船舶技术讲坛系列讲座2013 — 液压舵机(CCS产品审图中心李宁)

舵机知识

DIYer修炼：舵机知识扫盲 双向电梯 ? 1 简介 ? 2 舵机的结构和原理 ? 3 选择舵机 ? 4 舵机的支架和连接装置 ? 5 如何控制舵机 ? 6 舵机应用：云台网络摄像头 ?7 如何DIY连续旋转的舵机 ?8 连续旋转舵机的应用：5分钟的绘图机器人 1 简介 舵机控制的机器人 ● 我猜你肯定在机器人和电动玩具中见到过这个小东西，至少也听到过它转起来时那与众不同的“吱吱吱”的叫声。对，它就是遥控舵机，常用在机器人技术、电影效果制作和木偶控制当中，不过让人大跌眼镜的是，它竟是为控制玩具汽车

和飞机才设计的。 ● 舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈圈，它可以根据你的指令旋转到0至180度之间的任意角度然后精准的停下来。如果你想让某个东西按你的想法运动，舵机可是个不错的选择，它控制方便、最易实现，而且种类繁多，总能有一款适合你呦。 ● 用不着太复杂的改动，舵机就可摇身一变成为一个高性能的、数字控制的、并且可调速的齿轮电机。在这篇文章中，我会介绍舵机使用的的一些基础知识以及怎样制作一个连续运转舵机。 2 舵机的结构和原理

A.标准舵机图解 ● 遥控舵机（或简称舵机）是个糅合了多项技术的科技结晶体，它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成，是一套自动控制装置，神马叫自动控制呢？所谓自动控制就是用一个闭环反馈控制回路不断校正输出的偏差，使系统的输出保持恒定。我们在生活中常见的恒温加热系统就是自动控制装置的一个范例，其利用温度传感器检测温度，将温度作为反馈量，利用加热元件提输出，当温度低

于设定值时，加热器启动，温度达到设定值时，加热器关闭，这样不就使温度始终保持恒定了吗。 B.闭环反馈控制 ● 对于舵机而言呢，位置检测器是它的输入传感器，舵机转动的位置一变，位置检测器的电阻值就会跟着变。通过控制电路读取该电阻值的大小，就能根据阻

舵设计计算书

3.舵的性能设计 设计船主尺度为Lbp=138.7m ， B=25.1m ，设计吃水d=6.2m ，Cb=0.7893;单螺旋桨直径D=4.10m,轴线离基线高2.35m ，桨推力387000N ，设计速度V=13Kn 。要求设计桨后的单舵，并计算舵机功率。 3.1.确定舵面积 按村桥-山田图谱决定舵面积比μ， 3.2B p C B d ==,20.09k d L ==, 从图中查得μ=0.0186,则舵面积为215.96R A m =，结合本船尾部线型，舵轴线自船体壳板到基线距离为5.68m,舵托高0.3m 左右，若舵下缘离基线0.37m,舵上缘离船体壳板0.26m,舵高h 可取 5.05m ，查询资料，取平衡比0.268e =则舵宽 3.16R b A h m ==,展弦比1.60h λ==，若再增大舵面积，势必增加b ，λ还要减小，是不利的。所以确定舵面积为15.96㎡。考虑到舵杆直径因素，采用NACA0018剖面。此时桨尾流内舵面积 112.956R A =㎡，即10.81R R A A η==。 平衡比e 的大致范围 方形系数CB 平衡比e 0.60.70.8 0.25—0.260.26—0.270.27—0.28 3.2．舵力及舵机功率计算 3.2.1.单独舵舵力 考虑到舵杆直径因素，采用NACA0018剖面。根据NACA0018试验资料使用普兰特（Prandtl ）公式换算： 2 1212122121212157.311116, 1.60,,,,Y y y p p x x C y C C C C C C C λλααπ λλπλλ???? =====+ ?-=+ ?- ? ????? 列表计算见表如： α105101520253035CY 00.240.470.710.91.13 1.32 1.42CX1 00.010.040.130.30.460.73 1.01α105101520253035CX200.01940.0760.2120.40.67 1.02 1.34CN2 00.24060.4740.73911.31 1.661.949α2 07.007313.9320.942834.54146.88λ1=6的试验数据λ2=1.60的换算结果 连成曲线后，在图标从新上读取λ2=1.60的NACA0018的数据

舵机原理

1、概述 舵机最早出现在航模运动中。在航空模型中，飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。举个简单的四通飞机来说，飞机上有以下几个地方需要控制： 1) 发动机进气量，来控制发动机的拉力（或推力）； 2) 副翼舵面（安装在飞机机翼后缘），用来控制飞机的横 滚运动； 3) 水平尾舵面，用来控制飞机的俯仰角； 4) 垂直尾舵面，用来控制飞机的偏航角； 不仅在航模飞机中，在其他的模型运动中都可以看到它的应用：船模上用来控制尾舵，车模中用来转向等等。由此可见，凡是需要操 作性动作时都可以用舵机来实现。 2、结构和控制 一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k、直流电机、控制电路板等。

工作原理：控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。 舵机的基本结构是这样，但实现起来有很多种。例如电机就有有刷和无刷之分，齿轮有塑料和金属之分，输出轴有滑动和滚动之分，壳体有塑料和铝合金之分，速度有快速和慢速之分，体积有大中小三种之分等等，组合不同，价格也千差万别。例如，其中小舵机一般称作微舵，同种材料的条件下是中型的一倍多，金属齿轮是塑料齿轮的一倍多。需要根据需要选用不同类型。 舵机的输入线共有三条，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V，一是6.0V，分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而

航模舵机控制原理详解

在机器人机电控制系统中，舵机控制效果是性能的重要影响因素。舵机可以在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构，其简单的控制和输出使得单片机系统非常容易与之接口。 舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。 其工作原理是： 控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。当然我们可以不用去了解它的具体工作原理，知道它的控制原理就够了。就象我们使用晶体管一样，知道可以拿它来做开关管或放大管就行了，至于管内的电子具体怎么流动是可以完全不用去考虑的。 3. 舵机的控制： 舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms~2.5ms 范围内的角度控制脉冲部分。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的： 0.5ms--------------0度； 1.0ms------------45度； 1.5ms------------90度； 2.0ms-----------135度； 2.5ms-----------180度； 这只是一种参考数值，具体的参数，请参见舵机的技术参数。 小型舵机的工作电压一般为4.8V或6V，转速也不是很快，一般为0.22/60度或0.18/60度，所以假如你更改角度控制脉冲的宽度太快时，舵机可能反应不过来。如果需要更快速的反应，就需要更高的转速了。 要精确的控制舵机，其实没有那么容易，很多舵机的位置等级有1024个，那么，如果舵机的有效角度范围为180度的话，其控制的角度精度是可以达到180/1024度约0.18度了，从时间上看其实要求的脉宽控制精度为2000/1024us约2us。如果你拿了个舵机，连控制精度为1度都达不到的话，而且还看到舵机在发抖。在这种情况下，只要舵机的电压没有抖动，那抖动的就是你的控制脉冲了。而这个脉冲为什么会抖动呢？当然和你选用的脉冲发生器有

舵机及转向控制原理

舵机及转向控制原理 令狐采学 1、概述 2、舵机的组成 3、舵机工作原理 4、舵机选购 5、舵机使用中应注意的事项 6、辉盛S90舵机简介 7、如何利用程序实现转向 8、51单片机舵机测试程序 1、概述 舵机也叫伺服电机，最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，因而被广泛应用智能小车以

实现转向以及机器人各类关节运动中，如图1、图2所示。 令狐采学创作 图1舵机用于机器人 图2舵机用于智能小车中 舵机是小车转向的控制机构，具有体积小、力矩大、外部机械设计简单、稳定性高等特点，无论是在硬件设计还是软件设计，舵机设计是小车控制部分重要的组成部分，图3为舵机的外形图。 图3舵机外形图 2、舵机的组成 一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿 轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路等，如图4、图5所示。 图4舵机的组成示意图 图5舵机组成

舵机的输入线共有三条，如图6所示，红色中间，是电源线，一边黑色的是地线，这辆根线给舵机提供最基本的能源保证，主要是电机的转动消耗。电源有两种规格，一是4.8V, —令狐采学创作是6.0V,分别对应不同的转矩标准，即输出力矩不 同，6.0V对应的要大一些，具体看应用条件；另外一根线是控制信号线，Futaba的一般为白色，JR的一般为桔黄色。另外要注意一点，SANWA的某些型号的舵机引线电源线在边上而不是中间，需要辨认。但记住红色为电源，黑色为地线，一般不会搞错。 图6舵机的输出线 3、舵机工作原理 控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在位置决定电机转动的方向和速度，从而达到目标停止。其工作流程为：控制信号一控制电路板―电机转动-齿轮组减速-舵盘转动?位置反馈电位计-控制电路板反馈。

液压舵机

第六节液压舵机 1056 平衡舵是指舵叶相对于舵杆轴线。 A．实现了静平衡 B．实现了动平衡 C．前后面积相等 D．前面有一小部分面积 1057 平衡舵有利于。 A．减小舵叶面积 B．减少舵机负荷 C．增大转船力矩 D．增快转舵速度1058 舵叶上的水作用力大小与无关。 A．舵角 B．舵叶浸水面积 C．舵叶处流速 D．舵杆位置 1059 舵机转舵扭矩的大小与有关。 A．水动力矩 B．转船力矩C．舵杆摩擦扭矩 D．A与C 1060 舵叶的平衡系数过大会造成。 A．回舵扭矩增大 B．转舵速度变慢 C．船速下降 D．转舵扭矩增大 1061 船舶倒航时的水动力矩不会超过正航时的水动力矩，因为倒航时。 A．最大航速低 B．水压力中心距舵杆距离近 C．倒航使用舵角小 D．A＋ B 1062 采用平衡系数恰当的平衡舵主要好处是。 A．舵杆轴承径向负荷降低 B．转舵速度提高 C．常用舵角和最大航角时转航为拒皆降低 D．常用舵角时转舵扭矩不降低，最大舵角时降低 1063 舵的转船力矩。 A．与航速无关 B．与舵叶浸水面积成正比 C．只要舵角向90度接近，则随之不断增大 D．与舵叶处水的流速成正比 1064 关于舵的下列说法错的是。 A．船主机停车，顺水漂流前进，转航不会产生舵效。 B．转舵会增加船前进阻力。 C．转舵可能使船横倾和纵倾。 D．舵效与船途无关 1065 船正航时下列情况中舵的水动力矩帮助舵叶离开中位。 A. 平衡舵小舵角时 B．平衡舵大舵角时 C．不平衡舵小舵角时 D．不平衡舵大舵角时 1066 正航船舶平衡舵的转舵力矩会出现较大负扭矩的是。 A．小舵角回中 B．小舵角转离中位 C．大舵角回中 D．大舵角转离中位1067 限定最大舵角的原因主要是。 A．避免舵机过载 B．避免工作油压太高 C．避免舵机尺度太大 D．转船力矩随着舵角变化存在最大值 1068 某船若吃水和航速相同，在最大舵角范围内操舵，正航与倒航所需转舵力矩。 A．相同 B．前者大 C．后者大 D．因船而异 1069 舵机公称转舵扭矩是按正航时确定，因为。 A．大多数情况船正航 B．正航最大舵角比倒航大 C．同样情况下正航转舵扭矩比倒航大D．正航最大航速比倒航大得多 1070 舵机在正航时的转舵扭矩一般比倒航大，因为。 A．倒航舵上水压力的力臂较短 B．同样航速倒航时舵上水压力较小 C．A十B D．倒航最大航速比正航小得多 1071 下列关于舵的水动力矩和转船力矩的说法对的是。 A．与船速成正比 B．与船速平方成正比 C．与舵叶处水流速度成正比 D．与舵叶处水流速度平方成正比 1072 舵机公称转舵扭矩是指转舵扭矩。 A．平均 B．工作油压达到安全阀开启时 C. 船最深航海吃水、最大营运航速前进，最大舵角时的 D．船最深航海吃水、经济航速前进，最大舵角时的

舵机控制板使用说明(中文)

舵机控制板使用说明V1.2 产品特点 ●采用32位ARM 内核的处理器芯片 ●独创的在线升级机制，用户可以在线升级固件 ●自动识别波特率 ●采用USB和UART通讯接口 ●1us的控制精度（相当于舵机的0.09度） ●可以同时同步控制32个舵机（24路舵机控制板可以同时同步控制24个，16路舵机控制板可以同时 同步控制16个舵机） ●内置512K 存储芯片，可存储上百个动作组 ●功能强大的电脑软件（内置3种语言，简体中文、繁体中文、英语） ●拥有Android手机控制软件 供电 舵机控制板需要2个电源: 舵机电源和芯片电源 舵机电源（正极）：VS（图中3号位置的蓝色接线端子的左端） 舵机电源（负极）：GND（图中3号位置的蓝色接线端子的中间） 舵机电源的参数根据实际所接舵机的参数而定，如TR213舵机的供电电压是4.8-7.2V，那么舵机电源就可以用电压在4.8-7.2V之间的电源。 芯片电源（正极）：VSS（图中3号位置的蓝色接线端子的右端）

芯片电源（负极）：GND（图中3号位置的蓝色接线端子的中间） VSS的要求是6.5-12V，如果芯片供电是从VSS端口输入的，那么电源的电压必须是6.5-12V之间。 另外： 1. 图中2号位置的USB接口可以给芯片供电，所以USB接口和VSS端口，任选其一即可。 2. 图中1号位置也可以给芯片供电，标记为5V和GND，5V是正极，GND是负极，供电电源的电压必 须是5V。 3. 图中1、2、3号位置都可以给芯片供电，任选其一即可。 4. 图中4号位置的绿色LED灯是芯片电源正常的指示灯，绿色灯亮，表示芯片供电正常，绿色灯灭，表 示芯片供电异常。 5. 图中5号位置的绿色LED灯是舵机电源正常的指示灯，绿色灯亮，表示舵机供电正常，绿色灯灭，表 示舵机供电异常。 如果需要控制舵机，2个绿色的LED灯都亮是前提条件。

船舶液压舵机的营运检验

第28卷第3期江苏船舶Vol．28No．3 2011年06月JIANGSU SHIP June．2011 船舶液压舵机的营运检验 曹廷，王宜海 （安徽省安庆市地方海事局，安徽安庆246003） 摘要：介绍了船舶舵机的基本结构，分析了船舶舵机容易出现的故障，提出了船舶舵机检验时的注意事项以及应掌握的重点。 关键词：舵机；液压舵机；船舶检验 中图分类号：U664．4+1文献标识码：B 1舵机的基本结构 船舵主要由舵叶、舵杆、舵机等部分组成。船舵能够接受驾驶者的命令并按照命令改变船舵的位置是依靠舵机带动舵叶来实现的。而舵机是整个舵系统中比较容易出现故障的部位，也是船舶在营运检验时着重注意检查的地方。 液压舵机具有重量轻、尺寸小、灵敏度高，工作平稳安全可靠，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪音低、振动小，而且可实现无级变速，功率的范围广。所以现代化的大中型船舶上，广泛采用液压舵机。故本文以液压舵机作为分析对象。 液压舵机用油液作为传递能量的介质，利用油液的不可压缩性及流量、压力和流向的可控性来实现转舵。舵机通过油泵把机械能转化为油液的压力能，然后通过转舵机构把压力能又转化为机械能，来实现舵的左、右转向。 液压舵机由三大部分组成：推舵机构、液压系统与操舵控制系统。推舵机构的作用是将液压能转换成机械能，推动舵叶偏转。液压系统的作用是向舵机提供足够的液压能．并设置所需的保护与控制装置。操舵控制系统的作用为：一是传递舵令，二是控制操舵精度。 2舵机容易出现的故障 舵机比较容易出现故障的情况主要分为两大部分，一是硬件类的故障，二是软件类的故障。舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥效用。 收稿日期：2010－12－18 作者简介：：曹廷（1973－），男，工程师，主要从事船舶检验工作；王宜海（1954－），男，高级工程师，主要从事船舶检验工作 常见的硬件故障有： （1）通信系统的故障。驾驶员发出的舵令信号不能输出至舵机，舵机接收不到舵令。驾驶台与舵机间无法通话等。 （2）电力系统的故障。动力电路、配电板等电力输出故障，使电动机无法正常运转。两路电力线路只有一路可以使用。 （3）液压系统的故障。液压系统密封性能出现问题，有油路泄漏或有旁通现象、主油路锁闭不严、油位过低、液压系统内有空气等问题，使液压系统不能正常运行。 软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在的问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。 3检验时应注意的问题 3．1外观检查中应注意的问题 （1）大致观察舵机间的情况，即舵机系统的外观是否清洁；设备是否有腐蚀、锈蚀情况出现；舵机间地板上是否有液压油；有没有按要求铺设防滑装置等。由此初步判断设备保养情况。 （2）检查舵机舵柱保养情况。 （3）检查舵机集油盘应无大量污油。 3．2检查舵设备应注意的问题 （1）检查驾驶台与舵机间通话是否正常。 （2）运行舵机时，驾驶员发出的舵令信号能不能输出至舵机，即舵机能否接收到舵令，来确认通信系统是否正常。 检查动力电路、配电板等电力输出是否出现故障，即电动机能否正常运转，2路电力线路是否都可以使用。

STM32舵机控制板原理图

1 2 3 4 5 6 A B C D 6 54321D C B A Titl e Number Revision Size B Date:28-Jan-2010Sheet of File: D:\STM 32多功能多路舵机控制板\STM 32多功能多路舵机控制板PR OTEL\STM 32舵机控制板.Ddb Drawn B y :BOOT060NR ST 7 OS C_IN/PD0 5 OS C_OUT/PD1 6 PA0-WKUP 14 PA115PA216PA317PA420PA521PA622PA7 23PA841 PA942PA1043PA1144PA12 45 PA13/JTMS/S WDIO 46PA14/JTCK/S WCLK 49PA15/JTDI 50 PB 026PB 1 27 PB 2/BOOT128PB 3/JTDO 55PB 4/JNTRST 56PB 557PB 658PB 7 59PB 861PB 962PB 1029PB 1130PB 1233PB 1334PB 1435PB 1536PC 08PC 19PC 210PC 311PC 424PC 525PC 637PC 7 38PC 839PC 940PC 1051PC 1152PC 12 53PC 13-TAMPER-RTC 2PC 14-OS C32_IN 3PC 15-OS C32_OUT 4PD254VB AT 1VDD_132VDD_248VDD_364VDD_419VDDA 13 VS S_131VS S_247VS S_363VS S_418VS SA 12 U1 STM 32F 103RB T6 CD/DAT3 1CM D 2VS S 3VDD 4CLK 5VS S 6DAT07DAT18DAT2 9 JP7 SD 卡座 A 1 1A 2A 23 B 16B 5B 2 4 JP11KEY C1+ 1 V+2C1-3C2+4 C2-5 V-6 T2out 7 R2i n 8VC C 16 GND 15T1out 14R1i n 13R1out 12T1i n 11T2i n 10R2out 9 JP13MAX232 1 62738495J7 DB 9 Y18M HZ C3 20p C4 20p OS C_IN OS C_OUT US ART1_TX US ART1_RX C9 0.1uf C110.1uf C100.1uf C80.1uf C12 0.1uf 1 234J5CON4 1234J6CON4 1 234J4CON4 1234567 8 JP4HEADER 4X2 1234567 8 JP6HEADER 4X2 1234567 8 JP3HEADER 4X2 1234567 8 JP1 HEADER 4X2 1234567 8 JP2 HEADER 4X2 1234567 8 JP5 HEADER 4X2 1234J1CON4 1234J2CON4 1234J3CON4 vcc VC C VC C VC C VC C VC C 5V VC C02VC C11 GND04NTRST 3GND16TDI 5GND28TM S 7GND310TC K 9GND412RTCK 11GND514TDO 13GND616NR ST 15GND718NC 017GND820 NC 1 19 JP8JTAG 3V3 JTR ST JTDO JTR ST JTDO R1310k C5 100nf 3V3 S1 SW-PB SPI1_NS S SPI1_SC K SPI1_MISO SPI1_MOSI SPI1_NS S R3 100R1100R2 100 SPI1_MOSI SPI1_SC K SPI1_MISO C2100nf 3V3 3V3 C1100nf OS C_IN OS C_OUT US ART1_TX US ART1_RX 12345 6 JP12 HEADER 3X2 3V3R1210K R1110K BOOT1 BOOT0 BOOT0 BOOT11234 8765S2SW DIP-4 3V3 R710K R810K R910K R1010K PA0PA1PA2PA3 PA0PA1PA2PA33V3 C610p C710p US B_DM US B_DP US B_DISCONNEC T PC 0PC 1PC 2PC 3 PC 7PC 6PC 4PC 5 PC 8PC 9PC 10PC 11 PC 12PB 5PB 6PB 7PB 8 PB 11PB 10PB 9PB 12 PB 13PB 14PB 15 PB 5PB 6PB 7PB 8PB 9PB 10PB 11PB 12PB 13PB 14PB 15PC 0PC 1PC 2PC 3PC 4PC 5PC 6PC 7PC 8PC 9PC 10PC 11PC 12 VUSB 1GND 5 ID 4D+3D-2C24 MINI_USB 5V R422 R522R61.5k US B_DM US B_DP US B_DISCONNEC T Y2 32.768KHZ R15 1k 5V 2 3 1 R16 POWER 5V 1 2JP10 HEADER 212JP9 HEADER 2 VC C 3V3 C13100nf C1410uf C15 100nf C1647u f C17 100n f C184.7u f C19100n f C20100n f C21100n f C22100n f C23 100n f R141K +C251000u f Vin 3 G N D 1 Vout 2U2 VOLTREG Vin 3 G N D 1 Vout 2 U3 VOLTREG D2 LED D1LED

船舶常用液压系统

船舶常用液压系统 船舶甲板机械的操纵和控制广泛使用液压系统，常用液压系统的设备主要有舵机、锚机、绞车、舱口盖和起货机等。另外还有采用可变螺距螺旋桨的船舶，其螺距的变化也采用液压系统，军船的减摇鳍一般也采用液压操纵等。本节对一些常用的液压系统作简单的介绍。 一、液压锚机 目前船舶上使用的锚机一般都组合有绞缆机。所以它除了要实现起抛锚外，还应具有绞缆的功能。液压锚机能实现无级调速，并具有体积小、过载能力强、运转平稳、操作方便等优点，因此在大中型船舶中应用十分广泛。 图6.6.1所示为锚机液压系统工作原理图。该系统主要由主油泵1、溢流阀2、单向阀3、压力表4、控制阀5、液压马达6、冷却器7、过滤器8、高位油箱9、观察器10、储油箱11、手摇泵12、过滤器13、操纵阀14和换速阀15组成。 图6.6.1 锚机液压系统工作原理 主油泵；2-溢流阀；3-单向阀；4-压力表；5-控制阀；6-液压马达；7-冷却器8，13-过滤器；9-高位油箱；10-观察器；11-储油箱；12-手摇泵；14-操纵阀；15-换速阀 系统的基本工作原理是主油泵1由电动机带动，油泵压出的油液经单向阀3，控制阀5，进入双作用油马达6，将液压能转换为机械能，执行起、抛锚和绞缆工作。油马达回油经滤器8（如果滤器堵塞可以从单向阀旁通），到达冷却器7，冷却后又被油泵吸入。所以本系统属于闭式回路。 溢流阀2作为安全阀使用。系统压力超过额定值时，溢流阀打开溢流。单向阀3作为执行机构液压锁，阻止起锚倒滑和油液冲击油泵。油马达内部装有放气阀和安全阀，防止超载。系统油液的补充或溢出通过高位油箱9来调节。高位油箱内油液的补充可以通过手摇泵12从储油箱中打至高位油箱。观察器10为高位油箱溢流或泄放油液时观察用。

液压舵机操作实验

实验三液压舵机的操作实验 一、实验内容 1、液压舵机遥控系统操舵试验与调整。 2. 电子式随动操舵系统操舵实验。 二、实验要求 通过实验，熟悉典型液压航机及遥控系统的组成和工作原理，掌握操舵方法。 三、实验设备 YD100 －1.6 / 28型液压舵机1套 D D1型电子随动操舵仪1台 （一）YD100 － 1.6 / 28型液压舵机 该舵机由广西梧州华南船舶机械厂制造。现装于辅机实验室内。 其主要技术数据如下： 型号：Y D100－ 1.6／ 2 8 公称力矩： 1.6 t m（15.6 KN.M） 转舵时间：28 sec 最大转角正负35度 工作压力：100 kg／cm2 （9.81MPa） 安全阀调整压力：110kg／cm2 (10.8MPa) 电动机型号：JO2H－12－4（Y80L2一4） 电动机功率：0.8 kW 电动机转速: 1500 r.p.m． 电动机电压。380 V 油泵型号；10 SCYI4一1 油泵排量；10 m L／r 最大工作压力：320 kg／cm2(31.4MPa) 电磁阀型号: 34 E 1M－B10H－T

电磁阀流量：40L／min 电磁阀最大工作压力：210 kg／cm2（20.59 MPa） 溢流阀型号：Y E－B10 C 电磁阀流量：40 L／min 溢流阀最大工作压力：140 kg／cm2（13.73MPa） 注：转舵时间系指单机而言，双机组工作时，转舵速度可提高一倍。 1．转舵机构 舵机的转舵机构是采用柱塞式油缸，柱塞的往复运动通过拨叉机构转换为舵柄的转动。所以，舵机的输出力矩与工作油压的关系为（见图3—1）。 πd2R△P M= Z η 4 cos2a 式中：Z——油缸对数（Z=1） d——柱塞直径（d=10cm） R——舵杆中线到油缸中心线的垂直距离（R=18cm） △P——油缸压差（△P=P1—P2） η——推舵装置机械效率(η≈0.8) a——舵的转角 舵机力矩特性M=f（a）如图3—2所示。舵机公称力矩系指舵机转动舵杆的最大力矩，即舵的转角为35°时舵机的输出力矩。. 该舵机的转舵机构主要由油缸、柱塞、舵柄、边舵柄、拉杆等组成，如图3—3所示。 2．轴向柱塞式油泵 该舵机的油泵为手动变量轴向柱塞泵，其工作原理如图3-4所示。它由湖南邵阳液压件厂生产。 泵的传动轴（19）通过花键与缸体（16）连接，且带动缸体（16）旋转，使

舵机工作原理要点

舵机工作原理 标准的舵机有3条导线，分别是：电源线、地线、控制线，如图2所示。 以日本FUTABA-S3003型舵机为例，图1是FUFABA-S3003型舵机的内部电路。

3003舵机的工作原理是：PWM信号由接收通道进入信号解调电路BA6688的12脚进行解调，获得一个直流偏置电压。该直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差由BA6688的3脚输出。该输出送入电机驱动集成电路BAL6686，以驱动电机正反转。当电机转动时，通过级联减速齿轮带动电位器Rw1旋转，直到电压差为O，电机停止转动。 舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化，改变舵机的位置。

有个很有趣的技术话题可以稍微提一下，就是BA6688是有EMF控制的，主要用途是控制在高速时候电机最大转速。 原理是这样的: 收到1个脉冲以后，BA6688内部也产生1个以5K电位器实际电压为基准的脉冲，2个脉冲比较以后展宽，输出给驱动使用。当输出足够时候，马达就开始加速，马达就能产生EMF，这个和转速成正比的。 因为取的是中心电压，所以正常不能检测到的，但是运行以后就电平发生倾斜，就能检测出来。超过EMF判断电压时候就减小展宽，甚至关闭，让马达减速或者停车。这样的好处是可以避免过冲现象(就是到了定位点还继续走,然后回头,再靠近) 一些国产便宜舵机用的便宜的芯片，就没有EMF控制，马达、齿轮的机械惯性就容易发生过冲现象，产生抖舵电源线和地线用于提供舵机内部的直流电机和控制线路所需的能源．电压通常介于4～6V，一般取5V。注意，给舵机供电电源应能

提供足够的功率。控制线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20 ms(即频率为50 Hz)。当方波的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲宽度的变化成正比。某型舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的关系可用图3来表示。 可变脉宽输出试验(舵机控制) 原创：xidongs 整理：armok / 2004-12-05 / https://www.360docs.net/doc/dc15498955.html,

舵机控制型机器人设计

课程设计项目说明书 舵机控制型机器人设计 学院机械工程学院 专业班级2013级机械创新班 姓名吴泽群王志波谢嘉恒袁土良指导教师王苗苗 提交日期 2016年4 月1日

华南理工大学广州学院 任务书 兹发给2013级机械创新班学生吴泽群王志波谢嘉恒袁土良 《产品设计项目》课程任务书，内容如下： 1. 题目：舵机控制型机器人设计 2.应完成的项目： 1.设计舵机机器人并实现运动 2.撰写机器人说明书 3.参考资料以及说明： [1] 孙桓.机械原理[M].北京.第六版;高等教育出版社，2001 [2] 张铁，李琳，李杞仪.创新思维与设计[M].国防工业出版社，2005 [3] 周蔼如.林伟健.C++程序设计基础[M].电子工业出版社.北京.2012.7 [4] 唐增宏.常建娥.机械设计课程设计[M].华中科技大学出版社.武汉.2006.4 [5] 李琳.李杞仪.机械原理[M].中国轻工业出版社.北京.2009.8 [6] 何庭蕙.黄小清.陆丽芳.工程力学[M].华南理工大学.广州.2007.1 4.本任务书于2016 年2 月27 日发出，应于2016 年4月2 日前完 成，然后提交给指导教师进行评定。 指导教师（导师组）签发2016年月日

评语： 总评成绩： 指导教师签字： 年月日

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1机器人的定义及应用范围 (2) 1.2舵机对机器人的驱动控制 (2) 第二章舵机模块 (3) 2.1舵机 (3) 2.2舵机组成 (3) 2.3舵机工作原理 (4) 第三章总体方案设计与分析 (6) 3.1 机器人达到的目标动作 (6) 3.2 设计原则 (6) 3.3 智能机器人的体系结构 (6) 3.4 控制系统硬件设计 (6) 3.4.1中央控制模块 (7) 3.4.2舵机驱动模块 (7) 3.5机器人腿部整体结构 (8) 第四章程序设计 (9) 4.1程序流程图 (9) 4.2主要中断程序 (9) 4.3主程序 (11) 参考文献 (13) 附录 (14) 一．程序 (14) 二．硬件图 (17)

浅议内河船舶液压舵机的故障及排除

浅议内河船舶液压舵机的故障及排除 周晓波,张宏,陈奇 （贵港船舶检验局，广西贵港 537100） 摘要本文简要介绍了船用液压舵机常见故障，分析了故障产生的原因，并介绍了排除故障的主要方法。 关键词船舶；液压舵机；故障；排除 一、绪言 舵机是船舶保持航向、改变航向、旋回的重要操纵设备，其基本原理是利用原动机带动油泵运转，当有操舵信号时，油泵开始排吸油，产生的高压油通过管路系统进入转舵油缸，推动油缸中的柱塞或叶片运动，从而带动舵杆、舵叶转动；当舵转至要求的角度后，通过反馈系统使油泵停止排吸油，舵就停在所需的舵角上。 目前在内河船舶中，电动液压舵机被广泛使用，其核心部件是由油泵和三位四通电磁阀组成，通过遥控系统既可在驾驶室也可在舵机舱分别控制，它具有运转平稳、快速、结构紧凑、操作轻便、动作灵敏、准确等优点，但同时也具有突发故障频率高等缺点，在实际营运中，因液压舵机突发故障而导致船舶失控的事故很多，故本文对电动液压舵机的常见故障和原因进行分析，探讨了排除故障的相应方法，以供船舶管理人员和检验人员参考。 二、常见故障及排除方法 （一）舵机失灵 舵机失灵即舵机不能动作，故障的原因一是主泵不能供油，此时可更换备用泵进行验证，如备用泵工作正常，则说明主泵故障，应拆下检修；二是主油路旁通或严重泄漏，主要原因在于备用泵锁闭不严或阀件故障，造成供油不畅，导致舵机不能正常运转；三是主油路完全闭塞，如管路中截止阀未打开、吸油管滤器堵死等，可打开相应截止阀、拆洗滤器；四是油箱油位太低，泵吸口进气，应修复低液位报警器、加油、排气；五是换向阀与操舵手轮脱开；六是电磁阀供电线路故障，如桥式整流或降压变压器烧毁；七是装有失电保护装置的舵机，当发生失电故障时造成电机停转；八是由于舵角指示器机械故障或线路故障，操舵时无舵角显示，造成舵机失灵的假象。 （二）只能单向转舵 遥控系统不能完成舵的正反向运转。故障的原因一是主操舵开关单边接触不良，此时应立即使用应急操舵开关，待停航后，再对操舵开关进行检修；二是电磁阀线圈故障引起电磁阀只能单边工作，或是舵机专用阀卡死，引起舵机单向转舵，此时必须停航检修，查找原因，及时修复；三是更换备用泵测试后，若发现舵机运行正常，则要检查主油泵是否只能单向排油；四是主油路单方向不通或旁通泄漏严重，此时可观察单侧安全阀压力表，是否有压力过低的情况，以及主油路锁闭阀回油时开启的情况，如不能开启，则有旁通泄漏，需拆下检修。 （三）转舵慢 舵在设计航速下自一舷的35°转至另一舷的30°所需时间超过设计值（一般为20秒），其原因可能有：一是油路不通畅，如溢流阀阀芯被脏物卡死、油箱内过滤器被脏物堵塞、单向截流阀开度不足、溢流阀调压不足等，排除方法相应为：拆开清洗阀芯并重新调整压力、清洗过滤器或油太脏需更换、调大截流口、调高压力到规定值；二是存在泄漏、阀件关闭不严等情况，如油缸、管接头或阀件内外严重泄漏、推舵装置严重内泄等，排除方法是消除泄漏、更换密封圈等；三是系统内空气较多，放气即可；四是油泵流量过小，存在内泄漏、局

船舶舵机的常见故障及日常安全检查应注意的问题

船舶舵机的常见故障及日常安全检查应注意的问题 发表时间：2018-04-08T16:54:37.083Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：王继勇[导读] 摘要：船舶在海中能够按照驾驶员的指令航行，使船舶改变航向或则维持指定的航向，是依靠安装在船舶尾部的舵机来实现的，由此可见，舵对于船舶的正常航行的重要性是不容置疑的。 烟台航标处山东烟台 264000 摘要：船舶在海中能够按照驾驶员的指令航行，使船舶改变航向或则维持指定的航向，是依靠安装在船舶尾部的舵机来实现的，由此可见，舵对于船舶的正常航行的重要性是不容置疑的。当船舶航行时因舵机发生故障对船舶安全的影响是巨大的，对于舵机日常比较容易出现故障的情况，主要分为两大部分。一是属于硬件类的故障，二是属于软件类的故障。 关键词：概述；故障；注意问题；掌握重点 舵机的硬件类的故障是指与舵机相关的机器、设备发生了功能性的障碍，使得舵机不能正常工作发挥效用。 常见的主要有： 1、通信系统的故障。驾驶员发出的舵令信号不能输出至舵机，舵机接收不到舵令。驾驶台与舵机间无法通话等。 2、电力系统的故障。动力电路、配电板等电力输出故障，使电动机无法正常运转。两路电力线路只有一路可以使用。 3、液压系统的故障。液压系统密封性能出现问题，有油路泄漏或有旁通现象、主油路锁闭不严、油位过低、液压系统内有空气等问题。使液压系统不能正常运行。软件类的故障是指与舵机运行有关的管理制度，船员对舵机的操作存在的问题。通常主要是船员对应急舵的操作不熟悉，在需要的时候无法启动应急舵。 综上所述，加强船舶舵机的日常安全检查和及时的维修保养对舵机的工作可靠性延长舵机的无故障使用时间尤其重要，轮机员必须对舵机的基本知识和日常安全检查的重点有所了解。 一、液压舵机概述 （一）基本概念 从实用意义上讲舵机是使船舶转向的动力机械设备，例如电动液压舵机是指电动机和它所驱动的液压泵所组成，但船上一般笼统地把整个操舵装置称为舵机。 液压舵机基本组成： （1）操纵系统； （2）控制元件； （3）转舵机构； （4）动力输出源。 （二）液压舵机的类型和工作原理 现今大型船舶基本都采用电动液压舵机，根据液压油流向控制方法不同可分为泵控型和阀控型两种。 1、泵控型 双向变量油泵设置在舵机室，由电动机驱动做单项回转，油泵的流量和吸排方向则通过与浮动杆5的C 相连接的控制杆4控制，依靠油泵控制C偏离中位的方向和距离，来决定油泵的吸排方向和流量。 工作基本原理：图示舵机采用往复式转舵机构，油缸14固定在舵机底座上，和撞杆9（在缸体内做往复运动）等组成。当油泵按图示吸排方向工作时，泵就会通过油管，从右侧油缸吸油排向左侧油缸，撞杆9在液压作用下向右运动（液体的不可压缩性）。撞杆通过中央的滑动接头与舵柄7连接，舵柄7的一端用键固定在舵杆10的上端，这样撞杆9的往复运动就转化为舵叶的偏转运动。改变油泵的吸排方向，撞杆和舵叶的运动方向就会反向。 2、阀控型 用单向定量油泵。其吸排方向不变，油液进出转舵油缸的方向由驾驶台遥控的换向阀来控制。当换向阀处于中位，油泵的排油经换向阀旁通，转舵油缸油路锁闭而稳舵。油泵和系统比较简单，造价相对较低。 阀控型液压舵机的工作原理： （1）两套定量泵并联，采用M型三位四通换向阀控制转舵方向，兼做主油路的锁闭作用。 （2）在主油路回油阀上设置背压阀，使之形成一定背压，限制负扭距时的转舵速度。 （3）设有补油单向阀防止可能出现的低压。 缺点： （1）换向阀换向，液压冲击较大，可靠性也相对较差（2）阀控型舵机在停止转舵时，泵以最大流量排油，油液发热较多，经济性差（3）阀控型舵机适用功率范围比泵控型小泵控型和阀控型舵机，尽管工作原理不尽相同，都是由转舵机构、液压系统和操纵系统等组成。 二、液压舵机常见故障 由于舵机是一个很重要的动力机械，因此对于舵机的航行故障，要迅速反应，必要时换成备用泵进行检验测试，认真分析和检查，采用分段逐步排除的方法有助于找出故障点。 （一）舵不能动 1）遥控系统失灵--此时机旁应急操控正常对于这种故障，可能是电源断路、电器元件损坏等等，如果控制系统有伺服油缸，还有可能是控制油源中断，如辅泵损坏等。 2）主泵不供油--可换备用泵实验 3）油路旁通或漏泄严重--可观察泵的吸排压力比较

舵机详解

舵机详解 舵机（英文叫Servo）：它由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统。通过发送信号，指定输出轴旋转角度。舵机一般而言都有最大旋转角度（比如180度。）与普通直流电机的区别主要在，直流电机是一圈圈转动的，舵机只能在一定角度内转动，不能一圈圈转（数字舵机可以在舵机模式和电机模式中切换，没有这个问题）。普通直流电机无法反馈转动的角度信息，而舵机可以。用途也不同，普通直流电机一般是整圈转动做动力用，舵机是控制某物体转动一定角度用（比如机器人的关节）。 舵机的形状和大小多的让人眼花缭乱，大致可以分为下面这几种（如图所示） 最右边的是常见的标准舵机，中间两个小的是微型舵机，左边魁梧的那个是大扭力舵机。图上这几种舵机都是三线控制。 制作机器人常用的舵机有下面几种，而且每种的固定方式也不同，如果从一个型号换成一个型号，整个机械结构都需要重新设计。 第一种是MG995，优点是价格便宜，金属齿轮，耐用度也不错。缺点是扭力比较小，所以负载不能太大，如果做双足机器人之类的这款舵机不是很合适，因为腿部受力太大。做做普通的六足，或者机械手还是不错的。

第二种是SR 403，这款舵机是网友xqi2因MG995做双足机器人抖动太厉害，摸索找到的，经过测试。制作双足机器人不错~~~至少不抖了。优点是扭力大，全金属齿轮，价格也还算便宜。缺点嘛。。。做工很山寨。。。其他缺点等待反馈

第三种就是传说中的数字舵机AX12+，这个是久经考验的机器人专用舵机。除了价格高，使用RS485串口通信（控制板就得换数字舵机专用控制板），其他都是优点。

下图是一个普通模拟舵机的分解图，其组成部分主要有齿轮组、电机、电位器、电机控制板、壳体这几大部分。 电机控制板主要是用来驱动电机和接受电位器反馈回来的信息。电机嘛，动力的来源了，这个不用太多解释。电位器这里的作用主要是通过其旋转后产生的电阻的变化，把信号发送回电机控制板，使其判断输出轴角度是否输出正确。齿轮组的作用主要是力量的放大，使小功率电机产生大扭矩。

浅析建造船舶液压舵机检验要点及注意问题

浅析建造船舶液压舵机检验要点及注意问题 摘要：本文通过以50kN.m摆缸式液压舵机为例，根据贵港航区液压舵机安装工艺，浅析了建造船舶液压舵机的检验要点及注意问题。 关键词：建造船舶液压舵机检验要点注意问题 《钢质内河船舶建造规范》（2009）中明文规定：“操舵装置（舵机）：系指在正常航行情况下，为驾驶船舶而使舵产生动作所必需的设备，包括操舵装置控制系统、舵机装置动力设备及其附属设备和转舵机构。”舵机是利用装在船尾的舵来操纵船舶航向的转舵变向法，克服水压力对舵轴所产生的转舵力矩。为了克服转舵力矩，船舶就必须安装舵机。舵机是船舶最重要的机械设备之一，它在保证船舶的安全航行，使船舶具有良好的操纵性方面，起着重要的作用。 目前贵港航区的建造船舶，基本都是安装摆缸式液压舵机。本文以在广西贵港市江南船业有限责任公司建造的工号为“JNC2012-11”船舶的50kN.m摆缸式液压舵机作为浅析对象。该舵机的特点是：运转平稳、快速、结构紧凑、操作轻便、灵敏度高、效率高，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪音低、振动小，而且可实现无级变速，功率的范围广。 1.液压舵机检验要点及注意问题

液压舵机检验项目繁多、时间跨度长，分为在船台上、下水前及下水后的检验。根据贵港航区液压舵机安装工艺的先后顺序，浅析了验船师在检验过程中的检验要点及注意问题。 1 . 1在船台对舵杆、舵叶的检验 （1）舵杆检验。主要检验舵杆材料、直径（上、下舵承处舵杆直径）、水平法兰（厚度、直径φ）、绞配螺栓直径φ、螺栓中心至法兰边缘的距离等技术参数是否与设计图纸相符。 （2）舵叶检验。①检验舵叶材料、面积及焊接情况、舵叶板厚度、水平加强筋间距、厚度、宽度等技术参数。②舵叶的密性试验。将水罐至顶板以上2.5m（舵叶可横放），检验是否有渗漏现象。也可以用压缩空气充入舵叶内部，在外表面涂以肥皂水进行试验，气压不小于0.02MPa，但也不大于0.03MPa，若无肥皂泡产生，即无泄漏。 1 . 2在尾舵舱，对舵系的安装进行检验，一般结合船体检验进行 ①舵系中心线的检验。舵系拉线定位，在船体建造进度、周围环境等条件都适宜的情况下，舵系拉钢丝线与轴系拉钢丝线应同时进行。舵系定位检验时应注意实际舵系中心线与设计舵系中心线的偏离情况及舵系与轴系中心线的偏离情况。舵系中心线与轴系中心线相交度不大于3mm，两线垂直