第3讲-舵机原理与应用.pptVIP

舵机工作原理与应用第三讲 舵机的应用 舵机是机电系统的重要执行机构。在航模、船模、车模、机器人等领域得到广泛应用。 舵机是一种位置伺服的驱动器。 * 在智能车中主要用于转弯控制 在智能车中也可用于传感器的摇头控制 刹车控制 伺服器 S3010型（又称舵机） 舵机的结构 舵机工作原理 舵机本身是一个位置随动系统，构成如上图。通过内部位置反馈，它的舵盘输出转角正比于给定的控制信号，因此对它的控制可以使用开环方式。在负载力矩小于其最大输出力矩（6.5Kg.cm)的情况下，它的输出转角正比于给定脉冲宽度。 舵机技术指标 舵机转角与脉宽的关系： 舵机位置调中脉冲 舵机控制工作原理动画演示 舵机的接线： 黑色线--------地线 红色线--------正电源（如+5V) 黄（白）色线--------控制信号线（脉宽信号） 单片机控制舵机的方法 在51单片机中，可由定时器中断的方式来 实现。控制方式为：改变定时器中断的定时 系数，将20毫秒分为两次中断执行，一次短 定时中断和一次长定时中断。 舵机使用几个注意点： 舵机安装连接控制角度的摇杆，因为机械结构的原因，摇杆的初始0度角，与舵机的机械0度角，一般并不重合。在使用时要进行修正。 舵机输出的控制角一般精度较高，但由于其控制的机械装置精度并不高，（如模型车、步行机械人）所以要达到较理想的控制位置，除了仔细调整机械装置外，可由软件进行修正。 机械装置在组装完成后，在工作范围内应无卡死，或阻力过大的情况发生，才可进行软件硬件连调。当舵机通电情况及不通电的情况下，不要手动强行改变其位置。用于控制汽车转弯控制时，应避免汽车的撞击。以免损坏内部的塑料传动齿轮。 舵机供电电压的波动会引起舵机的抖动，因此舵机电压应非常稳定。 要特别注意，绝不可加载让伺服马达输出位置超过±60o的脉冲信号，否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件。 在车模转弯应用中，为了提高响应时间，可加长摇杆长度。 在工作电压范围内，适当选择较高的工作电压，也可提高响应时间。 华北电力大学 自动化系 热工控制实验室 王炳谦 * * 华北电力大学 自动化系 实验中心 王炳谦 图一 舵机实物照片 图二 舵机的内部结构框图 减速齿轮组由马达驱动，其终端（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PWM控制脉冲信号的平均有效电压相等，停止电机，完成位置输出。不等时根据偏差驱动马达正向或反向地转动，使齿轮组的输出位置与期望值相符，从而达到使伺服马达精确定位的目的。 0.16±0.02[Sec/60度] 6.0V时 动作速度： * 6.5±1.3[Kg.cm] 6.0V时 输出扭矩： * 41g 　 重量： 40.0×20×38.1mm 　 体积：（L×W×H) MATAL 轴承，引线长300mm,HORND 其它 　 TR133-15 VR 　 Tricore GM1510 马达 　 S256 基板 　 低成本、高扭矩 特征 　 通用伺服器 主用途 整体介绍： “飞思卡尔”智能车赛指定用舵机 　 舵机S3010主要技术规格 表一 -10-+45度 　 使用温度范围 最大0.3mm 　 晃动量 145±30mA （无负载） 动作时 （6.0V时） * 最大15mA （无负载） 停止时 工作电流： 130±25mA （无负载） 动作时 （4.8V时） 最大15mA （无负载） 停止时 工作电流： * 4.0-6.0 [V] 　 工作电压范围： * 最大10度 左右差 　 60 ± 10度 CCW 　 60 ± 10度 CW 动作角度： * 脉宽 1520-2120 [us] CCW （逆时针） * 脉宽 1520-920 [us] CW 动作方向：(顺时针） * 表一续 * 重点关注 脉冲周期一般选在20毫秒左右 图三 V t 图四 伺服电机的角度主要由高电平的脉宽来控制 图五 +5V 控制信号（PWM) 图六 *