挑选舵机#

鉴于需要考虑的选项众多，挑选 舵机 起初可能会令人望而生畏。本指南旨在为比较不同的舵机选项提供一个起点，并在最后提供一些精选建议。

重要

在选择舵机时，牢记特定供应商的产品信息可信性非常重要。亚马逊和其他类似网站上的制造商和经销商夸大其舵机规格或选择不切实际的最佳情况来衡量规格的做法并不少见。我们的推荐仅限于在发布舵机规格方面历来可靠的供应商。

根据经验，知名制造商（HiTech、Savox、ServoCity、Gobilda、Andymark 等）通常会公布准确的数字，而对于来自市场（亚马逊、AliExpress 等）的舵机则应持怀疑态度。

舵机类型：常规或连续旋转式#

舵机 舵机可以根据 PWM 输入信号旋转到给定位置的舵机称为 常规舵机 。此外，还有 连续旋转舵机 ，它们实际上只是 舵机 舵机外形尺寸的小型电机。它们没有位置控制，而是使用 PWM 信号来控制转速。

FTC® 供应商的许多舵机都是双模式的，这意味着它们可以在连续模式和常规模式之间切换（通常需要使用单独出售的舵机编程器）。这些舵机既可用作连续旋转舵机，也可用作常规舵机。

舵机扭矩和速度#

舵机 输出功率以速度和扭矩来衡量。速度（通常以秒/60度为单位）是指在标准旋转模式下， 舵机 转动 60° 的速度。

为什么是每 60 度几秒钟？

从历史上看，FTC 中常用的舵机是为 RC（无线电遥控）汽车设置的。这些汽车的转向连杆的最大侧向行程通常为 60 度，因此制造商通常会用 60 度的秒数来宣传他们的舵机。

扭矩（通常以 oz-in 或 kg-cm 为单位）是指 舵机 可以施加到杠杆上的力的大小。作为参考，如果在舵机上安装一根 1 英寸的杆，然后在杆端安装测力计，就能测出舵机的额定扭矩（单位为 oz-in）。

您可能知道，速度和扭矩通常呈反比关系。你可以找到一些功能强大的舵机，但速度却很慢（慢于 0.20 秒/60° ），或者一些功能较弱的舵机，但转动比却更快（快于 0.12 秒/60° 的都被认为是非常快的）。

为您的应用找到合适的 舵机 可能很难，但一个好方法是尝试决定您是否需要更高的速度或扭矩，以及您的 舵机 是否会承受冲击负荷。

耐用性和舵机齿轮材料#

威胁 舵机 寿命的两件事是内部电机烧毁和更常见的 齿轮 在 舵机 内部剥离。电机烧毁的情况并不常见，但在长时间大负载的情况下也会发生。

小心

永远不要将舵机安装在不动的模块上。

当驱动部件所需的扭矩超过 舵机 最大扭矩时，就会出现齿轮剥离这一非常常见的问题。这种情况主要有两种。

  • 无论 齿轮 是由哪种材料制成，外力造成的冲击负荷都会轻易剥离 齿轮 。例如，部件撞上场地墙壁或其他机器人。

  • 太重的物体在反转时产生的冲击负荷会使 齿轮 脱落。扭矩随质量和与旋转中心的距离而增加。如果被驱动的部件远离 舵机 ，则杠杆臂长意味着扭矩大。此外，如果部件在移动，反转方向也需要更大的扭矩。因此，原则是部件要轻，不要突然反向，以延长 舵机 的使用寿命。

抗冲击负荷能力直接受到 齿轮 所用材料的影响。材料范围从塑料到钛，让我们从最弱的开始往下看。

  • 塑料：使用低功率 舵机 时，通常没有问题。一般用于模型飞机，如副翼。FTC 应用包括不会直接接触任何游戏元素或场地的轻负载机构。例如，用于打开活板门或移动机器人内游戏元素的舵机。

  • 碳纤维 ：Hitec 的 齿轮 塑料非常耐用，使用寿命长，在长期使用和低负荷的情况下性能非常好。需要注意的是，它在 FTC 中的冲击负荷下很容易剥落。碳纤维 比塑料更耐用，但仍会受到冲击负荷的影响。

  • 黄铜 ：黄铜 齿轮 比塑料更坚固，但在 FTC，如吸取装置和存放装置，中面对冲击负荷时也会受到很大影响。REV智能舵机等稍高端的舵机都采用了这种材料。

  • 钢材 ：这就是我们开始需要研究的地方。钢材 齿轮 非常耐用，你很难剥离它们。一般来说，需要支付更高的价格。goBILDA 双模式舵机 (v2) 是钢制 齿轮 舵机 的典范。

  • 钛 ：钛是真正的高端产品，几乎不会损坏 servos· 。起价从 75 美元到 150 美元不等。一个常见的误解是，钛比钢更坚固，但其优势在于强度与重量比（例如，钛齿轮箱通常比钢齿轮箱更轻）。

舵机尺寸#

舵机 有不同的尺寸。幸运的是，几乎所有制造商都使用同一套标准的 舵机 尺寸，从超小型到大型不等。FTC 中常用的两种尺寸是 标准尺寸 （包括 REV Smart Servo 和 goBILDA Dual Mode Servo）和 大尺寸 （也称为四分之一尺寸） 舵机 。不过，大型 舵机 并不常见。

请注意，一般来说，尺寸越大， 舵机 功能越强，但这并不是严格的规则。您可以购买功能非常强大的标准尺寸舵机 舵机 ，只是需要支付更高的价格。

舵机花键轴#

舵机 的输出轴通常称为花键轴。大多数舵机采用行业标准的 25 齿花键（也称为 F3）；特别是 REV Smart Servo 和 goBILDA Dual Mode 舵机使用的就是这种花键。不过，使用 24 齿花键的 Hitec 舵机也很受欢迎。

Andymark舵机是个例外，因为它们使用5毫米六角轴作为输出，而不是24或25齿舵机花键。

注意

请在购买 舵机 前检查花键类型 - 否则，您的 舵机 附件将无法安装。

有关舵机花键的更多信息，请访问 https://www.servocity.com/servo-spline-info/ 。

舵机范围#

非连续式 舵机 在保持位置反馈的同时可以旋转的角度称为量程。在选择舵机时，必须确保有足够的量程来满足运动需求。

默认情况下，FTC Control Hub 和 FTC Expansion Hub 输出 600-2400 微秒信号。不过，这一范围可扩展至 500-2500 微秒。在选择舵机时，必须确保其量程在 500-2500 微秒范围内适用于您的应用。

备注

FTC Expansion Hub 和 FTC Control Hub 的默认范围为 600-2400 微秒，这可能会导致 goBILDA Dual Mode Servo 和 REV Smart Robot Servo 等常用舵机的范围比产品介绍中的要小。您可以使用以下代码将范围扩大到 500-2500 微秒。

ServoImplEx servo = hardwareMap.get(ServoImplEx.class, "myservo");
...
servo.setPwmRange(new PwmRange(500, 2500));

费用#

舵机 范围从廉价的 7 美元 舵机 轻型应用，一直到一些近 200 美元的 Hitec 或 Savox 舵机 。

到目前为止，性价比最高的 舵机 是 goBILDA dual mode 和 REV SRS 舵机。此外，Andymark 高扭矩/高速 舵机在纸面上是性价比最高的舵机，但在撰写本文时尚未发布和测试。

REV SRS 最大的缺点是其黄铜 齿轮 。再加上高输出功率，这意味着在任何冲击负荷下剥离 齿轮 是家常便饭。

FTC 舵机 的下一个大品牌是 Hitec，该公司在业余 舵机 中大名鼎鼎，几十年来一直深受信赖。他们的低端 舵机 价格低廉，但容易损坏。

价格中等的 Hitec 舵机 是 HS 485-HB/488-HB舵机，配有碳纤维 齿轮 。虽然它不应该用于高负荷应用，但对于爪子或活门等一般应用来说，它还是可以胜任的。485HB 使用 24 齿花键；488 HB 使用 25 齿花键（推荐）。

Hitec 真正的亮点在于高端市场。如果您的预算超过 100 美元，您可以购买一些功能非常强大的 Hitec 舵机 。大多数都有钛 齿轮 ，并且可以编程，因此您可以根据自己的需要调节性能和范围。

Axon Robotics 是一家相对较新的公司，它提供的可编程钛齿轮舵机系统价格在 75 美元以上。

在 FTC 的 舵机 市场上，最后一个大厂是 Savox，它生产的中高端 舵机 （60-100 美元以上）产品非常出色。它们使用钛制造齿轮 齿轮 （接近防弹），速度快。Savox 舵机 无刷和无芯的，所以它们在负载情况下确实会有点尖叫，但如果你的预算允许的话，它们绝对值得购买。