圖為森漢科技舵機(jī)產(chǎn)品

什么是舵機(jī)

舵機(jī)是遙控模型，人型機(jī)器人控制動作的動力來源，不同類型的動力需求所需的舵機(jī)種類也隨之不同。如何審慎地選擇經(jīng)濟(jì)且合乎需求的舵機(jī)，也是一門不可輕忽的學(xué)問。

舵機(jī)的構(gòu)造

舵機(jī)主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由機(jī)器人的主控板發(fā)出PWM信號給舵機(jī)，經(jīng)由舵機(jī)電路板上的IC做出相應(yīng)的處理，判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動時電阻值也會隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉(zhuǎn)動的角度。一般的伺服馬達(dá)是將細(xì)銅線纏繞在三極轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時便會產(chǎn)生磁場，與轉(zhuǎn)子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的作用力。依據(jù)物理學(xué)原理，物體的轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量成正比，因此要轉(zhuǎn)動質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。舵機(jī)為求轉(zhuǎn)速快、耗電小，於是將細(xì)銅線纏繞成極薄的中空圓柱體，形成一個重量極輕的五極中空轉(zhuǎn)子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是無核心馬達(dá)。

為了適合不同的工作環(huán)境，有防水及防塵設(shè)計(jì)的舵機(jī)；并且因應(yīng)不同的負(fù)載需求，舵機(jī)的齒輪有塑膠及金屬之區(qū)分，金屬齒輪的舵機(jī)一般皆為大扭力及高速型，具有齒輪不會因負(fù)載過大而崩牙的優(yōu)點(diǎn)。較高級的舵機(jī)會裝置滾珠軸承，使得轉(zhuǎn)動時能更輕快精準(zhǔn)。滾珠軸承有一顆及二顆的區(qū)別，當(dāng)然是二顆的比較好。目前新推出的 FET 舵機(jī)，主要是采用 FET(Field Effect Transistor)場效電晶體。FET 具有內(nèi)阻低的優(yōu)點(diǎn)，因此電流損耗比一般電晶體少。

技術(shù)規(guī)格

廠商所提供的舵機(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。這就是力臂的觀念，因此擺臂長度愈長，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。

選擇舵機(jī)

舵機(jī)可以根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇。例如人型機(jī)器人，頭部的舵機(jī)不需要太多的負(fù)重，就可因選塑料齒輪的；手部舵機(jī)負(fù)重相對比較小，可以選擇一些小扭矩的金屬齒輪舵機(jī)。

舵機(jī)的保養(yǎng)

一般說來舵機(jī)并不需要特別的保養(yǎng)，只要注意下列重點(diǎn)，就可使您的舵機(jī)長命百歲。直升機(jī)的機(jī)械可動部份，不可小於舵機(jī)的行程活動范圍。舵機(jī)不能出現(xiàn)在0°或180°極限位置停止的情況。不要隨意改變電源電壓，例如接收機(jī)用7.4V，請勿為了提升舵機(jī)的性能而改用 9V。避免舵機(jī)過度負(fù)載，依照工作的性質(zhì)與擺臂的長度，決定扭力的大小。善用避振墊圈來保護(hù)舵機(jī)，安裝舵機(jī)時不可過度鎖緊，造成避振墊圈變形。更換舵機(jī)齒輪時必須使用陶瓷系潤滑油，請勿使用礦物系潤滑油，以免造成塑膠齒輪變質(zhì)，容易斷裂。若您的舵機(jī)沒有防水防塵的功能，請避免讓水或塵土跑進(jìn)舵機(jī)內(nèi)。

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