舵机常用的几种模式是那几种?

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XQ-POWER舵机 发表于 2025-9-26 10:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

舵机常用的几种模式是那几种?
舵机的常用模式可根据控制方式、信号类型、应用场景等维度分为以下几类,不同模式的工作原理和适用场景存在显著差异:
按控制逻辑分类
位置模式:这是舵机最基础、最常用的模式。在该模式下,舵机接收指令后会驱动输出轴转动到指定角度并保持锁定。例如,向舵机发送转至 45° 的指令,舵机将转动到 45° 位置,若未受到外力干扰,会稳定在此角度;若施加外力,舵机会输出相应力矩抵抗偏移。广泛应用于机器人关节、机械臂、航模舵面控制等需要精准角度定位的场景。
力矩模式:此模式下,舵机输出恒定力矩,角度随外部负载变化而改变。与位置模式的角度固定不同,力矩模式的核心是保持输出力矩稳定。比如在某些夹持机构中,舵机以恒定力矩夹持物体,即使物体位置发生轻微变化,夹持力度也保持不变。不过普通舵机较少单独采用该模式,多在高端舵机或特殊应用(如协作机器人)中配合其他模式使用。
速度模式:舵机根据指令以设定速度持续转动,不固定角度位置。该模式下,舵机的转速可通过控制信号调节,适用于需要持续旋转且对转速有要求的场景,如小型传送带驱动、旋转云台的匀速转动等。部分支持 360° 旋转的舵机可实现此模式。
按操作方式分类(船舶舵机为主)
手动操舵模式:由操作人员手动控制舵机动作,包括随动操舵和简单操舵两种子模式,适用于进出港、狭窄水道等需要精准手动控制航向的场景。
随动操舵模式:闭环控制模式,操作人员给出舵角指令后,舵机通过反馈系统实时调整,使舵叶实际位置与指令位置一致。例如,舵轮转动到指定角度,舵叶会精准跟随转动到对应角度并保持。
简单操舵模式:开环控制模式,操作人员控制舵机转向,舵机仅按照给定转向转动,无位置反馈。即手动操作控制杆时舵机转动,松开控制杆后舵机停止转动,不保证舵叶精确停在特定角度。
自动操舵模式:船舶自动稳定在设定航向或航迹上,无需人工持续操作,适用于开阔海域长途航行。
航向控制模式:通过电罗经检测船舶实际航向,与设定航向对比,自动调整舵角纠正偏航,使船舶保持在设定航向。
航迹控制模式:更高级的自动模式,结合 GPS 等定位系统,不仅控制航向,还确保船舶沿预设航线(航迹)行驶,可自动修正水流、风浪等因素导致的航迹偏移。
按信号类型分类
PWM 模式:最主流的控制模式,舵机通过接收 PWM(脉冲宽度调制)信号实现控制。通常控制信号周期为 20ms,脉冲宽度在 0.5ms-2.5ms 之间对应舵机 0°-180° 的角度范围(不同舵机参数略有差异)。例如,1.5ms 脉冲宽度对应舵机中间位置(90°),脉冲宽度增加或减少,舵机相应向顺时针或逆时针方向转动。
串口模式:舵机通过串口(如 UART、IIC)接收数字指令,可传输更多参数(如角度、速度、力矩阈值等),实现更复杂的控制逻辑。例如,通过串口指令可同时设置舵机的目标角度、转动速度和力矩限制,适用于多舵机协同控制的场景,如多关节机器人。
模拟模式:通过模拟电压信号(如 0V-5V)控制舵机角度,电压值与舵机角度呈线性对应关系。例如,2.5V 对应中间角度,电压升高或降低,舵机相应转动。该模式精度较低,目前应用较少,主要用于部分早期或低成本舵机。
特殊功能模式(特定场景适用)
自锁模式:舵机转动到指定角度后自动锁定位置,即使受到外力也不易偏移。例如,机器人抓取物体时,舵机锁定夹持角度,确保物体不会掉落。
往返模式:舵机接收到指令后,转动到设定角度,停留一定时间(如 1 秒)后自动返回初始位置,适用于需要往复运动的场景,如自动门的开关、小型机械臂的往复抓取动作。
循环模式:舵机在多个预设角度之间循环转动,可自定义循环角度和每个角度的停留时间。例如,舵机在 0°-45°-0° 之间无限循环,用于模拟往复运动的测试或展示。

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