舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制原理

1、舵機(jī)及轉(zhuǎn)向控制原理舵機(jī)及轉(zhuǎn)向控制原理舵機(jī)及轉(zhuǎn)向控制原理1、歸納2、舵機(jī)的組成3、舵機(jī)工作原理4、舵機(jī)選購5、舵機(jī)使用中應(yīng)注意的事項6、輝盛S90舵機(jī)簡介7、如何利用程序?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)向8、51單片機(jī)舵機(jī)測試程序1、歸納舵機(jī)也叫伺服電機(jī)，最早用于船舶上實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)向功能，由于能夠經(jīng)過程序連續(xù)控制其轉(zhuǎn)角，所以被廣泛應(yīng)用智能小車以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向以及機(jī)器人各樣關(guān)節(jié)運(yùn)動中，如圖1、圖2所示。1舵機(jī)用于機(jī)器人2舵機(jī)用于智能小車中舵機(jī)是小車轉(zhuǎn)向的控制機(jī)構(gòu)，擁有體積小、力矩大、外面機(jī)械設(shè)計簡單、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，無論是在硬件設(shè)計還是軟件設(shè)計，舵機(jī)設(shè)計是小車控制部分重要的組成部分，圖3為舵機(jī)的外形圖。圖3舵機(jī)外形圖2、舵機(jī)的組成一

2、般來講，舵機(jī)主要由以下幾個部分組成，舵盤、減速齒輪組、地址反響電位計、直流電機(jī)、控制電路等，如圖4、圖5所示。圖4舵機(jī)的組成表示圖圖5舵機(jī)組成舵機(jī)的輸入線共有三條，如圖6所示，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是地線，這輛根線給舵機(jī)供應(yīng)最基本的能源保證，主若是電機(jī)的轉(zhuǎn)動耗資。電源有兩種規(guī)格，一是，一是，分別對應(yīng)不同樣的轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)，即輸用心矩不同樣，對應(yīng)的要大一些，詳盡看應(yīng)用條件；別的一根線是控制信號線，F(xiàn)utaba的一般為白色，JR的一般為桔黃色。別的要注意一點(diǎn)，SANWA的某些型號的舵機(jī)引線電源線在邊上而不是中間，需要辨別。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會搞錯。圖6舵機(jī)的輸出線3、舵機(jī)工作原

3、理控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和地址反響電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動地址反響電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進(jìn)行反響，爾后控制電路板依照所在地址決定電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。其工作流程為：控制信號控制電路板電機(jī)轉(zhuǎn)動齒輪組減速舵盤轉(zhuǎn)動地址反響電位計控制電路板反響。流，才可發(fā)揮舵機(jī)應(yīng)有的性能。舵機(jī)的控制信號周期為20MS的脈寬調(diào)制（PWM）信號，其中脈沖寬度從相對應(yīng)的舵盤地址為0180度，呈線性變化。也就是說，給他供應(yīng)必然的脈寬，它的輸出軸就會保持必然對應(yīng)角度上，無論外界轉(zhuǎn)矩怎么改變，

4、直到給它供應(yīng)一個別的寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應(yīng)地址上如圖7所求。舵機(jī)內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20MS，寬度的基準(zhǔn)信號，有一個比出較器，將外加信號與基準(zhǔn)信號對照較，判斷出方向和大小，從而生產(chǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動信號。因此可知，舵機(jī)是一種地址伺服驅(qū)動器，轉(zhuǎn)動范圍不能夠高出180度，適用于那些需要不斷變化并能夠保持的驅(qū)動器中，比方說機(jī)器人的關(guān)節(jié)、飛機(jī)的舵面等。圖7舵機(jī)輸出轉(zhuǎn)角與輸入脈沖的關(guān)系4、舵機(jī)選購市場上的舵機(jī)有塑料齒、金屬齒、小尺寸、標(biāo)準(zhǔn)尺寸、大尺寸，別的還有薄的標(biāo)準(zhǔn)尺寸舵機(jī)，及低重心的型號。小舵機(jī)一般稱為微型舵機(jī)，扭力都比較小，市道上，7g，9g等舵機(jī)指的是舵機(jī)的重量分別是多少

5、克，體積和扭力也是逐漸增大。微型舵機(jī)內(nèi)部多數(shù)都是塑料齒，9g舵機(jī)有金屬齒的型號，扭力也比塑料齒的要大些。futabaS3003，輝盛MG995是標(biāo)準(zhǔn)舵機(jī)，體積差不多，但前者是塑料齒，后者金屬齒，兩者標(biāo)稱的扭力也差很多。春天sr403p，DynamixelAX-12+是機(jī)器人專用舵機(jī)，不同樣的是前者是國產(chǎn)，后者是韓國產(chǎn)，兩者都是金屬齒標(biāo)稱扭力13kg以上，但前者可是改改樣子的模擬舵機(jī)，后者則是RS485串口通信，擁有地址反響，而且還擁有速度反響與溫度反響功能的數(shù)字舵機(jī)，兩者在性能和價格上相差很大。除了體積，外形和扭力的不同樣選擇，舵機(jī)的反響速度和虛位也要考慮，一般舵機(jī)的標(biāo)稱反響速度常有秒/60，

6、秒/60，好些的舵機(jī)有秒/60等的，數(shù)值小反響就快。廠商所供應(yīng)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。這就是力臂的看法，所以擺臂長度愈長，則扭力愈小。速度的單位是sec/60，意思是舵機(jī)轉(zhuǎn)動60所需要的時間。電壓會直接影響舵機(jī)的性能，比方FutabaS-9001在時扭力為cm、速度為秒/60，在時扭力為cm、速度為秒/60。若無特別注明，JR的舵機(jī)都是以為測試電壓，F(xiàn)utaba則是以作為測試電壓。速度快、扭力大的舵機(jī)，除了價格貴，還會陪同著高耗電

7、的特點(diǎn)。所以使用高級的舵機(jī)時，務(wù)必搭配高質(zhì)量、高容量的電池，能供應(yīng)牢固且充裕的?，F(xiàn)在市道上的舵機(jī)魚龍混雜，整體來說仿品不如正品，低價的不如貴的，塑料齒的不如金屬齒的，老的不如新的，國內(nèi)的不如外國的等等，大家不用過于追求極致，依照自己購買力選擇夠用的就行。5、舵機(jī)使用中應(yīng)注意的事項、常用舵機(jī)的額定工作電壓為6V，能夠使用LM1117等芯片供應(yīng)6V的電壓，若是為了簡化硬件上的設(shè)計直接使用5V的供電影響也不是很大，但最好和單片機(jī)進(jìn)行分開供電，否則會造成單片機(jī)無法正常工作。、一般來說能夠?qū)硇盘柧€連接至單片機(jī)的任意引腳，對于51單片機(jī)需經(jīng)過準(zhǔn)時器模塊出PWM才能進(jìn)行控制。但是若是連接像飛思卡爾之類的芯片，由于飛思卡爾內(nèi)部帶有PWM模塊，能夠直接輸出PWM信號，此時應(yīng)將來信號連于專用的PWM輸出引腳上。6、輝盛S90舵機(jī)簡