舵機是什么?舵機內(nèi)部結(jié)構(gòu)解析
瀏覽數(shù)量: 133 作者: 本站編輯 發(fā)布時間: 2024-06-14 來源: 本站
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什么是舵機呢?首先,“舵機”這個名號其實是一個俗稱,是那些玩航模、船模的人起的名字,因為這種電機常被用于舵面控制。舵機其實就是一個簡單的伺服電機系統(tǒng),也是最常見的伺服電機系統(tǒng)。
舵機是一種位置(角度)伺服的驅(qū)動器,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、齒輪組、位置傳感器以及軸承組成。舵機是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制電路板接收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。舵機的輸出軸與位置反饋電位器(或磁編碼器等)相連,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)所在位置決定電機轉(zhuǎn)動的方向和速度,從而達到目標(biāo)停止。
如果拆開舵機,我們就可以很明顯的看出,舵機和步進電機的動力是有著很大區(qū)別的,舵機的驅(qū)動力來自——直流電機,通過變速齒輪的傳動和變速,將動力傳輸?shù)捷敵鲚S,同時,舵機內(nèi)部都設(shè)有角度傳感器和控制電路板,用來參與舵機的轉(zhuǎn)動角度的控制和信號的反饋檢測工作
接下來介紹舵機的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,可以詳細分為以下幾個部分,它們共同協(xié)作以實現(xiàn)舵機的功能:
1. 外殼:
2. 直流電機:
3. 減速齒輪組:
位于直流電機和輸出軸之間,用于降低電機的轉(zhuǎn)速并放大扭矩。
減速齒輪組通常由多級齒輪組成,可以實現(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舵機的性能和壽命至關(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的角度位置。
磁性編碼器利用磁場傳感器來實現(xiàn)角度測量。
當(dāng)磁編碼器旋轉(zhuǎn)時,磁性材料的磁場也會隨之改變,傳感器會檢測到磁場的變化從而輸出對應(yīng)的脈沖信號
角度傳感器的精度和穩(wěn)定性直接影響舵機的控制精度和穩(wěn)定性。
5. 控制驅(qū)動電路:
舵機的核心部分,接收外部接口傳來的信號(如PWM信號)和角度傳感器反饋的電壓值。
經(jīng)過處理后,控制驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機旋轉(zhuǎn),并通過閉環(huán)控制確保舵機能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地工作。
控制驅(qū)動電路還負責(zé)處理電機過流、過熱等保護功能,確保舵機的安全運行。
6. 接口線纜:
7. 舵盤/搖臂:
連接在舵機的輸出軸上,是舵機與外界機械結(jié)構(gòu)相連的部件。
舵盤可以將舵機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動或角度變化,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進行精確調(diào)整。
8. 其他組件:
根據(jù)舵機的具體應(yīng)用場景和性能要求,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)客戶的需求進行定制,例如:防水、耐高溫低溫
總結(jié):
舵機是一種由外殼、舵盤、直流電機、減速齒輪組、角度傳感器、控制驅(qū)動電路和接口線纜等部件組成的位置(角度)伺服驅(qū)動器。這些部件共同協(xié)作,使舵機能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地實現(xiàn)角度變化,并廣泛應(yīng)用于無人機、機器人、生活家電、自動化設(shè)備、steam教育、軍工航天等領(lǐng)域。在實際應(yīng)用中,舵機的性能參數(shù)(如扭矩、速度、精度等)和接口類型(如指令信號、數(shù)字信號等)可以根據(jù)具體需求進行選擇。
