舵機是由什么組成_舵機的結構及原理

舵機是一種位置（角度）伺服的驅動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統。目前，在高檔遙控玩具，如飛機、潛艇模型，遙控機器人中已經得到了普遍應用。本文首先介紹了舵機的組成及結構原理，其次介紹了舵機的控制及追隨性，最后介紹了舵機接線方法（三線接線法）以及安裝。

舵機是由什么組成

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、直流電機、控制電路等，如圖4、圖5所示。

舵機的輸入線共有三條，如圖6所示，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(guī)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. OV對應的要大一些，具體看應用條件;另外一根線是控制信號線，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。

舵機的結構及原理

舵機安裝了一個電位器（或其它角度傳感器）檢測輸出軸轉動角度，控制板根據電位器的信息能比較精確的控制和保持輸出軸的角度。這樣的直流電機控制方式叫閉環(huán)控制，所以舵機更準確的說是伺服馬達，英文 servo.舵機組成： 舵盤、 減速齒輪、 位置反饋電位計、直流電機、 控制電路板等。

控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。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信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機轉動的方向和速度，從而達到目標停止。

其工作流程為：控制信號→控制電路板→電機轉動→齒輪組減速→舵盤轉動→位置反饋電位計→控制電路板反饋。

舵機的控制及追隨性

舵機的控制一般需要一個20ms左右的時基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms-2.5ms范圍內的角度控制脈沖部分，總間隔為2ms。以180度角度伺服為例，那么對應的控制關系是這樣的：

0.5ms--------------0度；

1.0ms------------45度；

1.5ms------------90度；

2.0ms-----------135度；

2.5ms-----------180度；

舵機的追隨特性

假設現在舵機穩(wěn)定在A點，這時候CPU發(fā)出一個PWM信號，舵機全速由A點轉向B點，在這個過程中需要一段時間，舵機才能運動到B點。

保持時間為Tｗ

當Tｗ≥△T時，舵機能夠到達目標，并有剩余時間；

當Tｗ≤△T時，舵機不能到達目標；

理論上：當Tｗ=△T時，系統最連貫，而且舵機運動的最快。

實際過程中ｗ不盡相同，連貫運動時的極限△T比較難以計算出來。

假如我們的舵機1DIV =8us，當PWM信號以最小變化量即（1DIV=8us）依次變化時，舵機的分辨率最高，但是速度會減慢。

舵機接線方法（三線接線法）

（1）黑線（地線）

紅線（電源線）兩個標準：4.8V和6V藍線/黃線（信號線）

（2）棕線（地線）

紅線（電源線）兩個標準：4.8V和黃線（信號線）

舵機的性能及安裝

舵機是遙控模型無線電操縱系統中很重要的部件。如果不了解它的性能，不講究正確的安裝方法，輕則影響模型的飛行姿態(tài)，重則如果卡住模型則無法操縱，造成事故的發(fā)生。所以，在使用舵機前，了解它的性能和安裝方法是必要的。

日前市場上出售的模型舵機，主要是比例式的，類型有普通型、超小型，強力型和特殊用途型等幾種。下面分別介紹一下它們各自的性能。

普通型：

45克，0．2秒／60度，力矩3千克·厘米。這種舵機各方面性能都比較適中，一般用在尺寸不是很大的P3A-1、2和P2B-1、2等模型上。

超小型：

20克，0．15秒／60度，力矩2千克·厘米。它的體積小、重量輕，輸出力矩小，通常用于小尺寸、舵面阻力相對小的模型上，如P5A、小型電動類模型等。

強力型：

100克，0．2秒／60度，力矩9千克·厘米。這種舵機輸出力矩大，可以克服高速、大舵面帶來的阻力大的缺點。主要用于尺寸和飛行重量大，速度快，舵面阻力大的模型，如F3A、大型仿真飛機模型、現代特技飛機模型、噴射模型飛機和F4級模型等。

特殊用途型：

多數特殊用途的舵機，其性能與強力型相似。通常用于專項任務，如收索機（帆船）、起落架蛇機等。另外，還有—些耐高溫和可防水的舵機，主要用于科學研究和工業(yè)方面，一般模型很少采用，但近年來這種舵機隨著模型產品的發(fā)展在民用模型領域發(fā)展迅速。

—般的舵機內部的電路和齒輪等零什都是很精細的，自己較難制作，多采用成品舵機。日產成品舵機品質較好，剩余功率大，不易打齒、比較耐用。國產舵機質量有的也不錯。安裝舵機也很重要，安裝方法主要有三種：

（1）用膠直接把舵機粘在模型上。要求帖接技術較高，不能更換， 通常用于一些簡單模型。

（2）對好舵機兩邊的安裝孔，用螺釘固定。這種方法的好處是容易更換。

（3）利用配套的固定片及減震片固定。對丁裝大容積內燃機的模型，為了減少振動對舵機的損害，多采用這種方法。

舵機的安裝位置應盡量靠近模型的重心。有條件時，舵機和接收機應盡量分別使用電源。電源電壓不足時，應立即更換，以免舵機操縱失靈導致空中停機。舵機輸出盤（搖臂）不同的角度和力臂孔，應盡量選擇力臂大的，這樣可以減小舵機負荷。輸出盤與舵面，可以專用聯桿或鋼絲連接，前者效果較好

最后說明一下，對于—些電動模型的動力電機控制，原來用一個舵機作開關，但作用不大，后來有些人用直接粘一個電位器的辦法來對電機進行無級操縱?，F在，有些廠家已生產出成品的無級變速器（現在叫電調）， 直接插在一個通道中，對電機進行加、減速等無級控制，既輕巧，又經濟。不過，為了考慮車、船模使用，變速器有順、逆轉功能，而在航模上只允許用順轉功能。因此，用在航模上時，最好請專人對它的電路進行一下改裝，防止操縱失誤。變速器最好單用一組動力電源，如果同時使用接枚機電源，將會影響接收機的工作和舵機的動作

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