风筝
发表于: 2019-1-2 09:44:58 | 显示全部楼层

了解伺服电机的细节以及为您的项目选择伺服电机的优缺点。


如果您正在开发一个具有移动部件的项目,您可能正在寻找一种可以使该运动成为可能的电机。在本系列中,我们将探讨创客使用的最流行的电机类型。首先,我们介绍了有刷直流电机,然后介绍了无刷电机


虽然有刷和无刷直流电机密切相关,但伺服电机提供不同类型的运动和动力。


伺服电机概述

伺服电机是一种特殊类型的电机,与大多数其他电机不同,它设计用于精确定位而不是可控速度。

servo motors used in robotics.jpg

伺服系统广泛用于机器人,因为它们允许机器人控制器将关节定位到精确的角度。


因此,与上一节中讨论的有刷直流电机不同,可以通过施加不同的电压使其在特定的速度下运行,通过伺服电机,计算机发送一个信号,命令伺服电机移动到特定的角度:

  1. myservo.write(90); // set servo to 90 degrees (its mid-point)
复制代码

伺服电机如何工作?

伺服电机的结构比有刷直流电机复杂得多。

parts of a servo motor.jpg

伺服电机的主要工作部件。


伺服电机的核心,即伺服内部的实际电机,是有刷直流电机,就像上面讨论的那样。


然而,除了有刷电机之外,还有一些其他部件使伺服系统与其他类型的电动机不同。这与定位有关。


在电机的顶部,在上盖下面,有一组齿轮。这些齿轮有两个主要目的:

1.    它们赋予电机机械优势,产生比电机输出更大的扭矩。

2.    齿轮将电动机和定位传感器连接在一起。在大多数伺服系统中,定位传感器是电位计。电位计允许伺服机构知道电机轴的精确角度。


最后,伺服电机由板载电路板控制,该板通过信号线将来自连接的计算机的命令转换为电机运动。


伺服电机的优点

●    绝对定位系统:使用伺服的要点是因为它们允许计算机设置电机将移动的特定角度。然而,不仅如此,如果伺服机构移动,控制器可以查询电机以确定其角度。

●    高速大扭矩:由于采用了传动系统,伺服系统可以产生大的扭矩,并且可以高速移动。

●    保持力矩:使用伺服系统的另一个好处是,一旦将其设置为特定角度,伺服系统将抵抗试图将其移出位置的力。如果伺服经受的力太大而伺服不能保持位置,并且电机移出位置,则一旦移除力,它将再次移回。

servo motor rankings.jpg


伺服电机的缺点

●    机械复杂:伺服系统结合了有刷直流电机、电位计、一组复杂的齿轮和控制器PCB。这种复杂性意味着与其他电机类型相比,存在更多潜在的故障点。

●    价格昂贵:由于它们的复杂性,伺服系统(尤其是高性能型号)可能会变得昂贵。

●    周围的设计复杂:与可以安装到孔中或使用标准安装孔图案的其他类型的电机相比,伺服电机更难以结合到设计中。

      电机轴偏离壳体中心,安装法兰也是如此。机箱背面没有枢轴点。电机顶部不是完全平坦的。所有这些因素相结合,使伺服系统融入您的设计有点棘手。

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