舵機知識總匯（共8頁pdf下載）

ID:412506 · 發表于 2019-5-10 19:08

最近幾年國內機器人開始起步發展，很多高校、中小學都開始進行機器人技術教學。小型的機器人、模塊化的機器人、組件式的機器人是教學機器人的首選。在這些機器人產品中，舵機是最關鍵，使用最多的部件。根據控制方式，舵機應該稱為微型伺服馬達。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。舵機接受一個簡單的控制指令就可以自動轉動到一個比較精確的角度，所以非常適合在關節型機器人產品使用。仿人型機器人就是舵機運用的最高境界。
一、舵機的結構
舵機簡單的說就是集成了直流電機、電機控制器和減速器等，并封裝在一個便于安裝的外殼里的伺服單元。能夠利用簡單的輸入信號比較精確的轉動給定角度的電機系統。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控制，所以舵機更準確的說是伺服馬達，英文 servo。舵機的主體結構如下圖所示，主要有幾個部分：外殼、減速齒輪組、電機、電位器、控制電路。簡單的工作原理是控制電路接收信號源的控制信號，并驅動電機轉動；齒輪組將電機的速度成大倍數縮小，并將電機的輸出扭矩放大響應倍數，然后輸出；電位器和齒輪組的末級一起轉動，測量舵機軸轉動角度；電路板檢測并根據電位器判斷舵機轉動角度，然后控制舵機轉動到目標角度或保持在目標角度。

舵機的外殼一般是塑料的，特殊的舵機可能會有金屬鋁合金外殼。金屬外殼能夠提供更好的散熱，可以讓舵機內的電機運行在更高功率下，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。

z 電壓
廠商提供的速度、轉矩數據和測試電壓有關，在 4.8V 和 6V 兩種測試電壓下這兩個參數有比較大的差別。如 Futaba S-9001 在 4.8V 時扭力為 3.9kg、速度為 0.22 秒，在 6.0V 時扭力為 5.2kg、速度為 0.18 秒。若無特別注明， JR 的舵機都是以 4.8V 為測試電壓， Futaba則是以 6.0V 作為測試電壓。
舵機的工作電壓對性能有重大的影響，舵機推薦的電壓一般都是 4.8V或 6V。當然，有的舵機可以在 7V以上工作，比如 12V的舵機也不少。較高的電壓可以提高電機的速度和扭矩。選擇舵機還需要看我們的控制卡所能提供的電壓。

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