文档介绍：伺服电机(舵机)及其在各领域的应用
                                                  
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伺服电机(舵机)及其在各领域的应用
   随着人类社会的发展及电子技术的不断进步。伺服电机的应用范围越来越广泛,如航模、船模、机器人、遥控电动车、简易遥控云台、一般通用模型及其它需精确定位的场所。
航空模型领域:
    航空模型运动是以操纵、放飞自制或装配的模型航空器进行户外活动、训练比赛或创纪录飞行的一项科技性较强的运动。航空模型运动的生命力在于它的趣味性和知识性。亲手制作的矫健雄鹰翱翔蓝天,往往会使青少年产生美好的遐想,激励他们不停地追求与奋斗,从而使他们从兴趣爱好走进献身祖国航空事业。参与这项活动还可以学到许多科技知识,培养动手、动脑和克服困难勇于进取的优秀品质,促进德智体全面发展。随着人民物质文化水平的不断提高,航空模型运动也将作为一项陶冶情操的高雅休闲活动而吸引更多的成年人的参与。
   伺服电机是飞行控制系统的执行机构,亦称舵机。它按照计算机的输出指令对飞机的各操纵面进行直接(复合舵机型)或间接(辅助舵机型)控制。按使用能源可分为:机电、电液和气动舵机三种; 按被控物理量可分为:位置、速度及力舵机三种。目前在飞控系统中常用的是位置式电液伺服舵机,电动式伺服舵机目前也得到迅速发展。
机器人领域:
    由于国内机器人的活动起步较迟,很多人对机器人技术不了解。认为制造机器人非常困难,其实,制造一个个人机器人并不难于制造一个模型车,我们可以利用伺服电机配以高精度控制电路灵活控制机器人的各转动部位,从而制作出一种简易控制的机器人,而且会使你从中感受到另一种乐趣,开阔你的视野,启发你的灵感。
高力矩舵机(伺服电机)的变通利用――――简易遥控云台
    用伺服电机与郑州市东明电子有限公司开发的控制板配合可做成简易云台。将舵机输出轴上装上一块大小合适的塑料板,用自攻螺丝固定好,即成一平台。将摄像头固定其上,用控制板上的电位器可自由控制此云台在240˙范围内的角度任意转动。如此简易之云台作为业余自制,用于家庭监控系统已经非常实用了。
微型伺服电机简介
    微型的伺服电机在无线电业余爱好者的航模活动中使用已有很长一段历史,而且应用最为广泛,国内亦因此称之为“舵机”。可见,微型伺服电机主要用作运动方向的控制部件。伺服电机本质上是可定位的电机。当伺服电机接受到一个位置指令,它就会运动到指定的位置。个人机器人模型中常用到它作为可控的运动关节,这些活动关节我们也常称它为自由度。   微型伺服电机有着如下的优点:大扭力、控制简单、装配灵活、相对经济,但它亦有着先天的不足:首先它是一个精细的机械部件,超出它承受范围的外力会导致其损坏,其次它内藏电子控制线路,不正确的电路连接也会对它造成损毁,因此,很有必要在使用前先了解伺服电机的工作原理,以免造成不必要的损失。
微型伺服电机内部结构:
    郑州市东明电子有限公司正在销售的进口伺服电机(外形见图1)内部包括一只小型直流电机;变速齿轮组;反馈可调电位器及由三菱M51660L构成的电子控制板处理输入的脉冲信号。-  低电平5-20ms。其中,直流电机提供了原始动力带动减速齿轮组,产生高扭力的输出(该舵机力矩为 4Kg/cm),齿轮组的变速比越大,伺服电机的输出扭力也越大,越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低。为提高耐磨性能,输出轴与外壳间采用铜轴套结构。舵机可在0-240度内自由旋转。××39mm。。30元的价位绝对物有所值。内部机构见图2
          
 图1                                      图2
伺服电机的工作原理:
伺服电机是一个典型闭环反馈系统,其原理可由下图表示:
 
 
    减速齿轮组由电机驱动,其输出端带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动电机正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲最终趋于为0,从而达到使伺服电机精确定位的目的。
    标准的伺服电机有三条控制线。分别为:电源、地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流电机及控制电路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
    伺服电机的电源引线:伺服电机电源引线三条线中橙色的线是控制线,连到