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舵机知识总汇(共8页pdf下载)

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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。 根据控制方式,舵机应该称为微型伺服马达。早期在模型上使用最多,主要用于控制模型的舵面,所以俗称舵机。舵机接受一个简单的控制指令就可以自动转动到一个比较精确的角度,所以非常适合在关节型机器人产品使用。仿人型机器人就是舵机运用的最高境界。
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。 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。

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。



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。



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