如何选择适合的舵机？

舵机主要适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统，比如仿蛇机器人的关节[34]。舵机的控制信号实际上是一个脉冲宽度调制信号（PWM信号），该信号可由FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）器件、模拟电路或单片机产生。

舵机的主要性能参数包括转速、转矩、电压、尺寸、重量、材料和安装方式等[35]。人们在进行舵机选型设计时要综合考虑以上参数。

（1）转速：转速由舵机在无负载情况下转过60°角所需时间来衡量[36]。舵机常见的速度一般在0.11～0.21 s/60°之间。

（2）转矩：也称扭矩、扭力，单位是kg·cm，可以理解为在舵盘上距舵机轴中心水平距离1 cm处舵机能够带动的物体重量。

（3）电压：舵机的工作电压对其性能影响重大。推荐的舵机电压一般都是4.8 V或6 V。有的舵机可以在7 V以上工作，甚至12 V的舵机也不少。

较高的电压可以提高舵机的速度和扭矩。例如Futaba S-9001在4.8 V时，其扭矩为3.9 kg·cm、速度为0.22 s/60°；在6.0 V时扭矩为5.2 kg·cm、速度为0.18 s/60°。若无特别注明，JR PROPO的舵机都是以4.8 V为测试电压，而Futaba则是以6.0 V作为测试电压。所谓天下没有白吃的午餐，速度快、扭矩大的舵机，除了价格贵，还会伴随着高耗电的特点。因此使用高级舵机时，务必搭配高品质、高容量的锂电池，这样才能提供稳定且充裕的电流，发挥出高级舵机应有的性能。

（4）尺寸、重量和材质：舵机功率（速度×转矩）和舵机尺寸的比值可以理解为该舵机的功率密度。一般而言，同样品牌的舵机，功率密度大的价格高，功率密度小的价格低。究竟是选择塑料齿轮减速机构还是选择金属齿轮减速机构，是要综合考虑使用扭矩、转动频率、重量限制等具体条件才能作出的。采用塑料齿轮减速机构的舵机在大负荷使用时容易发生崩齿；采用金属齿轮减速机构的舵机则可能会因电机过热发生损毁或导致外壳变形，因此齿轮减速机构材质的选择应当根据使用情况具体而定，并没有绝对的标准，关键是使舵机的使用情况限制在设计规格之内。表2-1～表2-4列出了一些常见低成本舵机的主要参数。

表2-1　辉盛SG90（见图2-6）主要参数一览表

表2-2　辉盛MG90S（见图2-7）主要参数一览表

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图2-6　辉盛SG90舵机

图2-7　辉盛MG90S舵机

表2-3　银燕ES08MA（见图2-8）主要参数一览表

表2-4　银燕ES08MD（见图2-9）主要参数一览表

图2-8　银燕ES08MA舵机

图2-9　银燕ES08MD舵机