什么是舵机

更新时间:2021-04-29    浏览次数:585

概述

舵机,是指具备角度转动的一种执行部件。分有:

①甲板机械中的舵机。甲板机械即船舶甲板机械,是装在船舶甲板上的机械设备,甲板机械分为大甲板机械和小甲板机械。舵机就是包含在大甲板机械中。这里的舵机根据产品形式分为往复柱塞式舵机A和转叶式舵机B。

②电动舵机,导弹控制系统中的舵机C。是一个高精度的位置伺服系统,是导弹控制系统的重要执行机构;导弹姿态变换的俯仰、偏航、滚转运动都是靠舵机相互配合完成的

③航模舵机(伺服器)D是一种位置伺服驱动器,是典型的闭环反馈伺服系统,适用于需要角度不断变化且保持驱动的系统。舵机可以实现位置自锁和(上电状态)位置跟踪,其体积紧凑,安装方便,输出力矩大,稳定性好,控制简单,便于与数字系统接口,因而被广泛应用于模型飞机、模型潜艇、机器人和各种机电产品中。

舵机在许多工程和设备产品上都有应用,不仅限于船舶、航天、模型等领域里。

甲板机械舵机分类

甲板机械中的舵机分为往复柱塞式舵机A和转叶式舵机B

往复柱塞式舵机:原理是通过高低压油的转换而作产生直线运动,并通过舵柄转换成旋转运动。

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转叶式舵机:原理是高低压油直接作用于转子,体积小而高效,但成本较高。
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甲板机械舵机的差别:

往复柱塞式舵机以上舵承来承重舵系,下舵承来定位,舵柄的压入量仅几米;而转叶式舵机不需要上舵承,由舵机直接承重,但是在舵机平台需要考虑水密性,舵柄的压入十毫米。往复柱塞式舵机对尺寸的要求较大。往復柱塞式舵机可以向一舷偏转不到40°,转叶式舵机可达70°。液压系统作用是高、低压转换,将压力损失转化为机械运动。包括1 .高泵组(提供压力油) 2.控制、操作设备3.执行机构(油马达,油缸柱塞等)。

导弹舵机分类:

甲板机械按驱动能源的类型,可分为气压式、液压式、电动式和电磁式;按输入输出信号的关系,可分为线性式、继电式和脉宽调制式;按伺服机构中动力与负载的关系,可分为自制式和非自制式。在空空导弹中,近距型大多采用气压舵机、中距型大多采用液压舵机、属正常式气动布局的,大多采用电动舵机(Electromechanical Actuator)。 电动舵机以其简单可靠、工艺性好、使用维护方便、能源单一、成本低廉、易于控制等特性引起了人们的广泛注意和深入研究, 并且在导弹_上得到了广泛的应用。

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导弹内部藏着的舵机

航模舵机分类

航模舵机分类按照通讯类型分为PWM舵机和串口总线舵机。PWM舵机是航模中普遍运用的分为数字舵机和模拟舵机;串口总线舵机是也称总线伺服电机。数字舵机与模拟舵机相比而言是控制系统设计上的颠覆,而总线伺服舵机对于舵机而言则是在功能和运用上的颠覆。飞特串口总线舵机在功能上开发出加速度启动和停止,一键设定中位,360度绝对控制和多圈控制,四种工作模式(位置模式,速度闭环电机模式,速度开环电机模式,步进模式),温度、速度、电压、电流、位置、速度实时反馈和保护功能。可以说功能上已完全突破PWM的固有特性,其具备的闭环特性在微型伺服电机占用一定的市场.

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为了适应不同的工作环境。舵机按照扭矩需求不同,齿轮有塑胶、金属齿之分。金属齿有铜齿,铝齿,铁齿,钢齿之分,同时每种齿轮因加工工艺设备,材料成本的不同,也存在强度和硬度上的区别。

航模舵机的构造:

舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由控制器发送脉冲/指令给舵机,经由电路板上的IC驱动马达开始转动,透过减速齿轮将动力传输至舵机输出齿带动摆臂或传动机构转动。同时由位置检测器采集位置信息,判断是否已经到达定位。



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舵机内部构造

位置检测器分为电位器和无接触式磁性编码器(简称磁编码),电位器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度,目前电位器的角度最大可实现320度的位置检测。磁编码传感器因其无接触的特性,不仅可实现360度绝对位置检测,在精度控制上能实现12位的高精度。一般高端的飞特串口总线舵机都采用这种磁编码式的位置检测元件。

伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上,当电流流经线圈时便会产生磁场,与转子外围的磁铁产生排斥作用,进而产生转动的作用力。常见的伺服马达有铁芯马达,有刷空心杯马达和无刷空心杯马达。依据物理学原理,物体的转动惯量与质量成正比,因此要转动质量愈大的物体,所需的作用力也愈大。舵机为求转速快、耗电小,于是将细铜线缠绕成极薄的中空圆柱体,形成一个重量极轻的无极中空转子,并将磁铁置於圆柱体内,这就是空心杯马达。


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