加热元件提输出,当温度低于设定值时,加热器启动,温度达到设定值时,加热器关闭,这样不就使温度始终保持恒定了吗。
B.闭环反馈控制● 对于舵机而言呢,位置检测器是它的输入传感器,舵机转动的位置一变,位置检测器的电阻值就会跟着变。
通过控制电路读取该电阻值的大小,就能根据阻值适当调整电机的速度和方向,使电机向指定角度旋转。
图A显示的是一个标准舵机的部件分解图。
图B显示的是舵机闭环反馈控制的工作过程。
舵机详解学习

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1.完成一次性操大舵,使CC‘在最大位置时间长,加快转舵速度; 2.避免控制点机件损坏;
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2.五点式(带副杠杆式)
B
B
B
E
E
D
D
C
C
E
D
C'
C
有位移放大作用, 操小舵角时使控制 点C有较大的位移, 使变量泵有较大的 排量,使得转舵速 度快。
C'
A
A
A'
A
A'
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第三节 液压舵机的转舵机构
分类: 1.往复式转舵机构 2.回转式转舵机构
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1.往复式转舵机构
1)滑式转舵机构
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滑式转舵机构特点 1)扭矩特性良好,承载能力较大; 2)撞杆与油缸的密封采用V字型,密封可靠,具有
自动补偿能力; 3)油缸精加工面少; 4)尺寸、重量大; 5)安装、检修比较麻烦
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舵是舵手(驾驶人员)用来保持或改变船舶在水中运动 方向的专用设备。 舵有两大功能:
一是保持船舶预定航向的能力,称为航向稳定性; 二是改变船舶运动方向的能力,称回转性。 通常把二者统称为船舶的操纵性。
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船舵主要由舵叶和舵杆组成,舵叶是产生水压力的部分, 舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度)舵的 作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时,便产生了流体 动力,此作用力通过舵杆传递并船体上,从而迫使船舶转 向,也就达到了调整航向的目的。
舵机基础知识单选题100道及答案解析

舵机基础知识单选题100道及答案解析1. 舵机主要用于()A. 控制速度B. 改变方向C. 增加动力D. 稳定平衡答案:B解析:舵机的主要作用是改变方向。
2. 舵机通常由()驱动。
A. 直流电机B. 步进电机C. 伺服电机D. 交流电机答案:C解析:舵机通常由伺服电机驱动。
3. 舵机的控制信号一般是()A. 模拟信号B. 数字信号C. 脉冲信号D. 正弦信号答案:C解析:舵机的控制信号一般是脉冲信号。
4. 舵机的转动角度取决于()A. 电压大小B. 电流大小C. 脉冲宽度D. 脉冲频率答案:C解析:舵机的转动角度取决于脉冲宽度。
5. 常见的舵机旋转角度范围是()A. 0 - 90 度B. 0 - 180 度C. 0 - 270 度D. 0 - 360 度答案:B解析:常见舵机的旋转角度范围是0 - 180 度。
6. 舵机的精度主要取决于()A. 电机性能B. 齿轮精度C. 控制电路D. 以上都是答案:D解析:舵机的精度受到电机性能、齿轮精度和控制电路等多方面因素的影响。
7. 以下哪种不是舵机的应用场景()A. 机器人关节B. 无人机姿态控制C. 汽车发动机D. 模型飞机方向控制答案:C解析:汽车发动机不是舵机的应用场景。
8. 舵机的响应速度主要与()有关。
A. 电机转速B. 齿轮比C. 控制算法D. 以上都是答案:D解析:舵机的响应速度与电机转速、齿轮比和控制算法等都有关系。
9. 为了提高舵机的扭矩,可以()A. 增加电压B. 减小齿轮比C. 使用更大功率的电机D. 以上都是答案:D解析:增加电压、减小齿轮比、使用更大功率的电机都可以提高舵机的扭矩。
10. 舵机在工作时发热的主要原因是()A. 电流过大B. 摩擦损耗C. 电机效率低D. 以上都是答案:D解析:电流过大、摩擦损耗、电机效率低等都会导致舵机工作时发热。
11. 以下哪种舵机的精度较高()A. 塑料齿轮舵机B. 金属齿轮舵机C. 数字舵机D. 模拟舵机答案:C解析:数字舵机的精度通常较高。
舵机工作原理与控制方法

舵机工作原理与控制方法舵机是一种用于控制机械装置的电机,它可以通过控制信号进行位置或角度的精确控制。
在舵机的工作原理和控制方法中,主要涉及到电机、反馈、控制电路和控制信号四个方面。
一、舵机的工作原理舵机的核心部件是一种称为可变电容的设备,它可以根据控制信号的波形来改变电容的值。
舵机可分为模拟式和数字式两种类型。
以下是模拟式舵机的工作原理:1.内部结构:模拟式舵机由电机、测速电路、可变电容和驱动电路组成。
2.基准电压:舵机工作时,系统会提供一个用于参考的基准电压。
3.控制信号:通过控制信号的波形的上升沿和下降沿来确定舵机的角度。
4.反馈:舵机内部的测速电路用于检测当前位置,从而实现位置的精确控制。
5.驱动电路:根据测速电路的反馈信号来控制电机的转动方向和速度,从而实现角度的调整。
二、舵机的控制方法舵机的控制方法一般采用脉冲宽度调制(PWM)信号来实现位置或角度的控制。
以下是舵机的两种常见控制方法:1.脉宽控制(PWM):舵机的控制信号是通过控制信号的脉冲宽度来实现的。
通常情况下,舵机的控制信号由一系列周期为20毫秒(ms)的脉冲组成,脉冲的高电平部分的宽度决定了舵机的位置或角度。
典型的舵机控制信号范围是1ms到2ms,其中1ms对应一个极限位置,2ms对应另一个极限位置,1.5ms对应中立位置。
2.串行总线(如I2C或串行通信):一些舵机还支持通过串行总线进行控制,这些舵机通常具有内置的电路来解码接收到的串行信号,并驱动电机转动到相应的位置。
这种控制方法可以实现多个舵机的同时控制,并且可以在不同的控制器之间进行通信。
三、舵机的控制电路与控制信号1.控制电路:舵机的控制电路通常由微控制器(如Arduino)、驱动电路和电源组成。
微控制器用于生成控制信号,驱动电路用于放大和处理控制信号,电源则为舵机提供所需的电能。
2.控制信号的生成:控制信号可以通过软件或硬件生成。
用于舵机的软件库通常提供一个函数来方便地生成适当的控制信号。
舵机的控制方式和工作原理介绍

舵机的控制方式和工作原理介绍舵机是一种常见的电动执行元件,广泛应用于机器人、遥控车辆、模型飞机等领域。
它通过电信号控制来改变输出轴的角度,实现精准的位置控制。
本文将介绍舵机的控制方式和工作原理。
一、舵机的结构和工作原理舵机的基本结构包括电机、减速装置、控制电路以及输出轴和舵盘。
电机驱动输出轴,减速装置减速并转动输出轴,而控制电路则根据输入信号来控制电机的转动或停止。
舵机的主要工作原理是通过PWM(脉宽调制)信号来控制。
PWM信号是一种周期性的方波信号,通过调整占空比即高电平的时间来控制舵机的位置。
通常情况下,舵机所需的控制信号频率为50Hz,即每秒50个周期,而高电平的脉宽则决定了输出轴的角度。
二、舵机的控制方式舵机的控制方式主要有模拟控制和数字控制两种。
1. 模拟控制模拟控制是指通过改变输入信号电压的大小,来控制舵机输出的角度。
传统的舵机多采用模拟控制方式。
在模拟控制中,通常将输入信号电压的范围设置在0V至5V之间,其中2.5V对应于舵机的中立位置(通常为90度)。
通过改变输入信号电压的大小,可以使舵机在90度以内左右摆动。
2. 数字控制数字控制是指通过数字信号(如脉宽调制信号)来控制舵机的位置。
数字控制方式多用于微控制器等数字系统中。
在数字控制中,舵机通过接收来自微控制器的PWM信号来转动到相应位置。
微控制器根据需要生成脉宽在0.5ms至2.5ms之间变化的PWM信号,通过改变脉宽的占空比,舵机可以在0度至180度的范围内进行精确的位置控制。
三、舵机的工作原理舵机的工作原理是利用直流电机的转动来驱动输出轴的运动。
当舵机接收到控制信号后,控制电路将信号转换为电机驱动所需的功率。
电机驱动输出轴旋转至对应的角度,实现精准的位置控制。
在舵机工作过程中,减速装置的作用非常重要。
减速装置可以将电机产生的高速旋转转换为较低速度的输出轴旋转,提供更大的扭矩输出。
这样可以保证舵机的运动平稳且具有较大的力量。
四、舵机的应用领域舵机以其精准的位置控制和力矩输出,广泛应用于各种领域。
【精品】船舶舵机基础知识(可编辑

测,实现接近该理想模型的控制规律。 说明:具体
工作原理分析需 要较深基础知识。 因此,本节只做 一般了解。
[第四节要点]:自适应舵的概念一节:舵机的分类、特点;基本要求。 第二节:操舵方式(种类、原理);自动操舵仪
原因:装载不对称,斜向风的持续影响,斜向海潮的持 续影响。—— 对于具有双螺旋桨推进的船舶,螺旋桨推进 的不平衡也会产生不对称偏航。
积分环节工作原理:积分环节可以对偏航持续时间进行 累积,当某舷(侧)偏航持续的时间比另一舷(侧)持续时 间长时,通过环节输出的信号(偏舵角)将继续保持,这个 信号将通过执行机构使舵叶维持在一定的偏转角度上,从而 使船舶具有克服单向偏航的能力。
定义:通过计算机将所有检测信号进行 处理,使舵机按照给定航线进行操舵的自动 舵称为自适应舵。自适应舵可以自动对航线 进行判别,可以自动修正内部参数(例如比 例系数等)以适应船舶的各种状态或海况。
分类:——可分为两类 自校正自适应控制系统和模 型参考自适应控制系统。
自适应舵说明
自校正控制系统: 自动校正系统的控制参数,使性能指标接近最优。
三种基本类型:⑴.比例舵;⑵.比例 - 微分舵;⑶.比例 - 微分 - 积分舵。
说明:不同基本类型的自动舵,对舵 叶的调节规律是不同的。
偏航与操舵
自动舵方框图
比例舵
比例舵操舵的规律是:偏舵角β的大小与偏航 角φ的大小成比例关系,即:
β= - K1φ 其中:K1为比例系数,负号表示与偏航方向相反。
特点:机构简单,航行保持精度较差,船舶营 运经济性较差(会出现S形航迹)。
时针方向转动,使舵叶向右偏转。
同时舵角反馈同步传递机构带动
舵设备培训

舵设备培训1. 简介舵设备是一种用于控制船只方向的重要设备。
它通常由舵轮或舵柄以及与船舶操纵系统连接的部件组成。
舵设备的正确使用和操作对于船只的安全驾驶至关重要。
本文将介绍舵设备的基本知识和操作技巧,以帮助船员正确使用舵设备。
2. 舵设备的组成舵设备通常由以下几个部件组成:2.1 舵轮舵轮是舵设备最常见的控制装置之一。
它通常由一个大型圆盘构成,船员通过旋转舵轮来控制船只的方向。
舵轮通常位于船舶的驾驶室内,可以根据需要进行移动。
2.2 舵柄舵柄是另一种常见的舵设备控制装置。
它通常是一个直杆状的手柄,船员通过推拉舵柄来控制船只的方向。
舵柄通常位于船舶的甲板上,需要船员站立使用。
2.3 舵机舵机是舵设备的核心部件,它负责将舵轮或舵柄上的操纵指令转化为舵机的动作。
舵机通常由电动机驱动,可以根据船员的操作传递给舵盘,从而控制船只的方向。
3. 舵设备的操作方法3.1 舵轮操作方法舵轮的操作相对简单,船员只需要根据需要将舵轮顺时针或逆时针旋转即可。
舵轮通常有一个标记,船员可以通过观察标记的位置来判断船只的方向。
在操作舵轮时,船员需要注意以下几点:•操作舵轮时应该轻柔,避免突然用力。
•需要逐渐更改船只的方向时,可以小幅度地旋转舵轮。
•需要快速更改船只的方向时,可以大幅度地旋转舵轮。
•操作舵轮时要时刻观察船只的动态,及时调整舵轮的旋转角度。
3.2 舵柄操作方法舵柄的操作相对复杂,船员需要通过推拉舵柄来控制船只的方向。
在操作舵柄时,船员需要注意以下几点:•舵柄通常有一个中立位置,在操纵舵柄时应该将其置于中立位置,以保持船只的稳定。
•向舵柄施加向前推力可以使船只转向左侧,向后拉动舵柄可以使船只转向右侧。
•操作舵柄时要进行适当的力度控制,避免过度或不足。
•需要更改船只方向时,应该逐渐调整舵柄的位置,以保持船只的稳定。
4. 舵设备的维护与故障排除4.1 维护方法舵设备的维护对于保证其正常运行非常重要。
船员应定期检查舵设备的工作状态,并及时进行维护。
舵机知识分享

舵机知识分享一,舵机的分类1,按照舵机的工作信号来分类:航模舵机有数码舵机Digital Servo,模拟舵机Analog Servo。
(1)数码舵机是数字传输(数字舵机Digital Servo),灵活方便、可靠、兼容性好,抗干扰能力强,可方便实现双向通信,是必然的趋势;(2)模拟舵机是现有的PWM模拟传输(模拟舵机Analog Servo),即脉宽的变化直接代表控制矢量,容易受干扰;2,按照舵机的工作电压来分类:普通电压舵机(4.8-6V),高压舵机HV SERVO (6-7.4V);高压舵机HV SERVO(9.4-12V)。
高压舵机是工作电压高在6-7.4V;9.4-12V(以后高压舵机的工作电压应该还会更高的),高压舵机的优点就是发热小,反应更灵敏,扭力更大。
3, 按照是否防水来分类:全防水舵机,普通舵机。
(全防水舵机的视频)4,机器人专用舵机与模型舵机的区别机器人用的大部分舵机和模型舵机都是一样的,只是航模用舵机限制转角,一般是90-270°,有些机器人舵机的工作角度到达360度,360度舵机一般都是用到机器人上的。
二,舵机的结构(舵机的结构视频)1,外壳:外壳材料有金属,塑料,半金属半塑料三种。
(全金属外壳舵机,半金属半塑料外壳舵机,塑料外壳舵机)2,马达: 无刷马达,空心杯马达,铁心马达。
(无刷马达舵机,空心杯马达舵机,铁芯马达舵机)3,齿轮套件:舵机的齿轮材料(Gear Material)有塑料和金属之区分,金1 / 2属齿轮的舵机一般皆为大扭力及高速型,具有齿轮不会因负载过大而崩牙的优点。
4,动力输出轴:(1),动力输出轴材料有塑料和金属之分,大扭力的一般都采用金属材料。
(2),标准舵机的输出轴的齿数有以下三种:25T(FUTABA品牌的舵机),24T (HITEC品牌的舵机),23T (JR品牌的舵机)。
这个参数主要用来匹配舵臂的,因为常规舵臂的齿数也是:25T (FUTABA),24T(HITEC),23T(JR)这三种,只有舵机轴的齿数和舵臂的齿数一样才能使用。
舵机知识

舵机是遥控模型控制动作的动力来源,不同类型的遥控模型所需的舵机种类也随之不同。
如何审慎地选择经济且合乎需求的舵机,也是一门不可轻忽的学问。
舵机是一种位置(角度)伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。
目前在高档遥控玩具,如航模,包括飞机模型,潜艇模型;遥控机器人中已经使用得比较普遍。
舵机是一种俗称,其实是一种伺服马达。
舵机最早出现在航模运动中。
在航空模型中,飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。
举个简单的四通飞机来说,飞机上有以下几个地方需要控制:1.发动机进气量,来控制发动机的拉力(或推力);2.副翼舵面(安装在飞机机翼后缘),用来控制飞机的横滚运动;3.水平尾舵面,用来控制飞机的俯仰角;4.垂直尾舵面,用来控制飞机的偏航角;遥控器有四个通道,分别对应四个舵机,而舵机又通过连杆等传动元件带动舵面的转动,从而改变飞机的运动状态。
舵机因此得名:控制舵面的伺服电机。
不仅在航模飞机中,在其他的模型运动中都可以看到它的应用:船模上用来控制尾舵,车模中用来转向等等。
由此可见,凡是需要操作性动作时都可以用舵机来实现。
一般来讲,舵机主要由以下几个部分组成,舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。
舵机的基本结构是这样,但实现起来有很多种。
例如电机就有有刷和无刷之分,齿轮有塑料和金属之分,输出轴有滑动和滚动之分,壳体有塑料和铝合金之分,速度有快速和慢速之分,体积有大中小三种之分等等,组合不同,价格也千差万别。
例如,其中小舵机一般称作微舵,同种材料的条件下是中型的一倍多,金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。
需要根据需要选用不同类型。
为了适合不同的工作环境,有防水及防尘设计的舵机;并且因应不同的负载需求,舵机的齿轮有塑胶及金属之区分,金属齿轮的舵机一般皆为大扭力及高速型,具有齿轮不会因负载过大而崩牙的优点。
较高级的舵机会装置滚珠轴承,使得转动时能更轻快精准。
滚珠轴承有一颗及二颗的区别,当然是二颗的比较好。
舵机的工作原理

舵机的工作原理舵机是一种常用的电机驱动装置,广泛应用于机器人、无人机、航模、机械臂等领域。
它的主要作用是控制机械装置的角度或位置,实现精确的运动控制。
在本文中,我们将详细介绍舵机的工作原理。
一、舵机的基本结构舵机主要由电机、减速机、控制电路和反馈装置组成。
1. 电机:舵机通常采用直流电机或无刷电机作为驱动源。
电机的转动产生动力,驱动舵机的输出轴运动。
2. 减速机:舵机的减速机主要由齿轮组成,通过减速比将电机的高速转动转换为输出轴的低速高扭矩转动。
3. 控制电路:舵机的控制电路是舵机的核心部分,它接收外部的控制信号,并根据信号的脉宽来控制舵机的角度或位置。
4. 反馈装置:舵机通常内置有位置反馈装置,如光电编码器或霍尔传感器,用于实时监测输出轴的位置,并将信息反馈给控制电路,以实现闭环控制。
二、舵机的工作原理舵机的工作原理可以简单概括为:接收控制信号→解码信号→驱动电机→输出轴运动→反馈装置监测位置→控制电路调整驱动信号。
1. 接收控制信号:舵机通过接收外部的控制信号来确定输出轴的位置。
控制信号通常采用脉冲宽度调制(PWM)信号,脉宽的变化对应着不同的角度或位置。
2. 解码信号:控制电路接收到控制信号后,会对信号进行解码,提取出脉宽信息。
3. 驱动电机:解码后的信号被送入舵机的驱动电路,驱动电路根据信号的脉宽信息来控制电机的转动。
通常情况下,舵机的驱动电路采用H桥电路来实现正反转和速度控制。
4. 输出轴运动:驱动电机的转动通过减速机传递给输出轴,使得输出轴按照设定的角度或位置运动。
5. 反馈装置监测位置:舵机内置的反馈装置会实时监测输出轴的位置,并将位置信息反馈给控制电路。
6. 控制电路调整驱动信号:控制电路根据反馈装置提供的位置信息,与输入信号进行比较,如果输出轴的位置与设定位置不一致,控制电路会调整驱动信号,使输出轴逐渐接近设定位置,实现闭环控制。
三、舵机的特点和应用舵机具有以下几个特点:1. 高精度:舵机能够实现较高的角度或位置控制精度,通常可以达到数度甚至更小的角度。
舵机工作原理与控制方法

舵机工作原理与控制方法舵机是一种常见的机电一体化设备,用于控制终端设备的角度或位置,广泛应用于遥控模型、机器人、自动化设备等领域。
下面将详细介绍舵机的工作原理和控制方法。
一、舵机工作原理:舵机的工作原理可以简单归纳为:接收控制信号-》信号解码-》电机驱动-》位置反馈。
1.接收控制信号舵机通过接收外部的控制信号来控制位置或角度。
常用的控制信号有脉宽调制(PWM)信号,其脉宽范围一般为1-2毫秒,周期为20毫秒。
脉宽与控制的位置或角度呈线性关系。
2.信号解码接收到控制信号后,舵机内部的电路会对信号进行解析和处理。
主要包括解码脉宽、信号滤波和信号放大等步骤。
解码脉宽:舵机会将输入信号的脉宽转换为对应的位置或角度。
信号滤波:舵机通过滤波电路来消除控制信号中的噪声,使得控制稳定。
信号放大:舵机将解码后的信号放大,以提供足够的电流和功率来驱动舵机转动。
3.电机驱动舵机的核心部件是电机。
接收到解码后的信号后,舵机会驱动电机转动。
电机通常是直流电机或无刷电机,通过供电电压和电流的变化控制转动速度和力矩。
4.位置反馈舵机内部通常搭载一个位置传感器,称为反馈装置。
该传感器能够感知电机的转动角度或位置,并反馈给控制电路。
控制电路通过与目标位置或角度进行比较,调整电机的驱动信号,使得电机逐渐趋近于目标位置。
二、舵机的控制方法:舵机的控制方法有脉宽控制方法和位置控制方法两种。
1.脉宽控制方法脉宽控制方法是根据控制信号的脉宽来控制舵机的位置或角度。
控制信号的脉宽和位置或角度之间存在一定的线性关系。
一般来说,舵机收到脉宽为1毫秒的信号时会转动到最左位置,收到脉宽为2毫秒的信号时会转动到最右位置,而脉宽为1.5毫秒的信号舵机则会停止转动。
2.位置控制方法位置控制方法是根据控制信号的数值来控制舵机的位置或角度。
与脉宽控制方法不同,位置控制方法需要对控制信号进行数字信号处理。
数值范围一般为0-1023或0-4095,对应着舵机的最左和最右位置。
舵机的工作原理

舵机的工作原理引言概述:舵机是一种常见的电子设备,广泛应用于机器人、遥控模型等领域。
它能够实现精确的角度控制,具有较高的工作精度和可靠性。
本文将详细介绍舵机的工作原理,包括电机原理、反馈控制原理、位置控制原理、信号控制原理和工作模式。
一、电机原理:1.1 电机类型:舵机通常采用直流电机作为驱动源,常见的有核心式电机和无核心式电机两种类型。
1.2 电机结构:核心式电机由电枢、永磁体和电刷组成,无核心式电机则是通过电磁感应原理实现转动。
1.3 电机工作原理:舵机的电机通过电流控制实现转动,电流的方向和大小决定了舵机的转动方向和角度。
二、反馈控制原理:2.1 反馈装置:舵机内置了一个反馈装置,通常是一个旋转电位器或光电编码器,用于检测舵机的角度。
2.2 反馈信号:反馈装置会输出一个反馈信号,表示当前舵机的角度位置。
2.3 反馈控制:通过比较反馈信号和目标角度信号,舵机可以根据误差进行调整,实现精确的角度控制。
三、位置控制原理:3.1 控制信号:舵机接收一个控制信号,通常是一个脉冲宽度调制(PWM)信号。
3.2 脉宽解读:舵机通过解读控制信号的脉冲宽度来确定目标角度。
3.3 控制算法:舵机根据控制信号的脉冲宽度和反馈信号的角度,采用控制算法计算出驱动电机的电流,从而实现位置控制。
四、信号控制原理:4.1 控制信号范围:舵机的控制信号通常在0.5ms到2.5ms的脉宽范围内变化。
4.2 脉宽对应角度:脉宽的变化对应着舵机的角度变化,通常0.5ms对应最小角度,2.5ms对应最大角度。
4.3 中立位置:控制信号的脉宽为1.5ms时,舵机处于中立位置,即角度为0度。
五、工作模式:5.1 位置模式:舵机可以在位置模式下工作,根据控制信号的脉宽来实现精确的角度控制。
5.2 速度模式:舵机还可以在速度模式下工作,根据控制信号的脉宽来实现转速的控制。
5.3 扭矩模式:舵机在扭矩模式下工作时,根据控制信号的脉宽来实现扭矩的控制,可以用于对外力的响应。
舵机速度控制原理

舵机速度控制原理舵机是一种常见的电机,主要用于控制机器人、模型船、飞机等设备的运动。
舵机速度控制是控制舵机转动速度的一种技术,可以实现精确的运动控制。
本文将详细介绍舵机速度控制原理。
一、舵机基础知识1. 舵机结构舵机由电机、减速器、位置反馈装置、控制电路和输出轴组成。
其中,电机通过减速器将高速旋转转换为低速高扭矩输出,位置反馈装置可以测量输出轴位置,并将其反馈给控制电路,从而实现精确的位置控制。
2. 舵机工作原理当输入PWM信号时,舵机会根据信号占空比来确定输出轴的位置。
PWM信号周期一般为20ms,占空比范围为0-100%。
当占空比为0%时,输出轴处于最左侧;当占空比为50%时,输出轴处于中心位置;当占空比为100%时,输出轴处于最右侧。
二、舵机速度控制原理1. PWM信号频率与周期PWM信号频率指每秒钟PWM信号重复出现的次数。
PWM信号周期指PWM信号一次完整的周期所需要的时间。
一般来说,PWM信号频率越高,控制精度越高,但同时也会增加计算负担和电路复杂度。
PWM信号周期越短,输出轴转动速度就越快。
2. 舵机速度控制方法舵机速度控制可以通过改变PWM信号占空比来实现。
当占空比较小时,输出轴转动速度较慢;当占空比较大时,输出轴转动速度较快。
因此,可以通过改变PWM信号占空比的大小来控制舵机的转动速度。
3. 舵机加减速控制方法为了实现更加精确的运动控制,可以采用舵机加减速控制方法。
该方法主要分为两个阶段:加速阶段和匀速阶段。
在加速阶段中,PWM信号占空比逐渐增大,输出轴转动速度逐渐增快;在匀速阶段中,PWM信号占空比保持不变,输出轴转动速度保持恒定。
当需要停止时,则采用减速阶段,在该阶段中PWM信号占空比逐渐减小,输出轴转动速度逐渐减慢,直到停止。
三、舵机速度控制电路设计1. 舵机速度控制电路原理图舵机速度控制电路主要由PWM信号发生器、加减速电路、H桥驱动电路和舵机组成。
其中,PWM信号发生器用于产生PWM信号;加减速电路用于实现舵机加减速控制;H桥驱动电路用于控制输出轴的转向;舵机则是被控制的对象。
舵机的工作原理

舵机的工作原理舵机是一种常见的控制装置,广泛应用于机器人、无人机、模型飞机等领域。
它能够根据输入的控制信号,精确地控制输出轴的位置或角度。
本文将详细介绍舵机的工作原理,包括舵机的构造、工作方式、控制原理以及常见的舵机类型。
一、舵机的构造舵机主要由电机、减速机构、位置反馈装置和控制电路组成。
1. 电机:舵机通常采用直流无刷电机(BLDC)或直流有刷电机(DC)作为驱动力源。
这些电机具有高转速、高扭矩和高效率的特点,能够提供足够的动力来驱动输出轴的运动。
2. 减速机构:舵机的输出轴通常需要具备较大的扭矩和较低的转速,因此减速机构被用来减小电机输出的转速,并增加输出轴的扭矩。
减速机构通常由齿轮、传动杆和轴承等构件组成。
3. 位置反馈装置:为了实现精确的位置控制,舵机通常配备了位置反馈装置。
位置反馈装置可以是光电编码器、霍尔传感器或磁编码器等,用于监测输出轴的位置并反馈给控制电路。
4. 控制电路:舵机的控制电路负责接收输入的控制信号,并根据信号的大小和方向来控制电机的转动。
控制电路通常由微控制器或专用的控制芯片组成,能够实现精确的位置控制和速度控制。
二、舵机的工作方式舵机的工作方式可以分为开环控制和闭环控制两种。
1. 开环控制:开环控制是指舵机根据输入的控制信号直接控制电机的转动。
在开环控制中,舵机不会对输出轴的位置进行反馈,因此无法实现精确的位置控制。
开环控制适用于一些简单的应用场景,如模型飞机的舵机控制。
2. 闭环控制:闭环控制是指舵机通过位置反馈装置对输出轴的位置进行监测,并根据反馈信号来调整电机的转动。
闭环控制能够实现精确的位置控制,适用于需要高精度控制的应用场景,如机器人的关节控制。
三、舵机的控制原理舵机的控制原理主要包括脉宽调制(PWM)信号和位置反馈控制。
1. 脉宽调制信号:舵机接收的控制信号通常是一种脉宽调制信号,即脉冲的宽度来表示控制信号的大小和方向。
通常情况下,舵机接收一个周期为20毫秒的脉冲信号,脉冲宽度的范围一般在1毫秒到2毫秒之间。
舵机的工作原理

舵机的工作原理舵机是一种常见的电机控制装置,广泛应用于机器人、无人机、航模等领域。
它的主要功能是控制机械装置的角度或位置,使其按照预定的路径运动。
本文将详细介绍舵机的工作原理,包括舵机的构造、工作原理、控制信号以及常见问题解决方法。
一、舵机的构造舵机主要由电机、减速器、位置反馈装置和控制电路组成。
1. 电机:舵机采用直流电机或无刷电机作为驱动力源。
直流电机通常由电刷和电枢组成,通过电流和磁场相互作用产生转矩。
无刷电机则通过电子控制器控制电流和磁场来产生转矩。
2. 减速器:舵机的电机输出轴通过减速器与舵机的输出轴相连,减速器主要用于降低电机的转速并增加输出的扭矩。
常见的减速器类型有齿轮减速器和行星减速器。
3. 位置反馈装置:舵机的位置反馈装置用于测量舵机输出轴的角度或位置,并将其反馈给控制电路。
常见的位置反馈装置有旋转电位器、霍尔传感器和光电编码器等。
4. 控制电路:舵机的控制电路根据输入的控制信号,通过控制电机的电流和方向来控制舵机输出轴的角度或位置。
控制电路通常由微控制器或专用的舵机控制芯片组成。
二、舵机的工作原理舵机的工作原理可以简单分为两个阶段:位置检测和位置控制。
1. 位置检测:舵机的位置检测是通过位置反馈装置实现的。
当舵机接收到控制信号后,控制电路会将电流传递给电机,驱动电机旋转。
同时,位置反馈装置会不断监测输出轴的角度或位置,并将其反馈给控制电路。
2. 位置控制:控制电路根据位置反馈装置的反馈信号,与输入的控制信号进行比较,计算出误差值。
然后,控制电路会根据误差值调整电机的电流和方向,使输出轴逐渐接近目标位置。
当输出轴达到目标位置时,控制电路会停止调整电流,舵机保持在目标位置。
三、舵机的控制信号舵机的控制信号通常是一个脉冲宽度调制(PWM)信号。
PWM信号的周期一般为20毫秒,其中高电平的脉冲宽度决定了舵机的角度或位置。
舵机的控制信号一般具有以下特点:1. 脉冲周期:舵机的控制信号周期一般为20毫秒,即每个脉冲的时间间隔为20毫秒。
第九章舵机_船舶辅机

9-1概述
操舵装置: 动力设备:原动机 转舵机构(舵机) :使舵叶转动的油缸等 遥控(远操)机构:控制舵叶转动的操纵机构。
9-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵杆和舵销保持同一轴线。
9-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵的类型
不平衡舵图9-1(a) 舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵 平衡舵图9-1(b) 舵杆轴线位于舵叶前缘后面一 定位置的舵 半平衡舵图9-1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵 后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积,转 舵时水流作用在它上面产生的扭矩可以抵消一部 分轴线后舵叶面积上的扭矩,从而减轻舵机的负 荷。 复板舵:对称机翼型、空心结构。
9-1-2-1舵的水动力及其对船舶的影响
– F2则又可分解为R和T两个分力 – 纵向分力R=F2sinα,增加了船舶前进的阻力 – 横向分力T=F2cos α ,使船向偏舵的相反方向 漂移。 • 水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上。 – 船在转向的同时,还存在着横倾与纵倾力矩。
9-1-2-2舵的转船力矩
安全阀设置、安装位置 能够被隔断的任何部分、 由于动力源或外力作用能够产生压力的任 何部分。 参数选定 开启压力≮1.25倍最大工作压力,且不超 过设计压力; 排量≮泵总流量的110%, 低温黏度影响后,压力升高≯开启压力的 10%。
9-1-2对舵机的基本技术要求
4.液压系统 应设滤油器、循环油箱、低油位报警器。 应设带有液位计的贮油箱。容量满足上 述要求。 应设检修用隔离阀,放气阀。
公称转舵扭矩:最深航海吃水、最大航速、 最大舵角时所需的扭矩。
9-1-2舵的水动力矩和转舵力矩
MS
Mmax (1)转船力矩MS比水动力 矩Ma大的多,但都与A 和v2成正比,随舵角增 大而增大。
舵机知识总结和注意点(自我总结)

舵机知识总结(自我总结)1,舵机的工作电压对性能有重大的影响,舵机推荐的电压一般都是4.8V或6V。
2,舵机的控制脉冲周期20ms,脉宽从0.5ms-2.5ms,分别对应-90度到+90度的位置。
{0.5ms对应45°}3,需要解释的是舵机原来主要用在飞机、汽车、船只模型上,作为方向舵的调节和控制装置。
所以,一般的转动范围是45°、60°或者90°,这时候脉冲宽度一般只有1ms-2ms之间。
4,另外要记住一点,舵机的转动需要时间的,因此,程序中时间的变化不能太快,不然舵机跟不上程序。
根据需要,选择合适的延时,返复调试,可以让舵机很流畅的转动,而不会产生像步进电机一样的脉动。
5,舵机的速度决定于你给它的信号脉宽的变化速度。
如果你要求的速度比较快的话,舵机就反应不过来了;将脉宽变化值线性到你要求的时间内,一点一点的增加脉宽值,就可以控制舵机的速度了。
5,前面提到,舵机转角控制需要将两个八位寄存器合成为一个十六位寄存器。
当输入脉冲周期为20ms时,占空比为2.5%时,转角为-90°占空比为5%时,转角为-45°占空比为7.5%时,转角为-0°占空比为10%时,转角为45°占空比为12.5%时,转角为90°附上控制舵机转角90°程序:#include <hidef.h> /* common defines and macros */#include "derivative.h" /* derivative-specific definitions *///PWM初始化//实现舵机90度转,占空比为12.5%void PWM_Init(void){PWME=0x00; //禁止PWM模块PWMCTL_CON01=1; //0和1联合成16位PWM;PWMCAE_CAE1=0; //选择输出模式为左对齐输出模式PWMPOL_PPOL1=1; //先输出高电平,计数到DTY时,反转电平PWMPRCLK = 0X00; //clockA不分频,clockA=busclock=16MHz;PWMSCLA = 8; //对clock A进行2*8=16分频;pwm clock=clockA/16=1MHz;PWMCLK_PCLK1 = 1; //选择clock SA做时钟源PWMPER01 = 20000; //周期20ms;50Hz;(可以使用的范围:50-200hz)PWMDTY01 = 2500; //高电平时间为2.5ms; 单位1usPWME_PWME1 = 1;}void main(void){/* put your own code here */PWM_Init();while(1);}。
舵机的工作原理

舵机的工作原理舵机是一种常用于控制机械运动的装置,它可以精确地控制角度位置和速度。
舵机通常由电机、减速器、位置反馈装置和控制电路组成。
本文将详细介绍舵机的工作原理。
一、舵机的组成部分1. 电机:舵机的电机通常采用直流电机或步进电机,用于产生动力。
2. 减速器:舵机的减速器用于减慢电机的转速,并提供更大的输出扭矩。
3. 位置反馈装置:舵机的位置反馈装置通常采用电位器或编码器,用于测量舵机的角度位置。
4. 控制电路:舵机的控制电路用于接收控制信号,并根据信号控制电机和减速器的运动。
二、舵机的工作原理舵机的工作原理可以简单概括为:控制信号进入控制电路,控制电路根据信号控制电机和减速器的运动,从而使舵机转动到指定的角度位置。
具体来说,当控制信号进入舵机的控制电路时,控制电路会将信号解码,并根据解码结果控制电机的转动方向和速度。
同时,控制电路会监测位置反馈装置的信号,以确保舵机转动到指定的角度位置。
舵机的控制信号通常采用脉冲宽度调制(PWM)信号。
PWM信号的周期通常为20毫秒,脉冲宽度则决定了舵机的角度位置。
一般来说,脉冲宽度为1毫秒时,舵机会转到最小角度位置;脉冲宽度为1.5毫秒时,舵机会转到中间角度位置;脉冲宽度为2毫秒时,舵机会转到最大角度位置。
当脉冲宽度超过这个范围时,舵机会保持在最大或最小角度位置。
在舵机的控制电路中,还会有一些保护机制,例如过载保护和过热保护。
当舵机受到过大的负载或温度过高时,控制电路会自动停止电机的运动,以保护舵机的安全运行。
三、舵机的应用领域舵机广泛应用于各种需要精确控制角度位置和速度的场景,例如机器人、航模、智能家居等。
在机器人领域,舵机通常用于控制机器人的关节运动,实现机器人的各种动作。
在航模领域,舵机用于控制飞机、船只等模型的舵面运动,实现模型的转向和平衡。
在智能家居领域,舵机可以用于控制窗帘、门锁等设备的开关和位置调整。
总结:舵机是一种用于控制机械运动的装置,它由电机、减速器、位置反馈装置和控制电路组成。
舵机的工作原理

舵机的工作原理舵机是一种常见的电动执行器,广泛应用于机器人、模型控制、航空模型、船舶模型等领域。
它主要用于控制机械装置的角度和位置,具有精确控制和快速响应的特点。
本文将详细介绍舵机的工作原理。
一、舵机的组成结构舵机由电机、减速器、控制电路和位置反馈装置组成。
1. 电机:舵机采用直流电机作为驱动源,常见的有核心电机和无核心电机两种类型。
核心电机结构简单、成本低,但响应速度较慢;无核心电机结构复杂、成本较高,但响应速度更快。
2. 减速器:舵机的减速器主要用于减小电机的转速,并提供足够的转矩输出。
常见的减速器类型有齿轮减速器、行星减速器等。
3. 控制电路:舵机的控制电路主要包括位置反馈电路和驱动电路。
位置反馈电路用于检测舵机的角度和位置,并将信号反馈给控制器。
驱动电路根据控制信号控制电机的转动方向和速度。
4. 位置反馈装置:位置反馈装置通常采用电位器或光电编码器,用于测量舵机的角度和位置,并将信号反馈给控制器。
二、舵机的工作原理舵机的工作原理可以简单概括为接收控制信号,根据信号控制电机的转动,通过减速器输出足够的转矩,实现精确控制。
1. 接收控制信号:舵机通过接收控制信号来确定所需的角度和位置。
控制信号通常采用脉宽调制(PWM)信号,脉宽的高电平信号表示舵机所需的角度位置。
2. 控制电路处理信号:控制电路接收到控制信号后,通过解码和放大处理,将信号转换为适合电机驱动的电压和电流。
3. 驱动电机转动:驱动电路根据控制信号的大小和方向,控制电机的转动。
当控制信号为中间位置时,电机不转动;当控制信号偏离中间位置时,电机以不同的速度和方向转动。
4. 位置反馈和闭环控制:舵机的位置反馈装置测量电机的实际角度和位置,并将信号反馈给控制器。
控制器根据反馈信号和控制信号之间的差异,调整驱动电机的转动,实现闭环控制,使舵机达到所需的角度和位置。
三、舵机的特点和应用舵机具有以下特点:1. 精确控制:舵机具有较高的控制精度,可以实现精确到小数度的角度控制。
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模拟舵机的调节周期是 20ms(看看模块卡的舵机程序),也就是它的反应时间是 20ms。 根据舵机的不同,假设我们估计舵机的速度是 0.2s/60°,那么 20ms 舵机最快的时候转过 0.6 度才会进行调节,这就是关节在突然出现大负载的情况下,会被扭矩摆动 0.6 度,然后 才纠正回来,我们的直观感觉就是这个舵机不“硬”我们掰动舵盘,可以掰动一个位置。
舵机的主体结构如下图所示,主要有几个部分:外壳、减速齿轮组、电机、电位器、控 制电路。简单的工作原理是控制电路接收信号源的控制信号,并驱动电机转动;齿轮组将电 机的速度成大倍数缩小,并将电机的输出扭矩放大响应倍数,然后输出;电位器和齿轮组的 末级一起转动,测量舵机轴转动角度;电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度,然后控 制舵机转动到目标角度或保持在目标角度。
盘。但需要注意的是,金属齿轮箱在长时间过载下也不会损毁,最后确是电机过热损坏或外 壳变形,而这样的损坏是致命的,不可修复的。塑料出轴的舵机如果使用金属舵盘是很危险 的,舵盘和舵机轴在相互扭转过程中,金属舵盘不会磨损,舵机轴会在一段时间后变得光秃, 导致舵机完全不能使用。
综上,选择舵机需要在计算自己所需扭矩和速度,并确定使用电压的条件下,选择有 15后舵机开始在机器人上得到大幅度的运用,转动的角度也在根据机器人关节的需要增 加到-90 度至 90 度之间,脉冲宽度也随之有了变化。
对于控制脉冲有的书上讲的是 PPM(脉位调制信号),有的定义为 PWM(脉宽调制信号)。 准确的讲应该叫什么笔者也没有确定的答案,请恕我才疏学浅。对与模型遥控器,发射机到 接收机之间的信号编码方式是 PPM(也有 PCM)方式,当然,这个信号的编码传输过程不 是接收机到舵机之间,切不可混淆。对于 PPM、PCM 在调制信号上面的区别可以看《现代 无线通讯》。
模拟舵机需要一个外部控制器(遥控器的接收机)产生脉宽调制信号来告诉舵机转动角 度 , 脉 冲 宽 度 是 舵 机 控 制 器 所 需 的 编 码 信 息 。 舵 机 的 控 制 脉 冲 周 期 20ms , 脉 宽 从 0.5ms-2.5ms,分别对应-90 度到+90 度的位置。如下图所示:
需要解释的是舵机原来主要用在飞机、汽车、船只模型上,作为方向舵的调节和控制装 置。所以,一般的转动范围是 45°、60°或者 90°,这时候脉冲宽度一般只有 1ms-2ms 之
图三 各种齿轮箱
二、 舵机的规格和选型
当今使用的舵机有模拟舵机和数字舵机之分(具体差别见第 是相对较少。下面的技术规格同时适用与两种舵机。
节),不过数字舵机还
舵机的规格主要有几个方面:转速、转矩、电压、尺寸、重量 、材料等。我们在做舵 机的选型时要对以上几个方面进行综合考虑。
z 转速
转速由舵机无负载的情况下转过 60°角所需时间来衡量,常见舵机的速度一般在 0.11/60°~0.21S/60°之间。
舵盘
上壳
齿轮组 中壳 电机
控制电路
控制线
下壳
图一 舵机的结构
舵机的外壳一般是塑料的,特殊的舵机可能会有金属铝合金外壳。金属外壳能够提供更 好的散热,可以让舵机内的电机运行在更高功率下,以提供更高的扭矩输出。金属外壳也可 以提供更牢固的固定位置。
图二 金属外壳
齿轮箱有塑料齿轮、混合齿轮、金属齿轮的差别。塑料齿轮成本底,噪音小,但强度较 低;金属齿轮强度高,但成本高,在装配精度一般的情况下会有很大的噪音。小扭矩舵机、 微舵、扭矩大但功率密度小的舵机一般都用塑料齿轮,如 Futaba 3003,辉盛的 9g 微舵。 金属齿轮一般用于功率密度较高的舵机上,比如辉盛的 995 舵机,在和 3003 一样体积的情 况下却能提供 13KG 的扭矩。Hitec 甚至用钛合金作为齿轮材料,其高强度能保证 3003 大小 的舵机能提供 20 几公斤的扭矩。混合齿轮在金属齿轮和塑料齿轮间做了折中,在电机输出 齿轮上扭矩一般不大,用塑料齿轮。
2、舵机的每一个舵机的参数不一定一样,不时还会出现中位偏差比较大的,好不容易 装出机器人来后发现舵机的中位不一致,和理论计算得出来的机器人步态不相匹配。这回麻 烦大了,需要对每一个舵机设置中位,在发送舵机控制信号的时候还需要对每一个舵机都单 独加入这个修正值,而不能统一调用某一个通用的 PWM 产生函数,天啊,一个步态就是 20 行代码啊。当然,程序员都是勤劳和严谨的,并不觉得这是辛苦的事情。而有些人会买 可以通过编程器调节和设置中位的舵机,当然,可能会很贵。
查下 H-Bridge 的驱动信号是脉冲还是什么。测一下,这个脉冲和电机转动的关系。
叠加在 5K 的电位器反馈电压之上的还有一个 Motor Back EMF,意思是电机反向电动 势。根据电磁感应定律,无论作为电动机还是作为发电机运行,电枢都会产生感应电动势。 发电机中的感应产生的电动势就称为感应电动势,电动机的感应电动势一般称为反电动势。 电动机的感应电动势会和转速成比例变化。通过搭建桥式伺服电路,可以或许电动机的反电 动势,通过和给定的基准电压进行比较,可以实现简单的速度换控制。3003 用这样的方式 来进行速度伺服控制,保证舵机的最高速度稳定。而电位器只是进行点位控制,做简单的位 置闭环。
Futaba 之外的其它厂家使用的不是 BA6688 这款 IC,一般选择 M51660、AA5188、YT5166 这些芯片一般没有 EMF 控制。
控制电路驱动电机的也是利用 PWM 脉冲,不过此脉冲非彼脉冲,此脉冲占空比是 0-100%,周期 20ms。控制电路通过占空比进行调速,通过正反脉冲进行调向。具体可以看 直流电动机控制方面的书籍。
60°
z 转矩 舵机扭矩的单位是 KG·CM,这是一个扭矩单位。可以理解为在舵盘上距舵机轴中心水 平距离 1CM 处,舵机能够带动的物体重量。
1cm
舵机扭矩=n Kg.cm
n Kg z 电压 厂商提供的速度、转矩数据和测试电压有关,在 4.8V 和 6V 两种测试电压下这两个参 数有比较大的差别。如 Futaba S-9001 在 4.8V 时扭力为 3.9kg、速度为 0.22 秒,在 6.0V 时 扭力为 5.2kg、速度为 0.18 秒。若无特别注明,JR 的舵机都是以 4.8V 为测试电压,Futaba 则是以 6.0V 作为测试电压。 舵机的工作电压对性能有重大的影响,舵机推荐的电压一般都是 4.8V 或 6V。当然,有 的舵机可以在 7V 以上工作,比如 12V 的舵机也不少。较高的电压可以提高电机的速度和扭 矩。选择舵机还需要看我们的控制卡所能提供的电压。 z 尺寸、重量和材质 舵机的功率(速度×转矩)和舵机的尺寸比值可以理解为该舵机的功率密度,一般同样 品牌的舵机,功率密度大的价格高。 塑料齿轮的舵机在超出极限负荷的条件下使用可能会崩齿,金属齿轮的舵机则可能会电 机过热损毁或外壳变形。所以材质的选择并没有绝对的倾向,关键是将舵机使用在设计规格 之内。 用户一般都对金属制的物品比较信赖,齿轮箱期望选择全金属的,舵盘期望选择金属舵
四、 数字舵机及其控制原理
数字舵机从根本上颠覆了舵机的控制系统设计。数字和模拟舵机相比在两个方面有明显 的优点。1、防抖。2、响应速度快。
模拟舵机由于使用模拟器件搭建的控制电路,电路的反馈和位置伺服是基于电位器的比 例调节方式。电位器由于线性度的影响,精度的影响,个体差异性的问题,会导致控制匹配 不了比例电压,比如我期望得到 2.5V 的电压位置,但第一次得到的是 2.3V,经过 1 个调节 周期后,电位器转过的位置已经是 2.6V 了,这样控制电路就会给电机一个方向脉冲调节, 电机往回转,又转过头,然后有向前调节,以至于出现不停的震荡,这就是我们所看到的抖 舵现象。我们购买一批舵机会发现有的很好用,有的在空载的时候也会在抖动,有的是在加 一定的负载后就开始抖动。
一、 舵机的结构
舵机简单的说就是集成了直流电机、电机控制器和减速器等,并封装在一个便于安装的 外壳里的伺服单元。能够利用简单的输入信号比较精确的转动给定角度的电机系统。
舵机安装了一个电位器(或其它角度传感器)检测输出轴转动角度,控制板根据电位器 的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制,所以 舵机更准确的说是伺服马达,英文 servo。
三、 模拟舵机及其控制原理
舵机是一个微型的伺服控制系统,具体的控制原理可以用下图表示:
工作原理是控制电路接收信号源的控制脉冲,并驱动电机转动;齿轮组将电机的速度成 大倍数缩小,并将电机的输出扭矩放大响应倍数,然后输出;电位器和齿轮组的末级一起转 动,测量舵机轴转动角度;电路板检测并根据电位器判断舵机转动角度,然后控制舵机转动 到目标角度或保持在目标角度。
那么什么是总线伺服舵机。我们先来看一下我们现在使用舵机和数字舵机时遇见的问 题。
1、我们利用舵机(不论数字还是模拟)搭建一个仿人机器人,用了 20 个自由度,用了 20 个舵机。每根舵机都要接到控制卡上,有的线还需要延长,所有的线加起来有超过 30 根, 像团海草一样把机器人整个身体缠了个遍,机器人在走动的时候突然发现舵机线被拉松了, 机器人一个趔趄把脖子都摔断了。控制卡上需要做出 20 个 PWM 信号接口(我们一直在为 这个技术问题发愁,现在或许好一点),那可是长长的一排插针啊。健忘的我还很容易忘记 哪个插针对应哪个舵机,好不容易接上后,一通电,机器人腿转到背后去了,一排查发现腿 关节接到肩关节了。当我们需要给机器人加些传感器时候,突然发现,IO 口都被用掉了, 定时器不够用了,天啊,真是噩梦。
舵机基础知识
最近几年国内机器人开始起步发展,很多高校、中小学都开始进行机器人技术教学。小 型的机器人、模块化的机器人、组件式的机器人是教学机器人的首选。在这些机器人产品中, 舵机是最关键,使用最多的部件。