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舵機(伺服器)是遙控模型控制動作的動力來源,不同類型的遙控模型所需的舵機種類也隨之不同。本文主要探討適合各等級直升機各工作部位所使用的舵機。
舵機的構造
舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。其工作原理是由接收機發出訊號給舵機,經由電路板上的IC判斷轉動方向,再驅動無核心馬達開始轉動,透過減速齒輪將動力傳至擺臂,同時由位置檢測器送回訊號,判斷是否已到達定位。
位置檢測器其實就是可變電阻,當舵機轉動時電阻值也會跟著改變,測量電阻值便可知轉動的角度。
一般的伺服馬達是將細銅線纏繞在三極轉子上,當電流流過線圈時便會產生磁場,與轉子外圍的磁鐵產生排斥作用,進而產生轉動的作用力。依據物理學原理,物體的轉動慣量與質量成正比,因此要轉動質量愈大的物體,所需的作用力也愈大。舵機為求轉速快、耗電小,於是將細銅線纏繞成極薄的中空圓柱體,形成一個重量極輕的五極中空轉子,并將磁鐵置於圓柱體內,這就是無核心馬達。
為了適合不同的工作環境,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的區分。較高級的舵機會裝置滾珠軸承,使得轉動時能更輕快精準。滾珠軸承有一顆及二顆的區別,當然是二顆的比較好。
技術規格
廠商所提供的舵機規格資料,都會包含外形尺寸(cm)、扭力(kg/cm)、速度(秒/60。)、測試電壓(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,因此擺臂長度愈長,則扭力愈小。速度的單位是sec/60。,意思是舵機轉動60。所需要的時間。
所謂天下沒有白吃的午餐,速度快、扭力大的舵機,除了價格貴,還會伴隨著高耗電的特點。因此使用高級的舵機時,務必搭配高品質、高容量的鎳鎘電池,能提供穩定且充裕的電流,才可發揮舵機應有的性能。