遙控模型控制動作的動力來源 伺服電機簡介
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技術規(guī)格
廠商所提供的伺服機規(guī)格資料，都會包含外形尺寸(mm)、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°，意思是伺服機轉動 60°所需要的時間。電壓會直接影響伺服機的性能，例如 Futaba S-9001 在 4.8V 時扭力為 3.9kg、速度為0.22 秒，在 6.0V 時扭力為 5.2kg、速度為 0.18 秒。若無特別注明，JR 的伺服機都是以 4.8V 為測試電壓，F(xiàn)utaba則是以 6.0V 作為測試電壓。所謂天下沒有白吃的午餐，速度快、扭力大的伺服機，除了價格貴，還會伴隨著高耗電的特點。因此使用高級的伺服機時，務必搭配高品質、高容量的鎳鎘電池，能提供穩(wěn)定且充裕的電流，才可發(fā)揮伺服機應有的性能。離線伺服機的構造伺服機主要是由外殼、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(fā)出訊號給伺服機，經(jīng)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，判斷是否已經(jīng)到達定位。位置檢測器其實就是可變電阻，當伺服機轉動時電阻值也會隨之改變，藉由檢測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，當電流流經(jīng)線圈時便會產(chǎn)生磁場，與轉子外圍的磁鐵產(chǎn)生排斥作用，進而產(chǎn)生轉動的作用力。依據(jù)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。伺服機為求轉速快、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(huán)境，有防水及防塵設計的伺服機；并且因應不同的負載需求，伺服機的齒輪有塑膠及金屬之區(qū)分，金屬齒輪的伺服機一般皆為大扭力及高速型，具有齒輪不會因負載過大而崩牙的優(yōu)點。較高級的伺服機會裝置滾珠軸承，使得轉動時能更輕快精準。滾珠軸承有一顆及二顆的區(qū)別，當然是二顆的比較好。目前新推出的 FET 伺服機，主要是采用 FET(Field Effect Transistor)場效電晶體。FET 具有內阻低的優(yōu)點，因此電流損耗比一般電晶體少。
選擇伺服機
標準的直升機需搭配５顆伺服機，分別控制油門、副翼、升降舵、螺距及尾舵。
一 油門
油門是所有動作中負載最輕的部位，且負載不會受到外在因素的影響而改變，所以選擇油門伺服機時，扭力不是問題(1 就綽綽有馀)，速度才是關鍵。因為直升機的油門與螺距作混控，故油門與螺距伺服機的速度最好要一致，才不會發(fā)生螺距伺服機已到達定位，油門服機卻姍姍來遲的情況。尤其作劇烈的3D飛行時，油門與螺距的變化量極大，若油門與螺距伺服機的速度不協(xié)調，會發(fā)生馬力延遲的狀況。油門伺服機的速度并不是愈快愈好，因為還要考慮引擎的反應時間。引擎必須經(jīng)過吸氣、壓縮、爆炸、排氣這一連串的步驟，尤其直升機用的引擎并不屬於高轉速型，因此伺服機的速度如果太快，就會產(chǎn)生引擎運轉速度跟不上伺服機的動作，進而出現(xiàn)油氣混合比不適當?shù)臓顩r。建議采用速度為 0.19~0.24 秒的伺服機。
三 副翼及升降舵
30 級及 46 級的直升機應選擇扭力 3kg 以上的伺服機，60 級的直升機則需選擇扭力 5kg 以上的伺服機。副翼及升降舵的反應速度，主要是由主旋翼轉速及平衡翼片的重量所控制，與伺服機的速度快慢，較無明顯且直接的關聯(lián)，所以不需使用太快的伺服機。建議采用速度為 0.20~0.26 秒的伺服機。
四 螺距
直升機的主旋翼螺距是出了名的重負載，因此螺距伺服機的扭力一定要夠，最好能選擇扭力 5kg 以上的伺服機。建議采用速度為 0.19~0.24 秒的伺服機。
五 尾舵
尾舵伺服機的扭力不需太大，3kg 就已經(jīng)足夠了。請依據(jù)您所使用的陀螺儀等級來搭配尾舵伺服機。機械式陀螺儀因為反應速度較慢，因此無需使用高速伺服機。壓電式陀螺儀需搭配高速伺服機，才能發(fā)揮陀螺儀的性能。高級的陀螺儀都會指明建議使用的伺服機，例如 JR 5000T 陀螺儀建議搭配 NES-8700G 伺服機，F(xiàn)utaba GY-501 陀螺儀建議搭配 S-9205 伺服機。若您使用的壓電式陀螺儀并無特別指明伺服機的類型，建議您購買速度愈快的伺服機愈好。
如何以最經(jīng)濟的方式購買合用的伺服機，請參考下列步驟∶
1.先決定螺距伺服機，選擇扭力 5kg 以上的伺服機，再依據(jù)預算的多寡決定伺服機的速度。
2.依照螺距伺服機的速度，選擇同速度但扭力小的伺服機，作為油門伺服機。
3.依據(jù)直升機的級數(shù)大小，選擇扭力為 3kg 或 5kg 以上，速度為 0.20~0.26 秒的伺服機，作為副翼及升降舵伺服機。
4.依據(jù)陀螺儀的等級來決定尾舵伺服機的速度，愈高級的陀螺儀才需使用高級的伺服機。
若您使用 CCPM 的直升機，因為是由副翼、升降舵及螺距伺服機采混控的方式共同來推動十字盤，所以這三個動作要選擇同型號的伺服機。CCPM 的優(yōu)點是連桿數(shù)少、傳動直接、虛位小，并且可減輕伺服機的負荷，延長伺服機的使用壽命。愛惜您的伺服機一般說來伺服機并不需要特別的保養(yǎng)，只要注意下列重點，就可使您的伺服機長命百歲。
1.直升機的機械可動部份，不可小於伺服機的行程活動范圍。
2.不要隨意改變電源電壓，例如接收機用 4.8V，請勿為了提升伺服機的性能而改用 6.0V。
3.避免伺服機過度負載，依照工作的性質與擺臂的長度，決定扭力的大小。
4.善用避振墊圈來保護伺服機，安裝伺服機時不可過度鎖緊，造成避振墊圈變形。
5.更換伺服機齒輪時必須使用陶瓷系潤滑油，請勿使用礦物系潤滑油，以免造成塑膠齒輪
變質，容易斷裂。
6.若您的伺服機沒有防水防塵的功能，請避免讓水或塵土跑進伺服機內。
使用心得
國內的伺服機市場與遙控器的市場一樣，幾乎是 JR 與 Futaba 的天下。用過這二種品牌
的伺服機後，發(fā)覺 JR 與 Futaba 的伺服機除了接頭樣式不同之外，正逆轉的方向也正好
相反。另外 Futaba 伺服機電線的包皮，比較容易產(chǎn)生破皮的現(xiàn)象。對於廠商無法統(tǒng)一伺
服機的接頭樣式、電線色彩、排列順序與正逆轉方向深感無奈。若您想搭配不同廠牌的遙
控系統(tǒng)與伺服機，請先查明電線的排列順序，三條線分別為電源線、接地線與訊號線。[/img]
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