舵机工作原理动画
绘出舵机系统图,说明舵机工作原理及日常管理要点
绘出舵机系统图,说明舵机工作原理及日常管理要点绘出舵机系统图，说明舵机工作原理及日常管理要点泵控型液压舵机系统图1--电机2--双向变量泵3--放气阀4--油泵控制杆5--浮动杆6--储存弹簧7--舵柄8--舵角反馈杆9--柱塞10--舵柱11--舵角指示器的发送器12（13）--防浪阀14--转舵油缸15--泵变量机构限位器16--伺服油缸工作原理：泵控型舵机现今常采用2台双向变量轴向柱塞泵（主泵）与转舵油缸组成闭式系统。
工作时主泵连续按既定方向运转，吸、排方向和排量由变量控制杆（改变泵的斜盘倾角或缸体摆角）偏离中位的位移方向和大小来控制。
主泵变量控制杆偏离中位的位移方向和大小由指令舵角信号和实际舵角信号相比较得到的舵角偏差信号的方向和大小决定。
当舵角偏差达到不是很大的数值时，变量控制杆的位移即已达到最大值，主泵即以最大流量去推动转舵机构转舵，直至实际舵角接近指令舵角时，主泵的流量才逐渐减小；而当实际舵角等于指令舵角时，泵回到零排量的中位空转，舵叶即因主油路锁闭而停在与指令舵角相符的位置。
日常管理注意事项：（1）舵机间的工作环境-----舵机间应保持清洁、干燥，冬季注意供热保温，夏季和潮湿季节应注意适当通风，以防止机械、电器元件过快锈蚀和过热。
（2）连接、锁紧件的紧固与设备清洁-----随时检查安装螺栓、管路连接螺栓、传动连接杆件调节锁紧螺母等的紧固情况。
保持舵机设备清洁，以便于观察设备的漏泄及过热痕迹。
（3）油箱油位------液压泵工作油箱的油位应保持在油位计的2/3高度左右。
油位增高表明油中混入过多气泡或冷却器漏水，油位降低则表明系统漏油。
（4）设备和液压油工作温度-----泵与电机等机电设备不应有过热现象。
泵轴承部位的温度比油温高10--20°C为正常。
最合适的工作油温是30--50°C。
泵启动时如油温低于10°C，则应反复以小排量、小舵角操舵，直至油温升至10°C 以上在正常使用。
液压舵机的工作原理和基本组成
船的转船力矩最大值出现在30～35 °之间。
船
2. 水动力矩与舵叶的面积A和舵叶处水流速度的平方成正 比，并随舵角α的增大而增大。
力 矩
3. 不平衡舵因X＝Xc，故当船舶正航并向一舷转舵时，水 动力矩将始终为正(指与舵叶转向相反)，而回舵时则
变为负(指与舵叶转向相同)。平衡舵因Xc＝X-Z，小舵
角时 由于压力中心O处于舵杆轴线的前方，故Ma为负；
展ห้องสมุดไป่ตู้比λ (λ =舵叶高度A／舵叶平均宽度b)
❖ 舵叶的λ值受到船舶吃水及船尾形状等条件限制
海船 (λ=2～2.5)， Mmax的舵角多介于30º～35 º之间，规定35 º 河船 (λ 1.0～2.0)， Mmax出现在35 º～45 º舵角之间
11
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
舵的水动力矩Ma
8
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
❖ F可分解为与水流方向垂直的升力FL和与水流方向平行的阻力FD，
FL=1／2·CLρAυ2 FD=1／2·CDρAυ2
x = Cxb
式中关：，C由L，模CD型，C试x验—测升定力、阻力、压力中心系数，其大小随舵角而变，与舵叶几何形状有
ρ——水的密度,
A——舵叶的单侧浸水面积，
A 1 A'
C
C'
B' 2 B
27
第二节 液压舵机的工作原理和基本组成
❖五点式追随机构 B （带副杠杆式）:
第八章 舵机
1
第一节
舵的作用原理和对舵机的要求
2
第一节 舵的作用原理和对舵机的要求
❖ 一、舵的作用：
❖
船舶的操纵性，是船
舶的主要航行性能之一。舵
舵机的工作原理
舵机的工作原理引言概述：舵机是一种常见的控制装置，广泛应用于机器人、遥控模型、无人机等领域。
它通过接收控制信号来实现精确的角度控制，具有快速响应和高精度的特点。
本文将详细介绍舵机的工作原理，包括信号解析、电机驱动、反馈控制等方面。
一、信号解析1.1 脉冲宽度调制（PWM）舵机接收的控制信号是一种脉冲宽度调制信号（PWM）。
脉冲的周期通常为20毫秒，高电平的脉冲宽度决定了舵机的角度位置。
通常，1.5毫秒的脉冲宽度对应舵机的中立位置，较短的脉冲宽度使舵机转到一侧，较长的脉冲宽度使舵机转到另一侧。
1.2 控制信号解码舵机内部的电路会解析接收到的控制信号。
首先，它会将脉冲信号进行整形和增益放大，然后通过一个比较器将脉冲信号转换为数字信号。
接着，舵机会将数字信号与一个内部的角度表进行比较，以确定舵机应该转到哪个角度位置。
1.3 信号频率舵机还可以通过控制信号的频率来判断是否处于异常工作状态。
通常，合法的控制信号频率为50赫兹，如果接收到的频率超出了合法范围，舵机会进入错误状态或保护状态。
二、电机驱动2.1 直流电机舵机内部通常采用直流电机来实现角度调节。
直流电机由一个电枢和一个永磁体组成，电枢通过电流控制来产生转矩。
舵机内部的驱动电路可以根据控制信号的大小和方向，控制电流的流向和大小，从而驱动电机转动到指定的角度位置。
2.2 驱动电路舵机的驱动电路通常由一个H桥电路组成。
H桥电路可以实现电流的正反向控制，从而控制电机的转向。
通过改变电流的方向和大小，舵机可以根据控制信号精确地调整到指定的角度位置。
2.3 电机驱动的注意事项在实际应用中，为了保护电机和延长舵机的寿命，需要注意控制信号的合理范围和频率。
过大的电流或频繁的启停会导致电机过热或损坏，因此需要根据舵机的规格和工作要求来选择合适的控制信号。
三、反馈控制3.1 位置反馈为了提高舵机的精度和稳定性，一些高级舵机还配备了位置反馈装置。
位置反馈装置可以实时监测舵机的角度位置，并将实际位置与控制信号要求的位置进行比较。
舵机工作原理动画
舵机工作原理动画
舵机是一种电动机械装置，适用于控制船只、飞机、机器人等设备的方向。
它的工作原理可以通过以下动画来展示：
（动画开始）
一台舵机由电机、减速器和反馈控制系统组成。
当电机受到电流的驱动时，它会带动减速器工作。
减速器会减慢电机的转速，并将旋转运动转化为线性运动。
在舵机的输出轴上装有一个输出杆，该杆会随着电机的运行而移动。
输出杆通过杠杆机构连接到船只或飞机等设备的操纵机构上。
舵机的反馈控制系统非常重要，它可以检测输出杆的位置并向电机发送信号，以使输出杆移动到所需的位置。
这种反馈控制系统通常使用电位器或磁编码器等传感器来监测输出杆的位置，并将信号发送给电机控制器。
电机控制器会根据接收到的反馈信号来调整电机的转速和方向，以使输出杆准确地移动到预定位置。
一旦输出杆到达所需位置，电机会停止运行，并保持输出杆的稳定位置。
（动画结束）
通过这种工作原理，舵机可以根据输入信号准确地控制设备的方向。
无论是船只的舵轮还是飞机的方向舵，舵机都扮演着关键的角色，使设备能够实现精确的操控。
舵机工作原理
舵机工作原理舵机在6 V电压下正常工作，而大赛组委会统一提供的标准电源输出电压为7．2 V，则需一个外围电压转换电路将电源电压转换为舵机的工作电压6 V。
图2为舵机供电电路。
舵机由舵盘、位置反馈电位计、减速齿轮组、直流电动机和控制电路组成，内部位置反馈减速齿轮组由直流电动机驱动，其输出轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测。
当电位器转角线性地转换为电压并反馈给控制电路时，控制电路将反馈信号与输入的控制脉冲信号相比较，产生纠正脉冲，控制并驱动直流电机正向或反向转动，使减速齿轮组输出的位置与期望值相符。
从而达到舵机精确控制转向角度的目的。
舵机工作原理框图如图3所示。
2．2 舵机的安装与调节舵机的控制脉宽与转角在-45°～+45°范围内线性变化。
对于对速度有一定要求的智能车，舵机的响应速度和舵机的转向传动比直接影响车模能否以最佳速度顺利通过弯道。
车模在赛道上高速行驶，特别是对于前瞻性不够远的红外光电检测智能车，舵机的响应速度及其转向传动比将直接影响车模行驶的稳定性，因此必须细心调试，逐一解决。
由于舵机从执行转动指令到响应输出需占用一定的时间，因而产生舵机实时控制的滞后。
虽然车模在进入弯道时能够检测到黑色路线的偏转方向，但由于舵机的滞后性，使得车模在转弯过程中时常偏离跑道，且速度越快，偏离越远，极大限制车模在连续弯道上行驶的最大时速，使得车模全程赛道速度很难进一步提高。
为了减小舵机响应时间，在遵守比赛规则不允许改造舵机结构的前提下，利用杠杆原理，采用加长舵机力臂的方案来弥补这一缺陷，加长舵机力臂示意图如图4所示。
末端固定转向传动连杆，其表达式为：加长力臂后欲使前轮转动相同角度时，在舵机角速度ω相同的条件下舵机力臂加长后增大了线速度v，最终使得舵机的转向角度θ减小。
舵机输出转角θ减小，舵机的响应时间t也会变短。
同时由式(1)可推出线速度口增大后，前轮转向所需的时间t相应也会变短，其表达式为：t=ds／dv(2)此外，当舵机连杆水平且与舵机力臂垂直时，得到力矩M，可由式(3)表示：M=FRsinα(3)说明当舵机连杆和舵机力臂垂直时α=900°，此时si nα得到最大值。
船用舵机(课堂PPT)
F2则又可分解为R和T两个分力 纵向分力R=F2sinα，增加了船舶前进的阻力
横向分力T=F2cos α ，使船向偏舵的相反方向漂移
水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上
船在转向的同时，还存在着横倾与纵倾力矩
.
8
8-1-2-2 转船力矩与最大舵角
转船力矩 (Ms)
M s F L ( l X c co ) F n D X c si n F L l 1 2 C l A 2 lv
舵叶的偏转由操舵装置(通常称舵机)来控制 舵机经舵柄1将扭矩传递到舵杆3上 舵杆3由舵承支承，它带动舵叶7偏转 舵承固定在船体上，由承及密封填料组成 舵叶还可通过舵销5支承在舵柱8的舵托9或舵钮6上
.
3
几种舵
不平衡舵图8-1(a) 舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵 平衡舵图8—1(b) 舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置的舵 半平衡舵图8—1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵 后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积，转舵时水流作用在它上面 产生的扭矩可以抵消一部分轴线后舵叶面积上的扭矩，从而减轻舵机的 负荷
第八章
舵机
.
1
第一节
舵的作用原理和对舵机的要求
.
2
8-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵用作为保持或改变航向 舵垂直安装在螺旋桨的后方
早期船舶采用平板舵
为了提高舵效和推进效率，目前多用由钢板焊接而成的空心 舵，称为复板舵
这种舵由于水平截面呈对称机翼形，故又称流线型舵
舵的型式很多，图8—1示出三种
.
4
二、舵的作用原理和转舵扭矩
正舵位置，即α=0时
舵叶两侧所受的水作用力相等，对船的运动方向不产生影响
舵叶偏转任一角度α ，两侧水流如图所示
舵机工作原理与控制方法
舵机工作原理与控制方法舵机是一种常见的机电一体化设备，用于控制终端设备的角度或位置，广泛应用于遥控模型、机器人、自动化设备等领域。
下面将详细介绍舵机的工作原理和控制方法。
一、舵机工作原理：舵机的工作原理可以简单归纳为：接收控制信号-》信号解码-》电机驱动-》位置反馈。
1.接收控制信号舵机通过接收外部的控制信号来控制位置或角度。
常用的控制信号有脉宽调制（PWM）信号，其脉宽范围一般为1-2毫秒，周期为20毫秒。
脉宽与控制的位置或角度呈线性关系。
2.信号解码接收到控制信号后，舵机内部的电路会对信号进行解析和处理。
主要包括解码脉宽、信号滤波和信号放大等步骤。
解码脉宽：舵机会将输入信号的脉宽转换为对应的位置或角度。
信号滤波：舵机通过滤波电路来消除控制信号中的噪声，使得控制稳定。
信号放大：舵机将解码后的信号放大，以提供足够的电流和功率来驱动舵机转动。
3.电机驱动舵机的核心部件是电机。
接收到解码后的信号后，舵机会驱动电机转动。
电机通常是直流电机或无刷电机，通过供电电压和电流的变化控制转动速度和力矩。
4.位置反馈舵机内部通常搭载一个位置传感器，称为反馈装置。
该传感器能够感知电机的转动角度或位置，并反馈给控制电路。
控制电路通过与目标位置或角度进行比较，调整电机的驱动信号，使得电机逐渐趋近于目标位置。
二、舵机的控制方法：舵机的控制方法有脉宽控制方法和位置控制方法两种。
1.脉宽控制方法脉宽控制方法是根据控制信号的脉宽来控制舵机的位置或角度。
控制信号的脉宽和位置或角度之间存在一定的线性关系。
一般来说，舵机收到脉宽为1毫秒的信号时会转动到最左位置，收到脉宽为2毫秒的信号时会转动到最右位置，而脉宽为1.5毫秒的信号舵机则会停止转动。
2.位置控制方法位置控制方法是根据控制信号的数值来控制舵机的位置或角度。
与脉宽控制方法不同，位置控制方法需要对控制信号进行数字信号处理。
数值范围一般为0-1023或0-4095，对应着舵机的最左和最右位置。
舵机的工作原理和PWM信号控制分析(二)
舵机的工作原理和PWM信号控制分析（二）引言概述：在上一篇文章中，我们已经初步了解了舵机的工作原理以及PWM信号的基本概念。
本文将继续深入探讨舵机的工作原理，并详细分析PWM信号在舵机控制中的运用。
正文：一、舵机的工作原理1. 电机运转原理- 舵机内部装有电动机，通过电能转换为机械能。
- 电机通常采用直流无刷电机，具有高效率和长寿命的特点。
2. 位置反馈系统- 舵机内部配备位置反馈系统，用于检测舵盘位置并实时反馈给控制器。
- 位置反馈系统通常采用编码器或霍尔传感器等装置。
3. 控制器- 舵机的控制器根据接收到的控制信号和位置反馈信号，计算出应去的位置，并驱动电机转动到该位置。
- 控制器的设计和算法决定了舵机的精度和响应速度。
二、PWM信号的概念1. PWM信号的产生- PWM信号是一种脉冲宽度调制信号，由一个高电平和一个低电平组成。
- 通过改变高电平和低电平的持续时间比例，可以调整PWM信号的占空比。
2. PWM信号在舵机中的作用- PWM信号被用于控制舵机的位置。
- 控制器根据接收到的PWM信号的占空比，确定舵盘应该转到的位置。
三、PWM信号与舵机的工作原理的关系1. PWM信号与位置控制- 不同的PWM信号占空比对应不同的位置输入。
- PWM信号的占空比与舵盘位置的关系可以通过试验得到，从而建立校准模型。
2. PWM信号与速度控制- 通过改变PWM信号的占空比可以改变舵盘旋转的速度。
- PWM信号的频率也会影响到舵机的响应速度。
四、PWM信号控制舵机的注意事项1. PWM信号的频率选取- 通常舵机的工作频率在50Hz到300Hz之间，选择合适的频率可以保证舵机的正常工作。
- 过低的频率可能导致舵机颤动或者无法工作。
2. PWM信号的占空比设置- 根据舵机的校准模型，设置PWM信号的占空比可以精确控制舵盘的位置。
- 过大或过小的占空比可能导致舵盘不能准确到达期望位置。
五、总结本文深入探讨了舵机的工作原理以及PWM信号在舵机控制中的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
舵机工作原理动画
舵机是一种常见的电机控制器，它在无人机、遥控车辆、船舶和机器人等领域
中有着广泛的应用。
了解舵机的工作原理对于掌握其控制和应用至关重要。
本文将通过动画的形式，简单直观地介绍舵机的工作原理。
舵机的基本结构。
舵机通常由电机、减速器、编码器和控制电路组成。
电机通过减速器驱动舵盘，编码器用于反馈舵盘的位置信息，控制电路则根据输入的控制信号来控制舵盘的运动。
舵机的工作原理。
当控制信号输入到舵机的控制电路中时，控制电路会根据信号的脉冲宽度来确
定舵盘的位置。
脉冲宽度通常在1ms到2ms之间，对应舵盘的位置也在一个特定
的范围内。
当脉冲宽度为1ms时，舵盘通常位于最左侧；当脉冲宽度为1.5ms时，舵盘通常位于中间位置；当脉冲宽度为2ms时，舵盘通常位于最右侧。
控制电路接收到控制信号后，会根据脉冲宽度的变化来控制电机的转动，从而
使舵盘转动到相应的位置。
同时，编码器会不断地监测舵盘的位置，并将反馈的信息传输回控制电路，以便控制电路能够及时调整电机的转动，使舵盘保持在所需的位置上。
舵机的动画演示。
为了更直观地展示舵机的工作原理，下面将通过动画的形式来演示舵机的工作
过程。
（动画开始）。
首先，我们可以看到控制信号以一定的脉冲宽度输入到舵机的控制电路中。
控
制电路根据脉冲宽度来确定舵盘的位置，并通过控制电机的转动来使舵盘转到相应的位置上。
同时，编码器不断地监测舵盘的位置，并将反馈的信息传输回控制电路。
控制
电路根据编码器的反馈信息，及时调整电机的转动，使舵盘保持在所需的位置上。
（动画结束）。
通过以上动画演示，我们可以清晰地看到舵机在接收控制信号后是如何工作的。
控制电路根据输入的脉冲宽度来控制电机的转动，从而使舵盘转到相应的位置上，并通过编码器的反馈信息来及时调整舵盘的位置。
总结。
舵机是一种常见的电机控制器，其工作原理涉及到控制信号、电机、减速器、
编码器和控制电路等多个方面。
通过本文的动画演示，我们可以更直观地了解舵机的工作原理，为我们在实际应用中更好地掌握舵机的控制和应用提供了帮助。
希望本文对您有所帮助。