本文主要詳解航模舵機(jī)，首先介紹了航模舵機(jī)工作原理，其次介紹了航模舵機(jī)的裝配及測(cè)試，最后闡述了影響影響航模舵機(jī)性能的因素分析，具體的跟隨小編來(lái)詳細(xì)的了解一下。

一、航模舵機(jī)工作原理

航模舵機(jī)主要由位置檢測(cè)器、控制電路板、空心杯電機(jī)（DC Coreless Motor）、減速齒輪組與舵盤所組成。其組成原理椎圖如圖1所示。

控制電路板是航模舵機(jī)的心臟，它負(fù)責(zé)接收和發(fā)出信號(hào)，控制整個(gè)舵機(jī)的運(yùn)作?？招谋姍C(jī)（空心杯電樞直流永磁伺服電動(dòng)機(jī)）由細(xì)銅線繞成極薄的中空?qǐng)A柱體，以形成重量極輕的無(wú)鐵芯中空轉(zhuǎn)子，然后將永磁體置于圓柱體內(nèi)。其重量、體積比普通鐵芯電機(jī)少1/3-1/2。航模舵機(jī)齒輪可以是塑膠齒輪或金屬齒輪，其中金屬齒輪不會(huì)因負(fù)載過(guò)大而崩齒。位置檢測(cè)器通常采用同軸電位器。舵盤一般安裝于航模舵機(jī)的輸出軸上，是聯(lián)接航模舵機(jī)與模型飛機(jī)連桿的部件，可將動(dòng)力從航模舵機(jī)輸出軸傳給飛機(jī)模型。

航模舵機(jī)的工作原理如圖2所示。圖中，當(dāng)接收機(jī)天線收到PWM控制信號(hào)后，經(jīng)接收通道進(jìn)人信號(hào)解碼電路解調(diào)，可獲得一個(gè)直流偏置電壓U，，同時(shí)，與舵機(jī)的輸出軸相連的位置反饋電位器也將另一個(gè)位置電壓U反饋到控制電路?？刂齐娐穼，與Uj進(jìn)行比較，再將得到的電慶差送人電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)空心杯電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，直到電壓差趨于零， 空心杯電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)位置偏差趨于零，舵盤達(dá)到預(yù)期位置。

二、航模舵機(jī)的裝配

航模舵機(jī)的裝配步驟是先將電機(jī)齒輪裝到電機(jī)軸上，并確保電機(jī)齒輪與電機(jī)上端面留有少許間隙，再將電機(jī)和電位器裝人中殼，同時(shí)將電路板置于中殼上，使電位器與電機(jī)的焊腳插入電路板對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)，并將其焊接于電路板上，然后再按照順序裝人齒輪，圖3所示是其安裝圖。裝好后，再打上齒輪油，并注意各齒間嚙合良好，軸要垂直中殼，齒輪油要均勻。最后將上殼置于中殼上并壓緊，然后調(diào)整好三條導(dǎo)線位置，并加上底殼，打好螺釘。

三、航模舵機(jī)的測(cè)試

航模舵機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目包括角度（%）、 扭力（N.m）、噪音（dBA）、速度（s/60%）、 外形尺寸（mm）、測(cè)試電壓（V）和重最（kg） 等。其中速度的單位是sec/60^，表示航模舵機(jī)位置檢測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)609所需要的時(shí)間。

1、角度測(cè)試

航模舵機(jī)控制信號(hào)是周期為20 ms的脈寬調(diào)制（PWM）信號(hào)，輸人信號(hào)脈沖寬度為0.5~2.5ms， 相對(duì)應(yīng)的舵盤位置為0*~180*，吳線性變化。圖4所示是舵機(jī)輸出角與輸人信號(hào)脈沖寬度的關(guān)系。由于航模舵機(jī)具有對(duì)應(yīng)性和保持性，故當(dāng)給其提供一定的脈寬時(shí)，其輸出軸就會(huì)保持在一個(gè)相應(yīng)的角度，上。

最大輸出角度為輸入0.5~2.5 ms脈沖時(shí)航模舵機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度（大約為180）。當(dāng)脈寬為0.5 ms時(shí)， 指針對(duì)準(zhǔn)起始值零刻度。當(dāng)航模舵機(jī)輸入1.5ms的脈沖時(shí)，輸出角為90*。

2、扭力測(cè)試

扭力測(cè)試是在特定電源電壓下，采用專用扭力測(cè)試夾具，用伺服控制器控制航模舵機(jī)，即在不打滑、不崩牙的情況下，測(cè)試其所能承受的最大扭力。

3、噪音測(cè)試

在環(huán)境噪音小于35 dBA的情況下，在特定電源電壓下，將航模舵機(jī)接好電源線，放人噪音箱內(nèi)并與噪音箱內(nèi)的噪音計(jì)相距100 mm。再用伺服控制器控制航模舵機(jī)，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)峰值。

4、速度測(cè)試

將航模舵機(jī)周定于速度測(cè)試儀上，并將測(cè)試儀放人暗箱中，冉把帶有指針的舵盤固定于其輸出軸上，然后在特定電源電壓下，用伺服控制器控制航模舵機(jī)，使指針從轉(zhuǎn)角的一個(gè)極限位轉(zhuǎn)向另一個(gè)極限位，觀測(cè)測(cè)試儀顯示屏顯示的轉(zhuǎn)速，并記錄最大值。

四、影響航模舵機(jī)性能的因素分析

從航模舵機(jī)的組成看，影響其特性的主要因素是控制電路板、位置檢測(cè)器、空心杯電機(jī)和齒輪組的裝配，它們的匹配對(duì)其整體性能有決定性的影響。

控制電路板是整個(gè)航模舵機(jī)的關(guān)鍵部分，對(duì)其特性的影響較明顯。航模舵機(jī)性能要保證在額定負(fù)載下，控制環(huán)路應(yīng)有較小超調(diào)（穩(wěn)態(tài)誤差小于5%）。圖5所示是10個(gè)不同航模舵機(jī)在相同條件下，分別配用兩種不同型號(hào)電路板的力矩測(cè)試結(jié)果。由圖5可知，控制電路板1的力矩均小于控制電路板2的力矩，這說(shuō)明電路板2的整體性能比電路板1的整體性能要好。控制電路板不僅對(duì)力矩有影響，對(duì)其他特性也有影響，表1所列是電路板上不同電阻值對(duì)角度的影響。事實(shí)上，將電路板上同一個(gè)阻值為1.5kQ的電阻分別改為不同的電阻值2600和1kQ時(shí)，所對(duì)應(yīng)的角度脈寬值就會(huì)隨之變化，這說(shuō)明電路板的改變對(duì)航模舵機(jī)的角度有一定的影響。

牙箱（此處的牙箱包括位置檢測(cè)器、空心杯電機(jī)和齒輪組）各部件對(duì)航模舵機(jī)性能的影響也比較明顯?？招谋姍C(jī)對(duì)其扭力、速度、噪音都有一定的影響，空心杯電機(jī)會(huì)對(duì)電路板輸人端電流產(chǎn)生一定的干擾， 千擾的程度取決于空心杯電機(jī)的質(zhì)量。位置檢測(cè)器會(huì)影響航模舵機(jī)所能達(dá)到的最大角度，航模舵機(jī)的靈敏度由位置檢測(cè)器的空載扭轉(zhuǎn)力矩決定， 位置檢測(cè)器的壽命必然會(huì)影響到航模舵機(jī)的壽命。齒輪傳動(dòng)比將影響航模舵機(jī)的傳出速度和扭力大小。齒輪的中心距、零件的精度、材料的選擇都對(duì)其壽命、噪音有很大影響。位置檢測(cè)器、空心杯電機(jī)和齒輪組組裝后的相互作用對(duì)航模舵機(jī)的特性也有影響。表2所列是同一電路板配同型號(hào)但不同牙箱的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，其中舵機(jī)1、2、3為一廠家同型號(hào)的三款不同牙箱，舵機(jī)4、5、6為另一廠家同型號(hào)的三款不同牙箱，該六款牙箱均配用同一塊控制電路板，數(shù)據(jù)表明，同一廠家的牙箱性能差距不大。而不同廠家的牙箱對(duì)舵機(jī)性能的影響較為明顯。說(shuō)明相同型號(hào)的部件組合后，舵機(jī)的綜合性能稍有差異，而不同型號(hào)的部件組合后，舵機(jī)的綜合特性差異很大。

裝配時(shí)作業(yè)方式的差異直接導(dǎo)致航模舵機(jī)特性的不同。如裝配時(shí)齒輪未完全嚙合，或軸被裝歪，扭力就可能達(dá)不到要求，容易打齒，且會(huì)出現(xiàn)較大噪音。如果未打牙油或者底蓋沒(méi)安裝到位，也會(huì)出現(xiàn)噪音大、壽命短的問(wèn)題。

對(duì)航模舵機(jī)進(jìn)行綜合測(cè)試、全面評(píng)價(jià)各項(xiàng)性能指標(biāo)，是保證其質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。如測(cè)試不按測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行而違規(guī)操作，那么，當(dāng)該部件被安裝于成品機(jī)上時(shí)，就很可能直接導(dǎo)致其性能下降甚至變?yōu)閺U品。

電壓也會(huì)直接影響航模舵機(jī)的性能。一般在5.0 V電源電壓下的扭力要小于6.0 V電源電壓下的扭力，而在5.0 V電源電壓下的速度卻大于6.0V電源電壓下的速度。事實(shí)上， 速度快、扭力大的舵機(jī)，除了需要較高的電源電壓外，還必須搭配高質(zhì)量的空心杯電機(jī)、齒輪組、控制電路板和反應(yīng)靈敏的位置檢測(cè)控制器，同時(shí)要配有高品質(zhì)、高容量的電源電池。

五、結(jié)束語(yǔ)

控制電路板、位置檢測(cè)器、空心杯電機(jī)和齒輪組的性能是影響航模舵機(jī)整體性能的主要因素。要得到性能良好的舵機(jī)，除了確保各零部件合理的設(shè)計(jì)和優(yōu)良的特性以外，還要嚴(yán)格控制裝配工藝，確保各部件的匹配，這樣才能保證舵機(jī)性能的正常穩(wěn)定。