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(english)"

Krom//Schroder DG500UG-5

舵機(jī)，是指在自動(dòng)駕駛儀中操縱飛機(jī)舵面（操縱面）轉(zhuǎn)動(dòng)的一種執(zhí)行部件。分有：①電動(dòng)舵機(jī)，由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)部件和離合器組成。接受自動(dòng)駕駛儀的指令信號(hào)而工作，當(dāng)人工駕駛飛機(jī)時(shí)，由于離合器保持脫開而傳動(dòng)部件不發(fā)生作用。②液壓舵機(jī)，由液壓作動(dòng)器和旁通活門組成。當(dāng)人工駕駛飛機(jī)時(shí)，旁通活門打開，由于作動(dòng)器活塞兩邊的液壓互相連通而不妨害人工操縱。此外，還有電動(dòng)液壓舵機(jī)，簡(jiǎn)稱“電液舵機(jī)”。 [1] 

舵機(jī)的大小由外舾裝按照船級(jí)社的規(guī)范決定，選型時(shí)主要考慮扭矩大小。如何審慎地選擇經(jīng)濟(jì)且合乎需求的舵機(jī)，也是一門不可輕忽的學(xué)問(wèn)。

概述

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舵機(jī)是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。目前，在高檔遙控玩具，如飛機(jī)、潛艇模型，遙控機(jī)器人中已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。 [2] 

舵機(jī)是船舶上的一種大甲板機(jī)械。舵機(jī)的大小由外舾裝按照船級(jí)社的規(guī)范決定，選型時(shí)主要考慮扭矩大小。

在航天方面，舵機(jī)應(yīng)用廣泛。航天方面，導(dǎo)姿態(tài)變換的俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)都是靠舵機(jī)相互配合完成的。舵機(jī)在許多工程上都有應(yīng)用，不*于船舶。

類型

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船用舵機(jī)目前多用電液式，即液壓設(shè)備由電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行遙控操作。有兩種類型： 一種是往復(fù)柱塞式舵機(jī)，其原理是通過(guò)高低壓油的轉(zhuǎn)換而做功產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)舵柄轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另一種是轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)，其原理是高低壓油直接作用于轉(zhuǎn)子，體積小而高效，但成本較高。

差別

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這兩類舵機(jī)的差別：往復(fù)柱塞式舵機(jī)以上舵承來(lái)承重舵系，下舵承來(lái)定位，舵柄的壓入量?jī)H幾毫米；而轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)不需要上舵承，由舵機(jī)直接承重，但是在舵機(jī)平臺(tái)需要考慮水密性，舵柄的壓入量需幾十毫米。往復(fù)柱塞式舵機(jī)對(duì)尺寸的要求較大。往復(fù)柱塞式舵機(jī)可以向一舷偏轉(zhuǎn)不到40°，轉(zhuǎn)葉式舵機(jī)可達(dá)70°。液壓系統(tǒng)作用是高、低壓轉(zhuǎn)換，將壓力損失轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。包括1.高壓泵組（提供壓力油）2.控制、操作設(shè)備3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)（油馬達(dá)，油缸柱塞等）。

遙控模型

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舵機(jī)是遙控航空、航天模型控制動(dòng)作，改變方向的重要組成，不同類型的遙控模型所需的舵機(jī)種類也隨之不同。如何審慎地選擇經(jīng)濟(jì)且合乎需求的舵機(jī)，也是一門不可輕忽的學(xué)問(wèn)。

舵機(jī)主要適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng),比如人形機(jī)器人的手臂和腿,車模和航模的方向控制。舵機(jī)的控制信號(hào)實(shí)際上是一個(gè)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)( PWM信號(hào)),該信號(hào)可由FP-GA器件、模擬電路或單片機(jī)產(chǎn)生。 [3] 

構(gòu)造

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舵機(jī)主要是由外殼、電路板、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、減速器與位置檢測(cè)元件所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的 IC驅(qū)動(dòng)無(wú)核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過(guò)減速齒輪將動(dòng)

舵機(jī)

力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送回訊號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。位置檢測(cè)器其實(shí)就是可變電阻，當(dāng)舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電阻值也會(huì)隨之改變，藉由檢測(cè)電阻值便可知轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。一般的伺服馬達(dá)是將細(xì)銅線纏繞在三極轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電流流經(jīng)線圈時(shí)便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的作用力。依據(jù)物理學(xué)原理，物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與質(zhì)量成正比，因此要轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量愈大的物體，所需的作用力也愈大。舵機(jī)為求轉(zhuǎn)速快、耗電小，于是將細(xì)銅線纏繞成極薄的中空?qǐng)A柱體，形成一個(gè)重量極輕的無(wú)極中空轉(zhuǎn)子，并將磁鐵置於圓柱體內(nèi)，這就是空心杯馬達(dá)。

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

規(guī)格

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廠商所提供的舵機(jī)規(guī)格資料，都會(huì)包含外形尺寸(mm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60°)、測(cè)試電壓(V)及重量(g)等基本資料。扭力的單位是 kg/cm，意思是在擺臂長(zhǎng)度 1 公分處，能吊起幾公斤重的物體。這就是力臂的觀念，因此擺臂長(zhǎng)度愈長(zhǎng)，則扭力愈小。速度的單位是 sec/60°，意思是舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 60°所需要的時(shí)間。

電壓會(huì)直接影響舵機(jī)的性能，例如 Futaba S-9001 在 4.8V 時(shí)扭力為 3.9kg/cm、速度為 0.22 秒/60°，在 6.0V 時(shí)扭力為 5.2kg/cm、速度為 0.18 秒/60° 。若無(wú)特別注明，JR 的舵機(jī)都是以 4.8V 為測(cè)試電壓，F(xiàn)utaba則是以 6.0V 作為測(cè)試電壓。所謂天下沒(méi)有白吃的午餐，速度快、扭力大的舵機(jī)，除了價(jià)格貴，還會(huì)伴隨著高耗電的特點(diǎn)。因此使用高級(jí)的舵機(jī)時(shí)，務(wù)必搭配高品質(zhì)、高容量的鋰電池，能提供穩(wěn)定且充裕的電流，才可發(fā)揮舵機(jī)應(yīng)有的性能。

故障修理

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舵機(jī)故障診斷對(duì)于提高飛行安全十分關(guān)鍵，而故障的漏檢和虛警則直接關(guān)系到飛行器的安全和飛行品質(zhì)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外較為深入地研究了對(duì)過(guò)程建模的故障檢測(cè)方法，主要包括參數(shù)估計(jì)法、狀態(tài)觀測(cè)法以及等價(jià)空間法等。 [4] 

舵機(jī)一般故障判斷：

1）炸機(jī)后舵機(jī)電機(jī)狂轉(zhuǎn)、舵盤搖臂不受控制、搖臂打滑------------------可以斷定：齒輪掃齒了，換齒輪。

2）炸機(jī)后舵機(jī)*性銳減，現(xiàn)象是炸壞的舵機(jī)反應(yīng)遲鈍，發(fā)熱嚴(yán)重，但是可以隨著控的指令運(yùn)行，但是舵量很小很慢-------------基本斷定：舵機(jī)電機(jī)過(guò)流了，拆下電機(jī)后發(fā)現(xiàn)電機(jī)空載電流很大（>150MA），失去完好的性能(完好電機(jī)空載電流≤60-90MA)，換舵機(jī)電機(jī)。

3）炸機(jī)后舵機(jī)打舵后無(wú)任何反應(yīng)---------------基本確定舵機(jī)電子回路斷路、接觸不良或舵機(jī)的電機(jī)、電路板的驅(qū)動(dòng)部分燒毀導(dǎo)致的，先檢查線路，包括插頭，電機(jī)引線和舵機(jī)引線是否有斷路現(xiàn)象，如果沒(méi)有的話，就進(jìn)行逐一排除，先將電機(jī)卸下測(cè)試空載電流，如果空載電流小于90MA，則說(shuō)明電機(jī)是好的，那問(wèn)題是舵機(jī)驅(qū)動(dòng)燒壞了，9-13克微型舵機(jī)電路板上面就有2個(gè)或四個(gè)小貼片三極管，換掉就可以了，有2個(gè)三極管的那肯定是用Y2或IY直接代換，也就是SS8550，如果是有四個(gè)三極管的H橋電路，則直接用2個(gè)Y1（SS8050）和2個(gè)(SS8550)直接代換，65MG的UYR ---- 用Y 1(SS8050 IC=1.5A); UXR------用Y2（SS8550，IC=1.5A）直接代換。

4）舵機(jī)故障是搖臂只能一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，另外一邊不動(dòng)的話-----------判斷：舵機(jī)電機(jī)是好的，主要檢查驅(qū)動(dòng)部分，有可能燒了一邊的驅(qū)動(dòng)三極管，按照（3）維修即可。

5）維修好舵機(jī)后通電，發(fā)現(xiàn)舵機(jī)向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)后就卡住不動(dòng)了，舵機(jī)吱吱地響--------------說(shuō)明舵機(jī)電機(jī)的正負(fù)極或電位器的端線接錯(cuò)了，電機(jī)的兩個(gè)接線倒個(gè)方向就可以了。

6）嶄新的舵機(jī)買回來(lái)后，通電發(fā)現(xiàn)舵機(jī)狂抖，但用一下控的搖臂后，舵機(jī)一切正常----------說(shuō)明舵機(jī)在出廠的時(shí)候裝配不當(dāng)或齒輪精度不夠，這個(gè)故障一般發(fā)生在金屬舵機(jī)上面，如果不想退貨或者更換的話，自行解決的方法：卸下舵機(jī)后蓋，將舵機(jī)電機(jī)與舵機(jī)減速齒輪分離后，在齒輪之間擠點(diǎn)牙膏，上好舵機(jī)齒輪頂蓋，上好減速箱螺絲后，安上舵機(jī)搖臂，用手反復(fù)旋轉(zhuǎn)搖臂碾磨金屬舵機(jī)齒輪，直至齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)順滑、齒輪摩擦噪音減小后，將舵機(jī)齒輪卸下汽油清洗后，裝齒輪上硅油組裝好舵機(jī)，即可解決舵機(jī)故障。

7）有一種故障舵機(jī)表現(xiàn)很古怪：搖動(dòng)控的遙感，舵機(jī)有正常的反應(yīng)，但是固定控的遙感某一位置后，故障舵機(jī)搖臂還在慢慢的運(yùn)行，或者搖臂動(dòng)作拖泥帶水，并來(lái)回動(dòng)作------------------經(jīng)過(guò)多次維修后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在：應(yīng)該緊密卡在舵機(jī)末級(jí)齒輪中電位器的金屬轉(zhuǎn)柄，與舵機(jī)搖臂大齒輪（末級(jí)）結(jié)合不緊，甚至發(fā)生打滑現(xiàn)象，導(dǎo)致舵機(jī)無(wú)法正確尋找控發(fā)出的位置指令，反饋不準(zhǔn)，不停尋找導(dǎo)致的，解決了電位器與搖臂齒輪的緊密結(jié)合后，故障可以排除。按照改方法檢修后故障仍舊存在的話，也有可能是舵機(jī)電機(jī)的問(wèn)題或電位器的問(wèn)題，需要綜合分析逐一排查！

8）故障舵機(jī)不停的抖舵，排除無(wú)線電干擾，動(dòng)控?fù)u臂仍舊抖動(dòng)的話----------電位器老化，換之，或直接報(bào)廢掉，當(dāng)配件！

9）數(shù)碼斜盤舵機(jī)裝機(jī)過(guò)后發(fā)現(xiàn)舵機(jī)運(yùn)行不正常，快慢不一，退回廠家，后來(lái)?yè)Q回3個(gè)后還是*性差，后才知道是什么原因-----有些數(shù)碼舵機(jī)對(duì)BEC要求，加裝5.V3A 外置 BEC后，故障排除，與舵機(jī)質(zhì)量無(wú)關(guān)