1、舵機及轉向控制原理1、概述2、舵機的組成3、舵機工作原理4、舵機選購5、舵機使用中應注意的事項6、輝盛s90舵機簡介7、如何利用程序實現轉向8、51單片機舵機測試程序1、概述舵機也叫伺服電機，最早用于船舶上實現其轉向功能，由于可以通過程序連 續控制其轉角，因而被廣泛應用智能小車以實現轉向以及機器人各類關節運動 中，如圖1、圖2所示。圖1舵機用于機器人圖2舵機用于智能小車中舵機是小車轉向的控制機構，具有體積小、力矩大、外部機械設計簡單、穩 定性高等特點，無論是在硬件設計還是軟件設計，舵機設計是小車控制部分重要 的組成部分，圖3為舵機的外形圖。圖3舵機外形圖2、舵機的組成般來講，舵機主要由以下幾個

2、部分組成，舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計、直流電機、控制電路等，如圖 4、圖5所示變速齒輪組圖4舵機的組成示意圖一可調電位器小型直流電機圖5舵機組成控制電路板舵機的輸入線共有三條，如圖6所示，紅色中間，是電源線，一邊黑色的是 地線，這輛根線給舵機提供最基本的能源保證， 主要是電機的轉動消耗。電源有 兩種規格，一是，一是，分別對應不同的轉矩標準，即輸出力矩不同，對應的要 大一些，具體看應用條件；另外一根線是控制信號線，futaba的一般為白色，jr的一般為桔黃色。另外要注意一點，sanwa某些型號的舵機引線電源線在邊 上而不是中間，需要辨認。但記住紅色為電源，黑色為地線，一般不會搞錯。？圖6舵

3、機的輸出線3、舵機工作原理控制電路板接受來自信號線的控制信號， 控制電機轉動，電機帶動一系列齒 輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的， 舵盤 轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板， 進行反饋，然后控制電路板根據所在位置決定電機轉動的方向和速度，從而達到目標停止。其工作流程為：控制信號一控制電路板一電機轉動一齒輪組減速一舵 盤轉動一位置反饋電位計一控制電路板反饋。流，才可發揮舵機應有的性能。舵機的控制信號周期為20ms的脈寬調制（pwm信號，其中脈沖寬度從相 對應的舵盤位置為0-180度，呈線性變化。也就是說，給他提供一定的脈寬， 它的

4、輸出軸就會保持一定對應角度上， 無論外界轉矩怎么改變，直到給它提供一 個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應位置上如圖 7所求。舵 機內部有一個基準電路，產生周期為 20ms寬度的基準信號，有一個比出較器， 將外加信號與基準信號相比較，判斷出方向和大小，從而生產電機的轉動信號。 由此可見，舵機是一種位置伺服驅動器，轉動范圍不能超過180度，適用于那些 需要不斷變化并可以保持的驅動器中，比如說機器人的關節、飛機的舵面等。輸入信號狀沖寬度(周期為2場工竹)蛻機輸出軸轉稻l5ms2.5rtw圖7舵機輸出轉角與輸入脈沖的關系4、舵機選購市場上的舵機有塑料齒、金屬齒、小尺寸、標準尺寸、大尺寸

5、，另外還有薄 的標準尺寸舵機，及低重心的型號。小舵機一般稱為微型舵機，扭力都比較小， 市面上，7g, 9g等舵機指的是舵機的重量分別是多少克，體積和扭力也是 逐漸增大。微型舵機內部多數都是塑料齒，9g舵機有金屬齒的型號，扭力也比塑料齒的要大些。futaba s3003 ,輝盛mg99呢標準舵機，體積差不多，但前 者是塑料齒，后者金屬齒，兩者標稱的扭力也差很多。春天 sr403p, dynamixel ax-12s機器人專用舵機，不同的是前者是國產，后者是韓國產，兩者都是金屬 齒標稱扭力13kg以上，但前者只是改改樣子的模擬舵機，后者則是rs485串口通信，具有位置反饋，而且還具有速度反饋與溫度

6、反饋功能的數字舵機，兩者在性能和價格上相差很大。除了體積，外形和扭力的不同選擇，舵機的反應速度和虛位也要考慮， 一般 舵機的標稱反應速度常見 秒/60 ,秒/60 ,好些的舵機有 秒/60等的，數 值小反應就快。廠商所提供的舵機規格資料，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 ,意思是舵機轉動?600所需要的時間。？電壓會直接影響舵機的性能，例如 ？futaba?s-9001?

7、在？?時扭力為？cm1速 度為？?秒/60 ,在？時扭力為？cm速度為？?秒/60 ?。若無特別注明，jr%勺 舵機都是以？?為測試電壓，futaba則是以？?作為測試電壓。速度快、扭力大的 舵機，除了價格貴，還會伴隨著高耗電的特點。因此使用高級的舵機時，務必搭 配高品質、高容量的電池，能提供穩定且充裕的。現在市面上的舵機魚龍混雜，總體來說仿品不如正品，便宜的不如貴的，塑 料齒的不如金屬齒的，老的不如新的，國內的不如外國的等等，大家不必過于追 求極致，根據自身購買力選擇夠用的就行。5、舵機使用中應注意的事項1）、常用舵機的額定工作電壓為6v,可以使用lm1117等芯片提供6v的電 壓，如果為了

8、簡化硬件上的設計直接使用 5v的供電影響也不是很大，但最好和 單片機進行分開供電，否則會造成單片機無法正常工作。2）、一般來說可以將來信號線連接至單片機的任意引腳， 對于51單片機需 通過定時器模塊出pwm能進行控制。但是如果連接像飛思卡爾之類的芯片， 由 于飛思卡爾內部帶有pwm1塊，可以直接輸出pwm1號，此時應將來信號連于專 用的pw喻出引腳上。6、輝盛s90舵機簡介由于輝盛s90良好的性價比，目前市面上的價格一般為1015元，因而廣泛應用機器人和智能小車制作設計中，圖 8和圖9分別為s90的外觀和參數。產品型號sg90產品尺寸23x12,2x29mm產品事里9g工作扭矩l6kg/5反應轉速0.12-0.13f/60使用溫度30+60&死區設定5微秒插頭類型jr. futaba通用轉動角度最大180度舵機夷矍模腐弧工作電