微型伺服电机（舵机）原理简介 (微型伺服电机用什么矽钢片)

随着电子技术的不断进步，*伺服电机的应用范围越来越广，如航模、船模、机器人、遥控电动车、简易遥控云台、一般通用模型及其他需精确定位的场所。笔者在此对其介绍如下。一、性能特点监控伺服电机在监听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，监控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后，它就会运动到指定的位置。监控伺服电机有如下特点：大扭力、控制简单、装配灵活、相对经济，但它亦有先天不足：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。二、内部结构图1是一款进口伺服电机外形图，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ML构成的电子控制板处理输入的脉冲信号电路。控制脉冲为0．5～2．5ms、低电平5—ms。其中，直流电机提供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1．2kg*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°-°内*旋转。该舵机外形尺寸为．8mm×．7mm×mm。重量仅为．7g。内部机构见图2。

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三、工作原理伺服电机是一个典型闭环反馈*，其原理可由图3表示。减速齿轮组由电机驱动，其输出端带动一个线性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*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*的电源供应比例必须合理。1．伺服电机的电源引线伺服电机电源三条线中橙色线是控制线，连到控制芯片上。红色线是电源正极线，工作电压是5V。黑色是地线。2．伺服电机的控制伺服电机的控制端需输入周期性的正向脉冲信号，这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms～2ms之间，而低电平时间应在5ms～ms之间，并不很严格。附表所示为一个典型的ms周期性脉冲的正脉冲宽度与监控伺服马达的输出臂在°范围内转动时与输入脉冲的对应关系。3．伺服电机驱动电路MLML是适用于*遥控装置的伺服马达控制专用集成电路。由于内置稳压电路及误差比较电路，从而使得电路即使在电源电压波动和温度变化的情况下也能够稳定可靠。特点为：当输出关断时电流很小(3．5mA)，具有极好的电源和温度稳定特性，死区设计简单，持续高电平输入保护电路。极限参数为：电源电压Vcc最大值7．5V；额定Vcc=4．8V；输出低电平电流Iol=mA，输出高电平电流Ioh=-mA；工作温度T0为-～℃。ML引脚功能为：①外接PNP管基极驱动(1)；②输入；③输出(1)；④地；⑤误差脉冲输出；⑥输出(2)；⑦扩展输入端；⑧外接PNP管基极驱动(2)；⑨稳压输出；⑩电源；伺服位置电压输入；空脚；振荡定时电容；振荡定时电阻。4．伺服电机的运动速度伺服电机的瞬时运动速度是由其内部的直流电机和变速齿轮组的配合决定的，在恒定的电压驱动下，其数值唯一。但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变，例如，我们可把动作幅度为°的转动细分为个停顿点，通过控制每个停顿点的时间长短来实现0°～°变化的平均速度。对于多数伺服电机来说，速度的单位由“度数／秒”来决定。四、采用NE的伺服电机控制板为满足业余爱好者需求而开发的这款低价控制电路，由一块NE组成桕互*的两个脉宽调制发生器，工作电压为+5V，可同时*控制两只伺服电机，可实现X、Y方向的控制。其电路原理图见图4，电路板尺寸：mmxmm，印刷电路图如图5所示，实物照片见图6。