舵机的工作原理?(电机与舵机的区别是什么?)

舵机在工作过程中,它的工作原理是什么?能具体说一下电机和舵机的区别吗?

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2021-07-21 19:04:31

舵机的工作原理

控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出。

最后,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。 舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲,该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分,总间隔为2ms。

以180度角度伺服为例,那么对应的控制关系是这样的: 0.5ms--------------0度; 1.0ms------------45度; 1.5ms------------90度; 2.0ms-----------135度; 2.5ms-----------180度; 假设现在舵机稳定在A点,这时候CPU发出一个PWM信号,舵机全速由A点转向B点,在这个过程中需要一段时间,舵机才能运动到B点。

保持时间为Tw 当Tw≥△T时,舵机能够到达目标,并有剩余时间; 当Tw≤△T时,舵机不能到达目标; 理论上:当Tw=△T时,系统最连贯,而且舵机运动的最快。 实际过程中w不尽相同,连贯运动时的极限△T比较难以计算出来。 当PWM信号以最小变化量即(1DIV=8us)依次变化时,舵机的分辨率最高,但是速度会减慢。

舵机的构造。舵机主要是由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。

其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 ic判断转动方向,再驱动无核心马达开始转动,透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。

一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的五极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是无核心马达。

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。

目前新推出的 fet 舵机,主要是采用 fet(field effect transistor)场效电晶体。fet 具有内阻低的优点,因此电流损耗比一般电晶体少。 技术规格 厂商所提供的舵机规格资料,都会包含外形尺寸(mm)、扭力(kg-cm)、速度(秒/60°)、测试电压(v)及重量(g)等基本资料。扭力的单位是 kg-cm,意思是在摆臂长度 1 公分处,能吊起几公斤重的物体。这就是力臂的观念,因此摆臂长度愈长,则扭力愈小。速度的单位是 sec/60°,意思是舵机转动 60°所需要的时间。 电压会直接影响舵机的性能,例如 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

电机与舵机的区别是什么??

相是指里面的线圈数,步进电机就是由这些线圈依次逐个通电产生磁场让电机转。还有个节拍问题,比如四相八拍,也就是走八拍后才能让里面的轴转一圈,至于电机外面露出来的轴是否转一圈,还要看这种电机是否带减速装置,带减速的需要更多拍数才能走一圈(外轴)。

具体情况最好查下这型号电机说明书,你问题中的很多计算,说明书里都有详细方法,百度文库里也有不少这类资料。要转30度需要仔细计算过不是所有的电机都能做到,有些电机对这个角度还存在误差。舵机相对简单一些,给个电平,持续规定时间就能让舵机旋转一定的角度,不过旋转的角度个数不多,常见的大概只有5个,也就是,-90,-45,0,45,90度,当脉冲消失后,电机轴就固定在那个角度上,不会恢复。

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