Сервоприводы являются важнейшей частью управления радиоуправляемой модели. Простым языком, сервопривод (еще называют рулевые машинки, сервомашинки, или просто серво) двигает рулевые механизмы или другие механизмы по команде с пульта радиоуправления на моделях. К примеру, на автомоделях их используют для поворота колёс при рулении, их удобно закреплять непосредственно на крыле авиамодели для управления элеронами, еще на летающих моделях есть сервомашинки для уборки-выпуска шасси. Большинство радиоуправляемых моделей содержит хотя бы один сервопривод: автомодели – руль поворота, самолёт – рули высоты и направления, вертолет – автомат перекоса, угол поворота лопастей хвостового ротора , катер – руль, танк - пушка, у мультикоптера - это могут быть сервоприводы подвеса камеры. Есть рулевые машинки, которые по своим типоразмерам, силовым и скоростным характеристикам больше подходят для использования в автомоделях, а есть те, что больше подходят для вертолетов. Одним из особых направлений сервоприводов является использование в робототехнике. Это специальные сервоприводы с увеличенными углами поворота, вплоть до непрерывного вращения и зачастую имеющие дополнительную подвижную часть на обратной стороне корпуса. Эти сервоприводы являются основной составляющей роботов.
Сервоприводы - это, как правило, прямоугольный корпус (внутри которого мотор, редуктор с шестернями и управляющая плата) с крепежными ушками по бокам и выходным валом, расположенным на верхней крышке.
К валу крепится сменный (в комплекте) передаточный элемент в виде диска или рычага - качалка.
Качалка служит для передачи вращающего движения на сторонний рабочий механизм (т. е. тот для управления которым, сервопривод и устанавливается). Качалка крепится к выходному валу либо своим центром, либо одним из концов.
Сервоприводы могут поворачивать свой выходной вал на заданный угол, определяемый входным сигналом, и удерживать его в этом положении. Как правило, этот угол имеет предел в 60 градусов, но иногда больше. После поворота вал остается в этом положении, пока не придет другой управляющий сигнал.
Задача любого сервопривода быстро и точно переместить механизм (в модели, роботе, др.) на заданный угол и надежно удерживать заданное положение. Возможность быстро изменять направление и удерживать его является ключевым моментом в выполнении маневров моделью.
Широкая номенклатура сервомашинок обусловлена разными требованиями к ним, зависящими от модели, где они применяются.
Классификация сервоприводов для моделй на радиоуправлении
Классифицируют сервоприводы:
- По размеру сервоприводы делятся на: микро, мини, стандарт и большие.
Средние размеры микро сервоприводов составляют 24*12*24мм, вес: 5-10 г.
Размеры мини: 30*15*35мм, вес ~25 г.
Стандарт: 40*20*37мм, вес: 50-60 г.
Габариты рулевых машинок варьируются в зависимости от задач, в которых они используются. Микро и мини чаще используются в моделях вертолётов и самолётов. Стандарт - больше распространены в радиоуправляемых автомоделях.
- По способу управления сервоприводы делятся на аналоговые и цифровые.
Внешне и механически цифровые и аналоговые сервомашинки не отличаются друг от друга, а только способом управления мотором.
Цифровые сервоприводы дороже аналоговых, но значительно точнее и, как правило, быстрее и мощнее. Проблема всех аналоговых сервоприводов состоит в том, что они медленно и неточно реагируют на малые команды управления. Цифровые машинки позволяют добиться особенно высокой точности управления моделью, как раз благодаря быстрому отклику сервы, быстрому и плавному набору скорости и отличному удержанию.
Недостаток цифровых сервоприводов – это более высокое энергопотребление по сравнению с аналоговыми. Это вызывает увеличение нагрузки на бортовую электронику.
- По типу двигателя различают сервоприводы с обычным электродвигателем, с двигателем без сердечника (coreless) и с бесколлекторным электродвигателем.
В большинстве сервоприводов используются двигатели без сердечника - они эффективнее: легче по весу, точнее, более быстрый отклик и ровная работа без вибраций.
Бесколлекторные сервы получили распространение совсем недавно. Они превосходят сервоприводы с коллекторным электромотором по всем параметрам и по сроку службы. Бесколлекторные сервомашинки позволяют развить большее усилие, более надёжны и при этом потребляют меньше энергии.
- По рабочему напряжению сервы разделяют на обычные - с питанием 4.8В - 6.0В, и с повышенным напряжением (High Voltage, HV) - до 8.4В.
Сервы с повышенным напряжением обычно используют в системах с питанием от бортовой батареи, а не от BEC.
С повышением напряжения питания сервопривода, растет его мощность и скорость.
- По материалу шестерней редуктора сервоприводы бывают с пластиковыми и металлическими шестернями редуктора. Так же бывают карбоновые и титановые шестерни. Бывают редукторы, использующие разные материалы, например, половина шестреней пластик, а другая половина — металл.
Пластиковые шестерни легкие, но относительно непрочные и зачастую ломаются при падении/столкновении модели. При этом шестерни практически не изнашиваются (не стираются).
Металлические шестерни намного прочнее, хорошо противостоят ударам, однако имеют самый дорогой ремкомплект, сильно подвержены износу и являются самыми тяжелыми.
Карбоновые шестерни появились относительно недавно. Они почти в пять раз прочнее пластиковых и у них выше износостойкость, однако металлические все равно оказываются прочнее. Карбоновые шестерни самые легкие.
У всех есть свои плюсы и минусы в зависимости от целей и задач. Выбор сервопривода с шестернями из определенного материала зависит от области применения. В зависимости от материала меняется нагрузочная способность сервопривода, скорость и вес. Самый слабый и быстрый сервопривод - с пластиковыми шестернями, самый мощный, но медленный - с металлическими. Но, например, в авиамоделях, обычно, главное – это их вес. А для монстра или багги лучше использовать рулевой сервопривод с металлическим редуктором.
- По типу подшипников. В сервоприводе есть ось, на которой крепится качалка. Именно на нее ложатся все нагрузки. Эта ось проходит через подшипник, два подшипника или просто втулку. Использование подшипника уменьшает потери на трение, предупреждает образование люфта между выходным валом и корпусом, что позволяет оставаться им более точными, чем сервоприводы со втулками.
Лучше приобретать сервоприводы с двумя подшипниками вне зависимости от области применения.
Характеристики сервоприводов
Базовыми техническими характеристиками сервомашинок являются рабочее напряжение питания, усилие (момент) на выходном валу и скорость поворота качалки. Поворот качалки преобразовывается в механическое движение, к примеру, движение руля.
Скорость сервоприводов измеряется временем поворота качалки сервопривода на угол 60 градусов при определенном напряжении (за сколько секунд переместится на 60 градусов).
Например, сервопривод с параметром 0.11/60° /4.8В поворачивает вал на 60 градусов за 0.11секунд при напряжении питания 4.8В.
Усилие на валу сервопривода измеряется по весу груза в кг, который сервопривод может удерживать неподвижно на качалке с плечом 1 см. Усилие измеряется кг/см при определенном напряжении, т.е. какое усилие развивает сервопривод с удалением от центра 1 см.
Например если указано, что сервопривод развивает 1,2 кг/см при напряжении 4,8В, это значит, что на качалке длиной 1см сервопривод может развить усилие 1,2 кг, прежде чем остановится. Для качалки в 2см такой сервопривод сможет развить усилие 0,6 кг, а на 5 мм - 2,0 кг.
Указывают две цифры, для минимального и максимально напряжения питания, напрмер 4.8В и 6В. Чем выше напряжение питания сервопривода, тем больше его скорость и усилие.
Как выбрать сервопривод для радиоуправляемой модели
О сервах говорят - сильная, но медленная или быстрая, но слабая. Для большинства случаев, чем сервопривод мощнее и быстрее, тем лучше. Часто важен вес сервопривода, к примеру, для летающих моделей - чем легче, тем лучше. Для некоторых моделей вертолетов важны размеры сервы, чтобы влезла в посадочное место и не нарушила центр тяжести авиомодели. Высокоскоростные сервоприводы лучше использовать тогда, когда требуется чрезвычайно быстрый отклик на действия пилота. В вертолете хвостовой сервопривод - подбирается максимально быстрый, но соответствующий рекомендованному усилию, так как при выполнении фигур высшего пилотажа он играет ключевую роль в точности их выполнения. Для автомоделей важно, чтобы серва была сильной. Сервопривод, которому недостает усилия, сделает руление нечетким и неточным, например, автомодели это может помешать точно проходить повороты. Усилие особенно важно для тяжелых моделей. Для автомоделей так же важно, чтобы зубчики шестерни редуктора были металлическими.
Ассортимент сервоприводов Power HD покрывает все востребованные типоразмеры и развивается в соответствии с постоянно растущими требованиями модельного спорта.
ПОЛУЧИТЬ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ОТ ОПТОВОЙ КОМПАНИИ РАДИОУПРАВЛЯЕМЫХ МОДЕЛЕЙ "ПРЯМЫЕ ДИСТРИБЬЮЦИИ"
