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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 舵機(jī) [打印本頁]

作者: 戰(zhàn)神 時(shí)間: 2007-10-17 10:58
標(biāo)題: 舵機(jī)
舵機(jī)是遙控模型控制動作的動力來源，不同類型的遙控模型所需的舵機(jī)種類也隨之不同。如何審慎地選擇經(jīng)濟(jì)且合乎需求的舵機(jī)，也是一門不可輕忽的學(xué)問。本文章主要探討適合各等級直升機(jī)各工作部位所使用的舵機(jī)，至於其它種類的模型，如飛機(jī)、車、船，則不在本篇文章討論范圍之內(nèi)。

舵機(jī)的構(gòu)造

舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的 IC判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)電阻值也會隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉(zhuǎn)動的角度。一般的伺服馬達(dá)是將細(xì)銅線纏繞在三極轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)便會產(chǎn)生磁場，與轉(zhuǎn)子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的作用力。依據(jù)物理學(xué)原理，物體的轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量成正比，因此要轉(zhuǎn)動質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。舵機(jī)為求轉(zhuǎn)速快、耗電小，於是將細(xì)銅線纏繞成極薄的中空圓柱體，形成一個(gè)重量極輕的五極中空轉(zhuǎn)子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是無核心馬達(dá)。
為了適合不同的工作環(huán)境，有防水及防塵設(shè)計(jì)的舵機(jī)；并且因應(yīng)不同的負(fù)載需求，舵機(jī)的齒輪有塑膠及金屬之區(qū)分，金屬齒輪的舵機(jī)一般皆為大扭力及高速型，具有齒輪不會因負(fù)載過大而崩牙的優(yōu)點(diǎn)。較高級的舵機(jī)會裝置滾珠軸承，使得轉(zhuǎn)動時(shí)能更輕快精準(zhǔn)。滾珠軸承有一顆及二顆的區(qū)別，當(dāng)然是二顆的比較好。目前新推出的 FET 舵機(jī)，主要是采用 FET(Field Effect Transistor)場效電晶體。FET 具有內(nèi)阻低的優(yōu)點(diǎn)，因此電流損耗比一般電晶體少。

技術(shù)規(guī)格

廠商所提供的舵機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)動 60°所需要的時(shí)間。
電壓會直接影響舵機(jī)的性能，例如 Futaba S-9001 在 4.8V 時(shí)扭力為 3.9kg、速度為 0.22 秒，在 6.0V 時(shí)扭力為 5.2kg、速度為 0.18 秒。若無特別注明，JR 的舵機(jī)都是以 4.8V 為測試電壓，F(xiàn)utaba則是以 6.0V 作為測試電壓。所謂天下沒有白吃的午餐，速度快、扭力大的舵機(jī)，除了價(jià)格貴，還會伴隨著高耗電的特點(diǎn)。因此使用高級的舵機(jī)時(shí)，務(wù)必搭配高品質(zhì)、高容量的鎳鎘電池，能提供穩(wěn)定且充裕的電流，才可發(fā)揮舵機(jī)應(yīng)有的性能。

作者: 戰(zhàn)神 時(shí)間: 2007-10-17 11:00
誰手上有舵機(jī)的資料傳上來分享一下昨天拆了個(gè)舵機(jī)研究半天還不沒全弄明白

作者: syw開門造車 時(shí)間: 2007-10-17 21:28
戰(zhàn)神網(wǎng)友好！

你在2樓的發(fā)言：昨天拆了個(gè)舵機(jī)研究半天還不沒全弄明白
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我在想：既然已經(jīng)拆開了，是什么東西沒弄明白？
能否發(fā)個(gè)照片上來。

syw 071017---21.27

作者: 戰(zhàn)神 時(shí)間: 2007-10-17 21:34
拆開只是弄明白了結(jié)構(gòu)組成各個(gè)部件功能不是很清楚電路板上的芯片型號也看不清楚

作者: syw開門造車 時(shí)間: 2007-10-17 22:49
戰(zhàn)神網(wǎng)友好！

我買過一個(gè)遙控玩具汽車模型，不為別的，只為拆看結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)照幾張照片上傳給你，看是否能用得上。
該電機(jī)采用的是直流電機(jī)，換向很容易。
玩具與工控之間會有很大差距，但原理是不變的。
實(shí)際應(yīng)用時(shí)，找直流電機(jī)換向電路既可。
另外，角度檢測用電位器誤差會很大，采用碼盤比較好。
你的舵機(jī)和我上傳的結(jié)構(gòu)一樣嗎？是否能傳個(gè)照片上來。

syw 071017---22.48

作者: 戰(zhàn)神 時(shí)間: 2007-10-18 10:46
多謝開門造車網(wǎng)友的熱心幫助！
我拆的那個(gè)舵機(jī)有這么幾部分一個(gè)電路板電動機(jī) 4級齒輪減速機(jī)構(gòu) 輸出軸（只能轉(zhuǎn)270度左右）還有個(gè)電位器
工作原理大致為控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。
等我借到數(shù)碼相機(jī) 傳幾個(gè)相片上來看看

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