舵機(jī)是什么?舵機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析
瀏覽數(shù)量: 130 作者: 本站編輯 發(fā)布時(shí)間: 2024-06-14 來源: 本站
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什么是舵機(jī)呢?首先,“舵機(jī)”這個(gè)名號(hào)其實(shí)是一個(gè)俗稱,是那些玩航模、船模的人起的名字,因?yàn)檫@種電機(jī)常被用于舵面控制。舵機(jī)其實(shí)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的伺服電機(jī)系統(tǒng),也是最常見的伺服電機(jī)系統(tǒng)。
舵機(jī)是一種位置(角度)伺服的驅(qū)動(dòng)器,適用于需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng),由外殼(上,中,下殼)、控制電路、電機(jī)、齒輪組、位置傳感器以及軸承組成。舵機(jī)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)??刂齐娐钒褰邮諄碜孕盘?hào)線的控制信號(hào),控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)一系列齒輪組,減速后傳動(dòng)至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸與位置反饋電位器(或磁編碼器等)相連,舵盤轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)位置反饋電位計(jì),電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號(hào)到控制電路板進(jìn)行反饋,然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和速度,從而達(dá)到目標(biāo)停止。
如果拆開舵機(jī),我們就可以很明顯的看出,舵機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)力是有著很大區(qū)別的,舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)力來自——直流電機(jī),通過變速齒輪的傳動(dòng)和變速,將動(dòng)力傳輸?shù)捷敵鲚S,同時(shí),舵機(jī)內(nèi)部都設(shè)有角度傳感器和控制電路板,用來參與舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的控制和信號(hào)的反饋檢測(cè)工作
接下來介紹舵機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,可以詳細(xì)分為以下幾個(gè)部分,它們共同協(xié)作以實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的功能:
1. 外殼:
2. 直流電機(jī):
3. 減速齒輪組:
位于直流電機(jī)和輸出軸之間,用于降低電機(jī)的轉(zhuǎn)速并放大扭矩。
減速齒輪組通常由多級(jí)齒輪組成,可以實(shí)現(xiàn)較大的扭矩輸出和較慢的旋轉(zhuǎn)速度。
齒輪的精度和耐磨性對(duì)舵機(jī)的性能和壽命至關(guān)重要。
4. 角度傳感器(電位器、磁編碼器):。
電位器通過其電阻值的變化來反映舵機(jī)的角度位置。
磁性編碼器利用磁場(chǎng)傳感器來實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量。
當(dāng)磁編碼器旋轉(zhuǎn)時(shí),磁性材料的磁場(chǎng)也會(huì)隨之改變,傳感器會(huì)檢測(cè)到磁場(chǎng)的變化從而輸出對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)
角度傳感器的精度和穩(wěn)定性直接影響舵機(jī)的控制精度和穩(wěn)定性。
5. 控制驅(qū)動(dòng)電路:
舵機(jī)的核心部分,接收外部接口傳來的信號(hào)(如PWM信號(hào))和角度傳感器反饋的電壓值。
經(jīng)過處理后,控制驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)旋轉(zhuǎn),并通過閉環(huán)控制確保舵機(jī)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地工作。
控制驅(qū)動(dòng)電路還負(fù)責(zé)處理電機(jī)過流、過熱等保護(hù)功能,確保舵機(jī)的安全運(yùn)行。
6. 接口線纜:
7. 舵盤/搖臂:
連接在舵機(jī)的輸出軸上,是舵機(jī)與外界機(jī)械結(jié)構(gòu)相連的部件。
舵盤可以將舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)或角度變化,以適應(yīng)不同的應(yīng)用需求。
舵盤的位置和角度可以通過外部控制信號(hào)進(jìn)行精確調(diào)整。
8. 其他組件:
根據(jù)舵機(jī)的具體應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求,還可能包括其他組件,如反饋電位器支架、齒輪固定座、軸承等。在性能方面還可根據(jù)客戶的需求進(jìn)行定制,例如:防水、耐高溫低溫
總結(jié):
舵機(jī)是一種由外殼、舵盤、直流電機(jī)、減速齒輪組、角度傳感器、控制驅(qū)動(dòng)電路和接口線纜等部件組成的位置(角度)伺服驅(qū)動(dòng)器。這些部件共同協(xié)作,使舵機(jī)能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)角度變化,并廣泛應(yīng)用于無人機(jī)、機(jī)器人、生活家電、自動(dòng)化設(shè)備、steam教育、軍工航天等領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中,舵機(jī)的性能參數(shù)(如扭矩、速度、精度等)和接口類型(如指令信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)可以根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。
