舵機和伺服電機的區別

       伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個(gè)脈沖，就會(huì )旋轉1個(gè)脈沖對應的角度，從而實(shí)現位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個(gè)角度，都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統就會(huì )知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉動(dòng)，從而實(shí)現精確的定位，可以達到0.001mm。

　　那么舵機是什么呢？舵機是個(gè)俗稱(chēng)，是玩航模、船模的人起的。因為這種電機比較常用于舵面操縱。所謂舵機，其實(shí)就是個(gè)低端的伺服電機系統，它也是最常見(jiàn)的伺服電機系統，因此英文叫做Servo，就是Servomotor的簡(jiǎn)稱(chēng)。它將PWM信號與滑動(dòng)變阻器的電壓相比對，通過(guò)硬件電路實(shí)現固定控制增益的位置控制。也就是說(shuō)，它包含了電機、傳感器和控制器，是一個(gè)完整的伺服電機（系統）。價(jià)格低廉、結構緊湊，但精度很低，位置鎮定能力較差，能夠滿(mǎn)足很多低端需求。

　    舵機類(lèi)型

　　船用舵機目前多用電液式，即液壓設備由電動(dòng)設備進(jìn)行遙控操作。有兩種類(lèi)型： 一種是往復柱塞式舵機，其原理是通過(guò)高低壓油的轉換而做功產(chǎn)生直線(xiàn)運動(dòng)，并通過(guò)舵柄轉換成旋轉運動(dòng)。另一種是轉葉式舵機，其原理是高低壓油直接作用于轉子，體積小而高效，但成本較高。

　　舵機構造

　　舵機主要是由外殼、電路板、驅動(dòng)馬達、減速器與位置檢測元件所構成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機，經(jīng)由電路板上的 IC驅動(dòng)無(wú)核心馬達開(kāi)始轉動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達定位。位置檢測器其實(shí)就是可變電阻，當舵機轉動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì )隨之改變，藉由檢測電阻值便可知轉動(dòng)的角度。一般的伺服馬達是將細銅線(xiàn)纏繞在三極轉子上，當電流流經(jīng)線(xiàn)圈時(shí)便會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，與轉子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進(jìn)而產(chǎn)生轉動(dòng)的作用力。依據物理學(xué)原理，物體的轉動(dòng)慣量與質(zhì)量成正比，因此要轉動(dòng)質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。舵機為求轉速快、耗電小，于是將細銅線(xiàn)纏繞成極薄的中空圓柱體，形成一個(gè)重量極輕的無(wú)極中空轉子，并將磁鐵置於圓柱體內，這就是空心杯馬達。

　　為了適合不同的工作環(huán)境，有防水及防塵設計的舵機；并且因應不同的負載需求，舵機的齒輪有塑膠及金屬之區分，金屬齒輪的舵機一般皆為大扭力及高速型，具有齒輪不會(huì )因負載過(guò)大而崩牙的優(yōu)點(diǎn)。較高級的舵機會(huì )裝置滾珠軸承，使得轉動(dòng)時(shí)能更輕快精準。滾珠軸承有一顆及二顆的區別，當然是二顆的比較好。目前新推出的 FET 舵機，主要是采用 FET（Field Effect Transistor）場(chǎng)效電晶體。FET 具有內阻低的優(yōu)點(diǎn)，因此電流損耗比一般電晶體少。

       伺服電機工作原理

　　1、伺服系統（servo mechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統。伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個(gè)脈沖，就會(huì )旋轉1個(gè)脈沖對應的角度，從而實(shí)現位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉一個(gè)角度，都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統就會(huì )知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉動(dòng)，從而實(shí)現精確的定位，可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無(wú)刷電機。有刷電機成本低，結構簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。

　　無(wú)刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動(dòng)平滑，力矩穩定?？刂茝碗s，容易實(shí)現智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長(cháng)壽命，可用于各種環(huán)境。

　　2、交流伺服電機也是無(wú)刷電機，分為同步和異步電機，目前運動(dòng)控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉動(dòng)速度低，且隨著(zhù)功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。

　　3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉子在此磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng)，同時(shí)電機自帶的編碼器反饋信號給驅動(dòng)器，驅動(dòng)器根據反饋值與目標值進(jìn)行比較，調整轉子轉動(dòng)的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線(xiàn)數）。

　　交流伺服電機和無(wú)刷直流伺服電機在功能上的區別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)單，便宜。

　　伺服電機作用

　　伺服電機的主要作用是隨著(zhù)電壓的變化控制轉速均勻穩定，伺服電機主要是靠脈沖來(lái)定位，當接受到一個(gè)脈沖電流，就會(huì )相應的旋轉一個(gè)脈沖的對應角度，從而實(shí)現唯一，因為伺服電機本身也具有發(fā)出脈沖電流的功能，每當旋轉一個(gè)角度都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統就會(huì )知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣就能夠精確的控制電機的轉動(dòng)，精確的定位可以達到0.001mm。