第13课 执行器—舵机

什么是舵机？
舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。
3.1 执行器——舵机 - 图1

舵机工作原理
舵机有舵盘，位置反馈电位器，减速齿轮组，直流电机和控制电路组成。减速齿轮组由直流电机驱动，其输出转轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。控制电路根据电位器的反馈电压，与外部输入控制脉冲进行比较，产生纠正脉冲，控制并驱动直流电机正转或反转，使减速齿轮输出的位置与期望值相复合。从而达到精确控制转向角度的目的。
3.1 执行器——舵机 - 图2

舵机的参数
转速：由舵机无负载的情况下转过60°角所需时间来衡量，常见舵机的速度一般在0.11/60°~0.21S/60°之间。
扭矩：单位是KG·CM，这是一个扭矩单位。可以理解为在舵盘上距舵机轴中心水平距离1CM 处，舵机能够带动的物体重量。
电压：小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V
重量：以克为单位，微型9g舵机，中型45g，100g舵机等。

DF05BB 5.1Kg 机器人专用舵机
3.1 执行器——舵机 - 图3

舵机的脉冲控制
舵机的控制脉冲周期20ms，脉宽从0.5ms-2.5ms，分别对应-90 度到+90 度的位置，以180度角度伺服为例。
图片.png

  1. 舵机只有3根线，+5V，GND，数据口控制信号线，。舵机转动时需要消耗比较大的电流，所以舵机的电源最好单独提供，不要和单片机使用同一路电源。当然本节中的小舵机问题不大，不过有些时候主板供电不足也会出现，舵机不转动的情况。<br />说了这么多，同学们一定等着急了，想看看舵机里到底是个啥样。<br />![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/jpeg/13010912/1623228940799-84c61ed4-1e81-4e6b-9ad6-9fee5c351f1b.jpeg#height=213&id=Rd0vk&originHeight=2367&originWidth=2400&originalType=binary&ratio=1&status=done&style=none&width=216)![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/jpeg/13010912/1623228942130-3ec4665b-144e-4f2c-8733-8b2e8f0baa66.jpeg#height=213&id=bzcJw&originHeight=2364&originWidth=2636&originalType=binary&ratio=1&status=done&style=none&width=237)![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/jpeg/13010912/1623228943404-818e6893-9604-4294-96a9-ff5888d6d278.jpeg#height=211&id=PGvdf&originHeight=2366&originWidth=2674&originalType=binary&ratio=1&status=done&style=none&width=239)<br />舵机内部集成了一个控制器，可以接收外部的控制信号，并对内部的直流电机进行闭环控制。控制器会对内部的直流电机进行闭环控制，同时会接受外部的控制信号。它通常被用在控制角度变化的执行器上，比如机器人的关节、轮子、航模的尾翼等。当舵机与机械结构组合在一起后，才可以使机器人运动起来。
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知识拓展

“电生磁”现象就是一条直的金属导线通过电流，那么导线周围的
空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。通
常动力设备使用的都是有刷电机，如吹风机、工厂的电动机、家用的
油烟机等等。