Вероятно, любители авиамоделизма знакомы с рулевым механизмом. RC Servo gear играет важную роль в авиамоделях, особенно в моделях самолетов с фиксированным крылом и моделях кораблей. Рулевое управление, взлет и посадка самолета должны контролироваться рулевым механизмом. Крылья вращаются вперед и назад. Для этого требуется тяга сервопривода.
Серводвигатели также известны как микросерводвигатели. Структура рулевого механизма относительно проста. В общем, он состоит из небольшого двигателя постоянного тока (малого двигателя) и набора редукторов, а также потенциометра (подключенного к редуктору для работы в качестве датчика положения), платы управления (обычно включает в себя компаратор напряжения и входной сигнал, источник питания).
Сервопривод В отличие от принципа шагового двигателя, это по сути система, состоящая из двигателя постоянного тока и различных компонентов. Шаговый двигатель полагается на катушку статора, которая должна быть запитана для генерации магнитного поля, чтобы притянуть ротор с постоянным магнитом или воздействовать на сердечник статора с реактивным сопротивлением для вращения в заданное положение. По сути, ошибка очень мала, и, как правило, нет управления с обратной связью. Питание мини-серводвигателя рулевого механизма поступает от двигателя постоянного тока, поэтому должен быть контроллер, который посылает команды двигателю постоянного тока, и в системе рулевого механизма есть управление с обратной связью.
Выходная шестерня группы редукторов внутри рулевого механизма по существу соединена с потенциометром, образуя датчик положения, поэтому угол поворота этого рулевого механизма зависит от угла поворота потенциометра. Оба конца этого потенциометра соединены с положительным и отрицательным полюсами входного источника питания, а скользящий конец соединен с вращающимся валом. Сигналы вводятся вместе в компаратор напряжения (операционный усилитель), а питание операционного усилителя подключается к входному источнику питания. Входной управляющий сигнал представляет собой широтно-импульсный модулированный сигнал (ШИМ), который изменяет среднее напряжение на долю высокого напряжения в среднем периоде. Этот компаратор входного напряжения.
Сравнивая среднее напряжение входного сигнала с напряжением датчика положения питания, например, если входное напряжение выше напряжения датчика положения, усилитель выдает положительное напряжение питания, а если входное напряжение выше напряжения датчика положения, усилитель выдает отрицательное напряжение питания, то есть обратное напряжение. Это управляет прямым и обратным вращением двигателя постоянного тока, а затем управляет вращением рулевого механизма через выходной редуктор. Так же, как на рисунке выше. Если потенциометр не привязан к выходному редуктору, его можно соединить с другими валами редуктора для достижения более широкого диапазона рулевого механизма, например, вращения на 360°, путем управления передаточным отношением, и это может привести к большей, но не кумулятивной ошибке (т. е. ошибка увеличивается с углом поворота).
Благодаря своей простой конструкции и низкой стоимости рулевой механизм используется во многих случаях, не ограничиваясь только моделями самолетов. Он также используется в различных роботизированных манипуляторах, роботах, автомобилях с дистанционным управлением, дронах, умных домах, промышленной автоматизации и других областях. Могут быть реализованы различные механические действия. Существуют также специальные сервоприводы с высоким крутящим моментом и высокой точностью для использования в областях с высокими требованиями к точности или областях, требующих большого крутящего момента и больших нагрузок.
Время публикации: 20-сен-2022