舵機是用來干什么的
舵機是船舶上的一種大甲板機械。一般舵機的大小由外舾裝按照船級社的規范決定。舵機在船上是用來控制船尾的舵葉,進而控制船的前進方向。在船上一般是液壓的。選型時主要考慮扭矩大小,力矩大,抗沖擊力強。
船舶舵機是船舶上的重要組成部分,它一般是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。導彈姿態變換的俯仰、偏航、滾轉運動都是靠舵機相互配合完成的,因此它除了廣泛的應用在船舶以外,還被廣泛的應用在航天和其他的工程上面。
舵機的信號線有什么用
舵機都是用信號線的顏色來區分功能的,中間的紅色線是電源正極,棕色線是電源負極,剩下的橙色線是控制線。
舵機的工作原理
控制信號由接收機的通道進入信號調制芯片,獲得直流偏置電壓。它內部有一個基準電路,產生周期為20ms,寬度為1.5ms的基準信號,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,電壓差的正負輸出到電機驅動芯片決定電機的正反轉。當電機轉速一定時,通過級聯減速齒輪帶動電位器旋轉,使得電壓差為0,電機停止轉動。當然我們可以不用去了解它的具體工作原理,知道它的控制原理就夠了。就象我們使用晶體管一樣,知道可以拿它來做開關管或放大管就行了,至于管內的電子具體怎么流動是可以完全不用去考慮的。
舵機的工作電壓和電流
每一款舵機都有自己的參數,如TR213舵機的工作電壓是4.8-7.2V,TR205 舵機的工作電壓是4.8-6V, 電壓不能超過這個范圍,否則會很容易燒壞舵機,在不清楚舵機工作電壓范圍的情況下,建議使用5V 給舵機供電。
舵機的工作電流是根據舵機的實際情況而定的,如TR213 舵機,在空載的時候電流幾乎為0,而在正常負載的情況下,電流在0.5A 左右,視實際情況而定。六足機器人需要18 個TR213 金屬舵機,需要提高的電流大概在8A 左右,如果電源功率不夠會影響舵機的性能,最常見的現象是,當一個舵機負載的時候,其他舵機會出現混亂,無規律的亂擺。
舵機的三根線區分
信號線接單片機I/0 口,由于舵機內部有驅動電路,所以可以直接用普通的單片機I/0 口直接控制;
電源正極,接輸入電源的正極;
地線,接輸入電源的負極;
備注: 如果控制部分和電源部分是分開的,兩者一定要共地。
舵機的規格和選型
當今使用的舵機有模擬舵機和數字舵機之分(具體差別見第節),不過數字舵機還是相對較少。下面的技術規格同時適用與兩種舵機。
舵機的規格主要有幾個方面:轉速、轉矩、電壓、尺寸、重量、材料等。我們在做舵機的選型時要對以上幾個方面進行綜合考慮。
轉速:
轉速由舵機無負載的情況下轉過60。角所需時間來衡量,常見舵機的速度一般在0.11/60‘~0.21S/60^之間。
轉矩
舵機扭矩的單位是KG.CM,這是一個扭矩單位。可以理解為在舵盤上距舵機軸心水平距離1CM處,舵機能夠帶動的物體重量。
電壓:
廠商提供的速度、轉矩數據和測試電壓有關,在4.8V和6V兩種測試電壓下這兩個參數有比較大的差別。如Futaba S-9001在4.8V 時扭力為3.9kg、速度為0.22 秒,在6 0V 時扭力為5.2kg、速度為0.18 秒。若無特別注明,JR 的舵機都是以4.8V 為測試電壓,Futaba 則是以6.0V 作為測試電壓。
舵機的工作電壓對性能有重大的影響,舵機推薦的電壓一般都是4.8V 或6V。當然,有的舵機可以在7V 以上工作,比如12V的舵機也不少。較高的電壓可以提高電機的速度和扭矩。選擇舵機還需要看我們的控制卡所能提供的電壓。
尺寸、重量和材質:
舵機的功率(速度X轉矩) 和舵機的尺寸比值可以理解為該舵機的功率密度,一般同樣品牌的舵機,功率密度大的價格高。
塑料齒輪的舵機在超出極限負荷的條件下使用可能會崩齒,金屬齒輪的舵機則可能會電機過熱損毀或外殼變形。所以材質的選擇并沒有絕對的傾向,關鍵是將舵機使用在設計規格之內。
用戶一般都對金屬制的物品比較信賴,齒輪箱期望選擇全金屬的,舵盤期望選擇金屬舵盤。但需要注意的是,金屬齒輪箱在長時間過載下也不會損毀,最后確是電機過熱損壞或外殼變形,而這樣的損壞是致命的,不可修復的。塑料出軸的舵機如果使用金屬舵盤是很危險的,舵盤和舵機軸在相互扭轉過程中,金屬舵盤不會磨損,舵機軸會在一段時間后變得光禿,導致舵機完全不能使用。
綜上,選擇舵機需要在計算自己所需扭矩和速度,并確定使用電壓的條件下,選擇有150%左右甚至更大扭矩富余的舵機。
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