舵機(jī)是一種位置(角度)伺服的驅(qū)動器,適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。常應(yīng)用于各種航模、車模、玩具無人機(jī)當(dāng)中。起初常被應(yīng)用于各種航模、車模、玩具當(dāng)中。它的特點是控制簡單,成本低,體積小扭力大;隨著舵機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,目前在航空航天、大型無人機(jī),機(jī)器人、醫(yī)療,工業(yè)自動化等領(lǐng)域都開始應(yīng)用;同時舵機(jī)的種類也越來越多。面對不同行業(yè)的不同需求側(cè)重點,怎么去高效快速的選到自己合適的舵機(jī)就成了一個大家比較關(guān)注的問題了。接下來就以德晟的規(guī)格書為例,為大家梳理一下舵機(jī)的幾個技術(shù)指標(biāo):
舵機(jī)的規(guī)格主要有以下幾個方面:扭矩、工作角度、速度、通訊協(xié)議、工作電壓、外殼及齒輪材質(zhì)、尺寸、馬達(dá)類型、配件等。我們在做舵機(jī)的選型時要對以上幾個方面進(jìn)行綜合考慮。
扭矩
舵機(jī)扭矩的單位是kgf.cm,這是一個扭矩單位??梢岳斫鉃樵诙姹P上距舵機(jī)軸心水平距離1CM處,舵機(jī)能夠帶動的物體重量。常分為額定扭矩和堵轉(zhuǎn)扭矩。額定扭矩是指舵機(jī)在正常工作環(huán)境下能夠持續(xù)輸出的的扭矩,選型時一般參照舵機(jī)的額定扭矩來選型;堵轉(zhuǎn)扭矩是指舵機(jī)在輸出軸被阻止無法旋轉(zhuǎn)時施加的最大扭矩,堵轉(zhuǎn)扭矩越大,舵機(jī)在承受外部負(fù)載時的能力就越強(qiáng)。
牛米換算:1NM=9.8/kgf·cm。
轉(zhuǎn)速:
轉(zhuǎn)速由舵機(jī)無負(fù)載的情況下轉(zhuǎn)過60°角所需時間來衡量,主要受馬達(dá)類型、電壓、齒輪箱減速比等因素影響。
控制角度(位置傳感器類型):
控制角度:常規(guī)180°,360°角度可控,N*360多圈角度控制
位置傳感器:0-320°內(nèi)可用電位器實現(xiàn),360°角度及多圈空中磁編碼器多,也有霍爾。
電位器因其是接觸式,有磨損,用于壽命要求不太高,長壽命精度要求不高的工況。
磁編碼器為無接觸式,用于壽命長,性能穩(wěn)定,長壽命精度要求高的工況。
電壓:
舵機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩數(shù)據(jù)等性能參數(shù)和電壓有關(guān),在6V和7.4V兩種測試電壓下這兩個參數(shù)有比較大的差別。如DS-H003:
舵機(jī)的工作電壓對性能有顯著影響。一般來說,小型舵機(jī)由于工作設(shè)備原因,工作電壓通常為4.8V、6V和7.4V,而一些工業(yè)設(shè)備上的舵機(jī)則在7.4V以上,例如12V、24V的舵機(jī)。在舵機(jī)的電壓范圍內(nèi),較高的電壓能提升電機(jī)的速度和扭矩。在選擇舵機(jī)時,還需要考慮舵機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流是否在主控板承受范圍內(nèi),過高的電流會導(dǎo)致主控板過熱燒毀。
馬達(dá)類型:
電機(jī)作為舵機(jī)的動力源頭,同樣也大致分為鐵芯有刷、空心杯、無刷等四種馬達(dá),電機(jī)性能直接關(guān)乎著舵機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速。其中以無刷電機(jī)為最,轉(zhuǎn)速更高、扭矩更大,大扭力舵機(jī)一般直接上無刷;鐵芯電機(jī)以性價比優(yōu)勢在市場上占據(jù)一席之地;而空心杯則以體積小、散熱快優(yōu)勢在小型應(yīng)用市場上備受青睞,性能介于兩者之間。
外殼及齒輪材質(zhì):
這里的材質(zhì)主要是指舵機(jī)外殼和齒輪箱。
舵機(jī)外殼大致分為塑膠外殼、半鋁框和全金屬外殼。塑膠材質(zhì)重量更輕,成本更低,金屬材質(zhì)散熱好,美觀,金屬外殼防水性也更好。
齒輪則分為塑膠齒輪和金屬齒輪兩種。塑膠齒聲音小、成本低,金屬齒則負(fù)載能力、抗沖擊性、壽命更好。
塑料齒輪的舵機(jī)在堵轉(zhuǎn)情況下可能會崩齒,金屬齒輪的舵機(jī)則可能會電機(jī)過熱損毀。所以材質(zhì)的選擇并沒有絕對的傾向,關(guān)鍵是將舵機(jī)使用在設(shè)計規(guī)格之內(nèi)。
?尺寸、重量:
尺寸和重量是舵機(jī)選型中的兩個關(guān)鍵參數(shù)。尺寸直接影響舵機(jī)的安裝空間,而重量則影響設(shè)備的整體穩(wěn)定性和承載能力。在選擇舵機(jī)時,應(yīng)根據(jù)設(shè)備的具體需求和安裝條件,合理評估尺寸和重量,以確保舵機(jī)能夠適配設(shè)備并滿足性能要求。
通訊協(xié)議:
舵機(jī)在實際應(yīng)用中需要與控制卡或其他設(shè)備進(jìn)行通信,因此,選擇與設(shè)備通信相匹配的舵機(jī)同樣也很重要。目前市面上常見的舵機(jī)使用的通信協(xié)議有四種,分別是:①PWM(電位器引線可做位置反饋,容易受干擾,不建議);②TTL(多用于STEAM教育,機(jī)械臂編程上,相對于其他總線回讀稍慢)、③RS485(RS422等)、④CAN總線、⑤PLC控制。除了PWM,其余都是總線類型,可以實現(xiàn)串聯(lián)控制,實時反饋和調(diào)整
配件:
為舵機(jī)選擇合適的配件同樣重要,例如,舵機(jī)的搖臂、舵盤等。這些配件的選擇要根據(jù)舵機(jī)的具體使用要求進(jìn)行匹配。廠家會在買舵機(jī)的同時贈送標(biāo)準(zhǔn)配件包,但是無論是塑膠或者是金屬的,廠家都是支持定做的。同時考慮到適配性和緊密度,塑膠鏈接件開??梢宰尪鏅C(jī)廠家提供鑲件;金屬連接件的話也可以提供輸出齒圖紙,做出來適配性會更好
綜上所述,舵機(jī)的選型涉及多個方面的參數(shù),包括扭矩、工作角度、速度、通訊協(xié)議、工作電壓、外殼及齒輪材質(zhì)、尺寸、馬達(dá)類型、配件等。在實際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)設(shè)備的需求和運(yùn)行條件,對這些參數(shù)進(jìn)行綜合考慮,以選出最適合的舵機(jī)。此外,在選購舵機(jī)時,還需注意廠商提供的技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo),以確保選購到符合要求的舵機(jī)。