什么是舵机？舵机的种类有哪些？

什么是舵机？舵机的种类有哪些？

舵机（Servo Motor）是一种集成电机、减速器、位置传感器与闭环控制系统的高精度执行元件，核心功能是根据输入信号（多为 PWM 信号）精准控制输出轴的旋转角度、速度或直线位置，无需额外搭建复杂控制电路，即可实现 “可控、稳定、高精度” 的动作，广泛用于需要精细运动控制的场景。

一、舵机的核心原理与结构

舵机本质是 “微型一体化运动控制系统”，其精准性源于闭环控制逻辑，内部核心由 4 部分构成：

驱动电机：多为微型直流电机，提供基础动力（转速高、扭矩小）；

减速器（齿轮组）：降低电机转速、放大输出扭矩（如将电机数千转 / 分钟降至数十转 / 分钟，扭矩提升数十倍）；

位置传感器：常见为电位器（与输出轴联动），实时检测当前位置并转化为电信号反馈；

控制电路板：接收外部控制信号，对比 “目标位置” 与 “反馈位置”，驱动电机调整至目标位置后停止，实现无偏差定位。

二、舵机的主要种类（按核心维度分类）

舵机的分类需结合应用场景需求，不同类型的功能特性差异显著，以下是最常用的分类方式：

1. 按 “控制方式与运动形式” 分类（最核心分类）

这是选型时最优先参考的分类，直接决定舵机的运动模式：

2. 按 “动力来源与供电方式” 分类

主要影响舵机的适用场景（消费级 / 工业级）和安装条件：

直流舵机：以直流电源供电（常见电压 3.7V、5V、6V、12V），结构简单、成本低、体积小，是消费级设备的主流选择；
应用：玩具、小型机器人、入门级航模、智能家居设备。

交流舵机：以交流电源供电（如 220V 市电、380V 工业电），扭矩大、稳定性强、抗过载能力好，但体积较大、成本高，多用于工业场景；
应用：工业机械臂、大型自动化生产线、重型设备的精准驱动。

3. 按 “控制电路类型” 分类

决定舵机的响应速度、精度与抗干扰能力：

模拟舵机：采用模拟电路实现控制，响应速度较慢（通常 0.2s-0.5s/60°）、定位精度较低（误差 ±2°-±5°），但成本低、结构简单；
应用：玩具车转向、入门级航模、对精度要求不高的场景。

数字舵机：采用数字电路（含微处理器）控制，响应速度快（<0.1s/60°）、定位精度高（误差 ±0.5°-±1°）、抗干扰能力强，支持更复杂的控制逻辑（如多舵机同步），但成本较高；
应用：专业航模、无人机云台、工业机器人、高精度检测设备。

4. 按 “尺寸与功率” 分类

根据体积和输出扭矩，适配不同安装空间与负载需求：

微型舵机：尺寸通常 < 30mm（长）×15mm（宽）×20mm（高），扭矩 < 5kg?cm，重量 < 10g；
应用：微型机器人（如指尖机器人）、小型无人机、VR 设备配件。

标准舵机：尺寸约 40mm×20mm×30mm，扭矩 5-20kg?cm，重量 15-30g；
应用：中小型机器人关节、常规航模、桌面级 3D 打印机。

大型舵机：尺寸 > 50mm×30mm×40mm，扭矩 > 20kg?cm，部分工业级舵机扭矩可达数百 kg?cm；
应用：大型机器人、重型航模（如油动飞机）、工业自动化设备。

三、不同种类舵机的选型关键

选择舵机时，需结合 “种类特性” 与核心参数匹配需求：

若需 “固定角度定位”（如机器人关节）→ 优先选角度舵机，关注 “旋转行程”（如 180°）和 “输出扭矩”；

若需 “连续转动调速”（如车轮驱动）→ 选360° 连续旋转舵机，关注 “最大转速” 和 “扭矩”；

若需 “直线推拉动作”（如门锁）→ 选线性舵机，关注 “推杆行程” 和 “推拉力度”；

若用于 “专业 / 工业场景”→ 优先选数字舵机 / 交流舵机，关注 “响应速度” 和 “稳定性”；

若空间有限（如微型设备）→ 选微型舵机，平衡 “尺寸” 与 “扭矩” 需求。

审核编辑 黄宇