舵机是由什么组成_舵机的结构及原理

舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前，在高档遥控玩具，如飞机、潜艇模型，遥控机器人中已经得到了普遍应用。本文首先介绍了舵机的组成及结构原理，其次介绍了舵机的控制及追随性，最后介绍了舵机接线方法（三线接线法）以及安装。

舵机是由什么组成

一般来讲舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路等，如图4、图5所示。

舵机的输入线共有三条，如图6所示，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V， 分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6. OV对应的要大一些，具体看应用条件;另外一根线是控制信号线，Futaba 的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。

舵机的结构及原理

舵机安装了一个电位器（或其它角度传感器）检测输出轴转动角度，控制板根据电位器的信息能比较精确的控制和保持输出轴的角度。这样的直流电机控制方式叫闭环控制，所以舵机更准确的说是伺服马达，英文 servo.舵机组成： 舵盘、 减速齿轮、 位置反馈电位计、直流电机、 控制电路板等。

控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。

其工作流程为：控制信号→控制电路板→电机转动→齿轮组减速→舵盘转动→位置反馈电位计→控制电路板反馈。

舵机的控制及追随性

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；

舵机的追随特性

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。

假如我们的舵机1DIV =8us，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。

舵机接线方法（三线接线法）

（1）黑线（地线）

红线（电源线）两个标准：4.8V和6V蓝线/黄线（信号线）

（2）棕线（地线）

红线（电源线）两个标准：4.8V和黄线（信号线）

舵机的性能及安装

舵机是遥控模型无线电操纵系统中很重要的部件。如果不了解它的性能，不讲究正确的安装方法，轻则影响模型的飞行姿态，重则如果卡住模型则无法操纵，造成事故的发生。所以，在使用舵机前，了解它的性能和安装方法是必要的。

日前市场上出售的模型舵机，主要是比例式的，类型有普通型、超小型，强力型和特殊用途型等几种。下面分别介绍一下它们各自的性能。

普通型：

45克，0．2秒／60度，力矩3千克·厘米。这种舵机各方面性能都比较适中，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。它的体积小、重量轻，输出力矩小，通常用于小尺寸、舵面阻力相对小的模型上，如P5A、小型电动类模型等。

强力型：

100克，0．2秒／60度，力矩9千克·厘米。这种舵机输出力矩大，可以克服高速、大舵面带来的阻力大的缺点。主要用于尺寸和飞行重量大，速度快，舵面阻力大的模型，如F3A、大型仿真飞机模型、现代特技飞机模型、喷射模型飞机和F4级模型等。

特殊用途型：

多数特殊用途的舵机，其性能与强力型相似。通常用于专项任务，如收索机（帆船）、起落架蛇机等。另外，还有—些耐高温和可防水的舵机，主要用于科学研究和工业方面，一般模型很少采用，但近年来这种舵机随着模型产品的发展在民用模型领域发展迅速。

—般的舵机内部的电路和齿轮等零什都是很精细的，自己较难制作，多采用成品舵机。日产成品舵机品质较好，剩余功率大，不易打齿、比较耐用。国产舵机质量有的也不错。安装舵机也很重要，安装方法主要有三种：

（1）用胶直接把舵机粘在模型上。要求帖接技术较高，不能更换， 通常用于一些简单模型。

（2）对好舵机两边的安装孔，用螺钉固定。这种方法的好处是容易更换。

（3）利用配套的固定片及减震片固定。对丁装大容积内燃机的模型，为了减少振动对舵机的损害，多采用这种方法。

舵机的安装位置应尽量靠近模型的重心。有条件时，舵机和接收机应尽量分别使用电源。电源电压不足时，应立即更换，以免舵机操纵失灵导致空中停机。舵机输出盘（摇臂）不同的角度和力臂孔，应尽量选择力臂大的，这样可以减小舵机负荷。输出盘与舵面，可以专用联杆或钢丝连接，前者效果较好

最后说明一下，对于—些电动模型的动力电机控制，原来用一个舵机作开关，但作用不大，后来有些人用直接粘一个电位器的办法来对电机进行无级操纵。现在，有些厂家已生产出成品的无级变速器（现在叫电调）， 直接插在一个通道中，对电机进行加、减速等无级控制，既轻巧，又经济。不过，为了考虑车、船模使用，变速器有顺、逆转功能，而在航模上只允许用顺转功能。因此，用在航模上时，最好请专人对它的电路进行一下改装，防止操纵失误。变速器最好单用一组动力电源，如果同时使用接枚机电源，将会影响接收机的工作和舵机的动作

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