一、舵機的結構
舵機簡單的說就是集成了直流電機、電機控制器和減速器等,並封裝在一個便於安裝的外殼里的伺服單元。能夠利用簡單的輸入信號比較精確的轉動給定角度的電機系統。舵機安裝了一個電位器(或其它角度傳感器)檢測輸出軸轉動角度,控制板根據電位器的信息能比較精確的控制和保持輸出軸的角度。這樣的直流電機控制方式叫閉環控制,所以舵機更准確的說是伺服馬達,英文servo。
二、舵機的規格和選型
舵機的規格主要有幾個方面:轉速、轉矩、電壓、尺寸、重量、材料等。我們在做舵機的選型時要對以上幾個方面進行綜合考慮。
1、轉速
轉速由舵機無負載的情況下轉過60°角所需時間來衡量,常見舵機的速度一般在0.11/60°~0.21S/60°之間
2、轉矩
舵機扭矩的單位是KG·CM,這是一個扭矩單位。可以理解為在舵盤上距舵機軸中心水平距離1CM處,舵機能夠帶動的物體重量
3、電壓
廠商提供的速度、轉矩數據和測試電壓有關,在4.8V和6V兩種測試電壓下這兩個參數有比較大的差別。如Futaba S-9001 在 4.8V 時扭力為 3.9kg、速度為 0.22 秒,在 6.0V 時扭力為 5.2kg、速度為 0.18 秒。若無特別注明,JR 的舵機都是以 4.8V 為測試電壓,Futaba則是以 6.0V 作為測試電壓。
舵機的工作電壓對性能有重大的影響,舵機推薦的電壓一般都是4.8V或6V。當然,有的舵機可以在7V以上工作,比如12V的舵機也不少。較高的電壓可以提高電機的速度和扭矩。選擇舵機還需要看我們的控制卡所能提供的電壓
4、尺寸、重量和材質
塑料齒輪的舵機在超出極限負荷的條件下使用可能會崩齒,金屬齒輪的舵機則可能會電機過熱損毀或外殼變形。所以材質的選擇並沒有絕對的傾向,關鍵是將舵機使用在設計規格之內。
選擇舵機需要在計算自己所需扭矩和速度,並確定使用電壓的條件下,選擇有150%左右甚至更大扭矩富余的舵機。
三、C車S3010舵機一些心得
1、摘要
C車機械方面主要是三個方面:對稱(舵機,電機,尋跡),重心低,降質量(電機弱)
其中,舵機對稱可以讓代碼的復雜度下降,不需要使用軟件進行硬件的修補,即PID參數簡單可調好用,最重要的是使用代碼進行修補,代碼的可移植性很差,講道理有太多參數要調節。
2、舵機安裝
(1)選擇黃色墊片個數
從這屆來看的話,C車攝像頭和光電使用3個黃色厚墊片最佳,可以把底盤最大限度的降低,如果使用4個底盤會蹭到賽道(地板)。
信標使用1個厚和1個薄墊片最佳,可以不碰到信標的亞克力板,且最大降低重心。
(2)安裝輪子支架(重要)
A、前輪傾斜角度
黃色小墊片的個數選擇如圖
有一定度數的時候,可以產生一個斜向的力,有助於前輪平穩轉動。測試結果一般選擇圖中第二種,但是如果無法讓兩側達到對稱時,可以微調墊片,讓兩個支架對稱。
B、內傾角度
調節旋鈕長度,一般2.4到3mm都可以。看車子情況進行調節
C、對稱安裝
要讓兩個支架安裝的非常對稱,才能讓舵機最終的打角左右對稱,給一些經驗測試對稱的方法:
1、圖中箭頭處可以用兩個4mm的碳素桿進行延長,然后觀察角度是否對稱,這輛車就明顯不是很對稱
2、圖中畫線處可以用4mm的碳素桿進行延長,觀察是否水平
3、圖中箭頭處,應該使用碳素桿進行延長,觀察是否水平
……
切記調節好,不管花費幾個小時,調節好之后,對后面的對稱有着至關重要的作用,這個是很多人忽視的,主要就是因為國產的車模鎖孔是TM有空程量的,所以一定要調節好,希望能夠國產給力啊。
(3)舵機支架安裝
A、支架選擇
推薦選擇這種舵機支架,雖然不怎么好調節,但是是淘寶上唯一一種和底板鎖孔,以及和車子結構配合的最好的支架。
B、舵機安裝
安裝如圖,保證箭頭處,上下分別對稱,要求使用千分尺,精度0.02mm誤差內。
C、舵機上車
選擇合適銅柱配合舵機臂(后面說),橫向箭頭必須與車身平行,豎向箭頭應該保證左右對稱(舵機的俯視圖應該是個梯形)
(4)舵機臂選擇
1、不推薦圖中舵機臂 ,PCB舵機臂硬度不是很夠,高速下(電機不好的原因)可能不夠給力,然后推薦使用雕刻機進行雕刻。長度28mm到32mm選擇。
2、水平箭頭在舵機在中值的時候,應該盡可能呈現水平或者略微倒V形,並且完美對稱
3、水平箭頭在舵機在最大打角的時候,必須水平,切左右箭頭必須完美對稱,如果發現並不對稱,那就是步驟(2)和(3)出現了問題,反過去重新調節到對稱。
(5)測試阿克曼角(調節拉桿長度)
車子裝上輪胎(內部要有個黃色墊片),打死,箭頭1和2的交點應該在箭頭3的上,且左右必須對稱,否則自行調節拉桿長度。
PS:如果你完美完成之前全部步驟,在這步最多微調一下,否則可以考慮重新翻工
(6)中值測試,極限測試
最后進行中值和極限的測試,一般來說左右到中值的間隔是一致的(一般不超過2個點,完美完成)。所以這里是最重要的
(7)驅動電壓,頻率
電壓6V,頻率75Hz,控制周期50Hz~75Hz