在講這個問題之前,先簡單介紹一下舵機、伺服電機、步進電機是什么以及它們的優(yōu)缺點。
伺服電機是一個電機系統(tǒng),它包含電機、傳感器和控制器。直流無刷電機可以是伺服電機里面的一部分,交流電機也可以是,但他們并不是伺服電機。僅僅一臺電機都不能算是伺服電機,因為他們并不具備伺服電機的功能。因此常常體積較大,主要用于比較精準的位置、速度或力矩輸出。
步進電機英文是stepper/step/stepping motor。主要是依靠定子線圈序列通電,順次在不同的角度形成磁場,推拉定子旋轉。步進電機的好處是,你可以省掉用于測量電機轉角的傳感器。因此在結構上和價格上有一定的優(yōu)勢。而且它的位置和速度控制相對簡單。其缺點是,第一,與同等功率的電機相比載荷比較小,沒有角度傳感器的情況下不能輸出大力矩。第二,功耗相對較大,要么全開,要么全關。所以要么接近滿功耗,要么就不能出力。
舵機是什么呢?舵機是個俗稱,是玩航模、船模的人起的,因為它常用于舵面操控,其實就是一個比較低端的伺服電機系統(tǒng),同時也是最常見的伺服電機系統(tǒng),英文叫做Servo,就是Servomotor的簡稱。
以前的舵機就只是將PWM信號與滑動變阻器的電壓相比對,通過硬件電路實現(xiàn)固定控制增益的位置控制。但經(jīng)過多年的發(fā)展,舵機的技術性正在不斷的提高?,F(xiàn)在的舵機舵機不再只是通過簡單的硬件電路實現(xiàn)固定控制增益的位置控制,而是可以采用更復雜的控制策略和算法來實現(xiàn)更高級別的控制。例如,可以采用先進的控制算法如PID控制器、模糊邏輯控制器等來實現(xiàn)舵機的精確位置控制和速度控制,以滿足不斷變化的應用需求。
此外,隨著舵機技術的不斷發(fā)展,也出現(xiàn)了多種舵機接口協(xié)議和通信方式,如RS485、CAN、UART等,這些接口協(xié)議和通信方式可以支持舵機之間的雙向通信和數(shù)據(jù)交換,以實現(xiàn)更高級別的控制策略和更復雜的系統(tǒng)應用。
另外,還可以將舵機與傳感器、執(zhí)行器等其他設備進行組合應用,以實現(xiàn)更復雜的系統(tǒng)功能。例如,在機器人領域中,可以通過舵機控制機器人的關節(jié)運動,并使用傳感器反饋機器人的位姿信息,以實現(xiàn)機器人的自主運動和智能控制。
也就是說,它本身就是一個完整的伺服電機系統(tǒng),相對于伺服電機來說,成本更低,同扭矩下體積也更小,雖然精度沒那么高,但操作更加簡單。
而相對于步進電機呢,有以下三個優(yōu)點:
1、控制精度:步進電機通過控制脈沖數(shù)量進行定位,而舵機則是根據(jù)設定的控制信號,按照設定的要求運行,可以實現(xiàn)精確的運動 控制。
2、應用領域:步進電機多用于簡單的位移控制,而舵機則更多應用在航模等需要進行高精度姿態(tài)控制的領域。
3、負載能力:與步進電機相比,舵機的負載能力更強,能夠承受更大的外部阻力。
總的來說,與伺服電機相比,舵機是一個完整的伺服電機系統(tǒng),但體積更小,成本更低,操作起來也更加簡單。這使得舵機在許多應用場景中成為伺服電機的優(yōu)秀替代品,例如在無人機、模型制作等領域。雖然舵機的精度可能不如伺服電機,但它的體積小、重量輕、成本低以及操作簡單的特點使得它在許多應用場景中表現(xiàn)出色。而和步進電機相比,舵機的控制精度和負載能力都相對更加優(yōu)秀,應用的范圍也更廣。