要理解舵机为什么会产生扭矩,我们首先需要了解电机运转的原理。电机的运转需要两个要素:磁场和电路。在电路中通上电流,电能就会被转化为磁能,激励电机的磁场。当电机的磁场受到外部磁场的影响,就会运转。
用舵机为例,舵机中的电机是通过电信号来控制角度转动的。电路中通过发送脉冲宽度来控制舵机转动到指定角度,而转动的过程就是电能被转化为力矩的过程。
舵机的电机内部结构是由电枢和永磁体组成。电枢的主要作用是通过转动产生力矩,而永磁体则提供磁场。当电枢转动时,电枢中的电流会产生磁场,这样就会和永磁体的磁场相互作用,从而产生力矩。
值得注意的是,在永磁体中电流非常微小,所以其不会对力矩产生贡献,而是作为磁极产生磁场。而电枢则是通过AM电机原理,也就是斥力和吸引力相互作用的原理,去产生力矩。
舵机中金属齿轮的作用同样也是产生力矩。金属齿轮的存在使得电机可以把电能转化为机械能,并产生足够的力矩,这样电机才能够带动外面的飞控设备、陀螺仪等等舵机所需要控制的设备。
在舵机内部电机的转轴与金属齿轮上有一个小凸起称为行星轮,当它转动时,齿轮也开始转动,并以此产生力矩。这也就是为什么舵机能够承受相对较大的负载并产生足够的力矩。
舵机中的控制器是通过一定的原理来控制其转动角度和速度。控制器可以接收来自外部的信号,并将其转化为脉冲宽度来控制舵机转动到特定角度。同时,控制器还通过PWM控制的方式来控制电机的高低速运转。
由于舵机内部既有电机,又有一些机械构件,所以控制器的作用显得尤为重要。在控制器的作用下,电机、金属齿轮和其他部件会协同工作,从而产生足够的力矩,并把舵机转动到预定角度。