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5k、直流電機、控制電路板等。
普通舵機拆解圖
SR403p 拆解圖
工作原理：
控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jù)所在位置決定電機的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而達到目標停止。
舵機的控制信號為周期是20ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號，其中脈沖寬度從0.5ms-2.5ms，相對應舵盤的位置為0－180度，呈線性變化。也就是說，給它提供一定的脈寬，它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。舵機內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期20ms，寬度1.5ms的基準信號，有一個比較器，將外加信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而產(chǎn)生電機的轉(zhuǎn)動信號。由此可見，舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能超過180度，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的驅(qū)動當中。比方說機器人的關(guān)節(jié)、飛機的舵面等。
舵機的輸入線共有三條，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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩標準，即輸出力矩不同，6.0V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，F(xiàn)utaba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。
廠商所提供的舵機規(guī)格資料，都會包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、測試電壓(V)及重量(g)等基本資料。扭力的單位是 kg/cm，意思是在擺臂長度 1 公分處，能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念，因此擺臂長度愈長，則扭力愈小。速度的單位是 sec/60°，意思是舵機轉(zhuǎn)動 60°所需要的時間。 電壓會直接影響舵機的性能，例如 Futaba S-9001 在 4.8V 時扭力為 3.9kg/cm、速度為 0.22 秒/60°，在 6.0V 時扭力為 5.2kg/cm、速度為 0.18 秒/60° 。若無特別注明，JR 的舵機都是以 4.8V 為測試電壓，F(xiàn)utaba則是以 6.0V 作為測試電壓。速度快、扭力大的舵機，除了價格貴，還會伴隨著高耗電的特點。因此使用高級的舵機時，務必搭配高品質(zhì)、高容量的電池，能提供穩(wěn)定且充裕的電流，才可發(fā)揮舵機應有的性能。
數(shù)碼舵機常見問題原理分析及解決：
一、數(shù)碼舵機與模擬舵機的區(qū)別
傳統(tǒng)模擬舵機和數(shù)字比例舵機（或稱之為標準舵機）的電子電路中無MCU微控制器，一般都稱之為模擬舵機。老式模擬舵機由功率運算放大器等接成惠斯登電橋，根據(jù)接收到模擬電壓控制指令和機械連動位置傳感器（電位器）反饋電壓之間比較產(chǎn)生的差分電壓，驅(qū)動有刷直流電機伺服電機正/反運轉(zhuǎn)到指定位置。數(shù)字比例舵機是模擬舵機最好的類型，由直流伺服電機、直流伺服電機控制器集成電路(IC)，減速齒輪組和反饋電位器組成，它由直流伺服電機控制芯片直接接收PWM（脈沖方波，一般周期為20ms，脈寬1~2 ms，脈寬1 ms為上限位置，1.5ms為中位,2ms為下限位置）形式的控制驅(qū)動信號，迅速驅(qū)動電機執(zhí)行位置輸出,直至直流伺服電機控制芯片檢測到位置輸出連動電位器送來的反饋電壓與PWM控制驅(qū)動信號的平均有效電壓相等,停止電機，完成位置輸出。
數(shù)碼舵機電子電路中帶MCU微控制器故俗稱為數(shù)碼舵機，數(shù)碼舵機憑借比之模擬舵機具有反應速度更快，無反應區(qū)范圍小，定位精度高，抗干擾能力強等優(yōu)勢已逐漸取代模擬舵機在機器人、航模中得到廣泛應用。
數(shù)碼舵機設計方案一般有兩種：一種是MCU+直流伺服電機+直流伺服電機控制器集成電路(IC)+減速齒輪組+反饋電位器的方案，以下稱為方案1，另一種是MCU+直流伺服電機+減速齒輪組+反饋電位器的方案，以下稱為方案2。市面上加裝數(shù)碼驅(qū)動板把模擬舵機改數(shù)碼舵機屬方案1。
二、舵機電機調(diào)速原理及如何加快電機速度
常見舵機電機一般都為永磁直流電動機，如直流有刷空心杯電機。直流電動機有線形的轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性和轉(zhuǎn)矩-電流特性，可控性好，驅(qū)動和控制電路簡單，驅(qū)動控制有電流控制模式和電壓控制兩種模式。舵機電機控制實行的是電壓控制模式，即轉(zhuǎn)速與所施加電壓成正比，驅(qū)動是由四個功率開關(guān)組成H橋電路的雙極性驅(qū)動方式，運用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)調(diào)節(jié)供給直流電動機的電壓大小和極性，實現(xiàn)對電動機的速度和旋轉(zhuǎn)方向（正/反轉(zhuǎn)）的控制。電機的速度取決于施加到在電機平均電壓大小，即取決于PWM驅(qū)動波形占空比（占空比為脈寬/周期的百分比）的大小，加大占空比，電機加速，減少占空比電機減速。
所以要加快電機速度：1、加大電機工作電壓；2、降低電機主回路阻值，加大電流；二者在舵機設計中要實現(xiàn)，均涉及在滿足負載轉(zhuǎn)矩要求情況下重新選擇舵機電機。
三、數(shù)碼舵機的反應速度為何比模擬舵機快
很多模友錯誤以為：“數(shù)碼舵機的PWM驅(qū)動頻率300Hz比模擬舵機的50Hz高6倍，則舵機電機轉(zhuǎn)速快6倍，所以數(shù)碼舵機的反應速度就比模擬舵機快6倍” 。這里請大家注意占空比的概念，脈寬為每周期有效電平時間，占空比為脈寬/周期的百分比，所以大小與頻率無關(guān)。占空比決定施加在電機上的電壓，在負載轉(zhuǎn)矩不變時，就決定電機轉(zhuǎn)速，與PWM的頻率無關(guān)。
模擬舵機是直流伺服電機控制器芯片一般只能接收50Hz頻率（周期20ms）~300Hz左右的PWM外部控制信號，太高的頻率就無法正常工作了。若PWM外部控制信號為50Hz，則直流伺服電機控制器芯片獲得位置信息的分辨時間就是20ms，比較PWM控制信號正比的電壓與反饋電位器電壓得出差值,該差值經(jīng)脈寬擴展(占空比改變,改變大小正比于差值)后驅(qū)動電機動作，也就是說由于受PWM外部控制信號頻率限制，最快20ms才能對舵機搖臂位置做新的調(diào)整。
數(shù)碼舵機通過MCU可以接收比50Hz頻率（周期20ms）快得多的PWM外部控制信號，就可在更短的時間分辨出PWM外部控制信號的位置信息，計算出PWM信號占空比正比的電壓與反饋電位器電壓的差值，去驅(qū)動電機動作，做舵機搖臂位置最新調(diào)整。
結(jié)論：不管是模擬還是數(shù)碼舵機，在負載轉(zhuǎn)矩不變時，電機轉(zhuǎn)速取決于驅(qū)動信號占空比大小而與頻率無關(guān)。數(shù)碼舵機可接收更高頻率的PWM外部控制信號，可在更短的周期時間后獲得位置信息，對舵機搖臂位置做最新調(diào)整。所以說數(shù)碼舵機的反應速度比模擬舵機快，而不是驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速比模擬舵機快。
四、數(shù)碼舵機的無反應區(qū)范圍為何比模擬舵機小
根據(jù)上述對模擬舵機的分析可知模擬舵機約20ms才能做一次新調(diào)整。而數(shù)碼舵機以更高頻率的PWM驅(qū)動電機。PWM頻率的加快使電機的啟動/停止，加/減速更柔和，更平滑，更有效的為電機提供啟動所需的轉(zhuǎn)矩。就象是汽車獲得了更小的油門控制區(qū)間，則啟動/停止，加/減速性能更好。所以數(shù)碼舵機的無反應區(qū)比模擬舵機小。
五、模擬舵機加裝數(shù)碼舵機驅(qū)動板并未提升反應速度
根據(jù)以上分析可知，模擬舵機加裝數(shù)碼舵機驅(qū)動板，要提升反應速度，PMW外部控制信號（如陀螺儀送來的尾舵機信號）的頻率必須加快，如果還是50Hz，那舵機反應速度當然就沒提升了。
六、舵機控制死區(qū)、滯環(huán)、定位精度、輸入信號分辨率、回中性能的認識
每一個閉環(huán)控制系統(tǒng)由于信號的振蕩等原因，輸入信號和反饋信號不可能完全相等，這就涉及到控制死區(qū)和滯環(huán)的問題，系統(tǒng)無法辨別輸入信號和反饋信號的差異范圍就是控制死區(qū)范圍。舵機自動控制系統(tǒng)由于信號震蕩、機械精度等原因造成控制系統(tǒng)在控制死區(qū)范圍外的小范圍老是做調(diào)整，為使舵機在小范圍內(nèi)不對震蕩做調(diào)整，這就需要引入滯環(huán)的作用了。滯環(huán)比控制死區(qū)大，一般控制死區(qū)范圍為±0.4%，滯環(huán)可設置為±2%，輸入信號和反饋信號的差值在滯環(huán)內(nèi)電機不動作，輸入信號和反饋信號的差值進入滯環(huán)，電機開始制動-停止。定位精度取決于舵機系統(tǒng)的整體精度：如控制死區(qū)、機械精度、反饋電位器精度、輸入信號分辨率。輸入信號分辨率指舵機系統(tǒng)對輸入信號最小分辨范圍，數(shù)碼舵機輸入信號分辨率大大優(yōu)于模擬舵機。回中性能取決于滯環(huán)和定位精度。
七、舵機為何會老發(fā)出吱吱的響聲
舵機老發(fā)出吱吱的來回定位調(diào)整響聲，是由于有的舵機無滯環(huán)調(diào)節(jié)功能，控制死區(qū)范圍調(diào)得小，只要輸入信號和反饋信號老是波動，它們的差值超出控制死區(qū)，舵機就發(fā)出信號驅(qū)動電機。另沒有滯環(huán)調(diào)節(jié)功能，如果舵機齒輪組機械精度差，齒虛位大，帶動反饋電位器的旋轉(zhuǎn)步，步范圍就已超出控制死區(qū)范圍，那舵機必將調(diào)整不停，吱吱不停。
八、為何有的舵機炸機易燒電路板
有的舵機選用的功率器件電流大同時系統(tǒng)中設計有或芯片自帶有過流保護功能，能檢測出堵轉(zhuǎn)過流及短路狀態(tài)迅速停止電機驅(qū)動信號。還有可在電機回路接壓敏電阻防止瞬間過壓及在功率器件前端設計有吸收電容。此類舵機炸機堵轉(zhuǎn)不容易燒電路板和電機。與舵機是金屬齒還是塑料齒并無絕對關(guān)系。
九、舵機為何抖舵
控制死區(qū)敏感，輸入信號和反饋信號因各種原因波動，差值超出范圍，舵臂動，所以抖舵。
十一、舵機為何抖舵
控制死區(qū)敏感，輸入信號和反饋信號因各種原因波動，差值超出范圍，舵臂動，所以抖舵。
舵機一般故障判斷：
1）炸機后舵機電機狂轉(zhuǎn)、舵盤搖臂不受控制、搖臂打滑------------------可以斷定：齒輪掃齒了，換齒輪。
2）炸機后舵機一致性銳減，現(xiàn)象是炸壞的舵機反應遲鈍，發(fā)熱嚴重，但是可以隨著控的指令運行，但是舵量很小很慢-------------基本斷定：舵機電機過流了，拆下電機后發(fā)現(xiàn)電機空載電流很大（>150MA），失去完好的性能(完好電機空載電流≤60-90MA)，換舵機電機。
3）炸機后舵機打舵后無任何反應---------------基本確定舵機電子回路斷路、接觸不良或舵機的電機、電路板的驅(qū)動部分燒毀導致的，先檢查線路，包括插頭，電機引線和舵機引線是否有斷路現(xiàn)象，如果沒有的話，就進行逐一排除，先將電機卸下測試空載電流，如果空載電流小于90MA，則說明電機是好的，那問題絕對是舵機驅(qū)動燒壞了，9-13克微型舵機電路板上面就有2個或四個小貼片三極管，換掉就可以了，有2個三極管的那肯定是用Y2或IY直接代換，也就是SS8550，如果是有四個三極管的H橋電路，則直接用2個Y1（SS8050）和2個(SS8550)直接代換，65MG的UYR ---- 用Y 1(SS8050 IC=1.5A); UXR------用Y2（SS8550，IC=1.5A）直接代換。
4）舵機故障是搖臂只能一邊轉(zhuǎn)動，另外一邊不動的話-----------判斷：舵機電機是好的，主要檢查驅(qū)動部分，有可能燒了一邊的驅(qū)動三極管，按照（3）維修即可。
5）維修好舵機后通電，發(fā)現(xiàn)舵機向一個方向轉(zhuǎn)動后就卡住不動了，舵機吱吱地響--------------說明舵機電機的正負極或電位器的端線接錯了，電機的兩個接線倒個方向就可以了。
6）嶄新的舵機買回來后，通電發(fā)現(xiàn)舵機狂抖，但用一下控的搖臂后，舵機一切正常----------說明舵機在出廠的時候裝配不當或齒輪精度不夠，這個故障一般發(fā)生在金屬舵機上面，如果不想退貨或者更換的話，自行解決的方法：卸下舵機后蓋，將舵機電機與舵機減速齒輪分離后，在齒輪之間擠點牙膏，上好舵機齒輪頂蓋，上好減速箱螺絲后，安上舵機搖臂，用手反復旋轉(zhuǎn)搖臂碾磨金屬舵機齒輪，直至齒輪運轉(zhuǎn)順滑、齒輪摩擦噪音減小后，將舵機齒輪卸下汽油清洗后，裝齒輪上硅油組裝好舵機，即可解決舵機故障。
7）有一種故障舵機表現(xiàn)很古怪：搖動控的遙感，舵機有正常的反應，但是固定控的遙感某一位置后，故障舵機搖臂還在慢慢的運行，或者搖臂動作拖泥帶水，并來回動作------------------經(jīng)過多次維修后發(fā)現(xiàn)問題所在：應該緊密卡在舵機末級齒輪中電位器的金屬轉(zhuǎn)柄，與舵機搖臂大齒輪（末級）結(jié)合不緊，甚至發(fā)生打滑現(xiàn)象，導致舵機無法正確尋找控發(fā)出的位置指令，反饋不準，不停尋找導致的，解決了電位器與搖臂齒輪的緊密結(jié)合后，故障可以排除。按照改方法檢修后故障仍舊存在的話，也有可能是舵機電機的問題或電位器的問題，需要綜合分析逐一排查！
8）故障舵機不停的抖舵，排除無線電干擾，動控搖臂仍舊抖動的話----------電位器老化，換之，或直接報廢掉，當配件！
9）數(shù)碼斜盤舵機裝機過后發(fā)現(xiàn)舵機運行不正常，快慢不一，退回廠家，后來換回3個后還是一致性差，最后才知道是什么原因-----有些數(shù)碼舵機對BEC要求，加裝5.V3A 外置 BEC后，故障排除，與舵機質(zhì)量無關(guān)。
舵機選購：
市場上的舵機有塑料齒、金屬齒、小尺寸、標準尺寸、大尺寸，另外還有薄的標準尺寸舵機，及低重心的型號。小舵機一般稱為微型舵機，扭力都比較小，市面上2.5g，3.7g，4.4g，7g，9g等舵機指的是舵機的重量分別是多少克，體積和扭力也是逐漸增大。微型舵機內(nèi)部多數(shù)都是塑料齒，9g舵機有金屬齒的型號，扭力也比塑料齒的要大些。futaba S3003，輝盛 MG995是標準舵機，體積差不多，但前者是塑料齒，后者金屬齒，兩者標稱的扭力也差很多。春天sr403p，Dynamixel AX-12+是機器人專用舵機，不同的是前者是國產(chǎn)，后者是韓國產(chǎn)，兩者都是金屬齒標稱扭力13kg以上，但前者只是改改樣子的模擬舵機，后者則是RS485串口通信，具有位置反饋，而且還具有速度反饋與溫度反饋功能的數(shù)字舵機，兩者在性能和價格上相差很大。
除了體積，外形和扭力的不同選擇，舵機的反應速度和虛位也要考慮，一般舵機的標稱反應速度常見0.22 秒/60°，0.18 秒/60°，好些的舵機有0.12 秒/60°等的，數(shù)值小反應就快。
舵機虛位產(chǎn)生和舵機的扭力和制造工藝有關(guān)，扭力大相應的負載范圍也大，虛位就相應小，普通舵機新的時候虛位一般比較小,也就是半個齒的角度,這個應該是機械加工的精度問題,好的舵機就比較小。但使用了一段時間以后，尤其是大扭距的舵機，虛位就越來越大了，這個應該不是齒輪磨損造成的，解剖了幾個舵機，發(fā)現(xiàn)都是舵機蓋的塑料材質(zhì)不夠硬，齒輪的的軸都是直接裝在這個塑料蓋上的，時間一長，這幾個孔都被擴大成橢圓形了。一扳搖臂，齒輪的軸就會左右晃動，虛位就產(chǎn)生了。
現(xiàn)在市面上的舵機魚龍混雜，總體來說仿品不如正品，便宜的不如貴的，塑料齒的不如金屬齒的，老的不如新的，國內(nèi)的不如外國的等等，大家不必過于追求極致，根據(jù)自身購買力選擇夠用的就行。
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