舵机的种类有哪些？

舵机是一种通过控制信号实现精确角度定位的驱动装置，广泛应用于机器人、无人机、航模、智能家居等领域。根据不同的分类标准，舵机的种类可以分为以下几类：

一、按驱动方式分类

这是最常见的分类方式，主要根据舵机内部的动力核心（电机类型）划分：

直流有刷舵机

核心驱动为直流有刷电机，通过电刷和换向器实现电流换向。

优点：结构简单、成本低、技术成熟，适合中小负载场景（如航模舵面控制、小型机器人关节）。

缺点：电刷易磨损，寿命较短（通常数千至数万次循环），运行时存在一定噪音和电磁干扰。

直流无刷舵机

采用无刷电机驱动，通过电子换向器替代机械电刷，寿命更长。

优点：无电刷磨损问题，寿命可达数万至数十万次循环，效率高、噪音低、动力输出更强，适合大负载或长期运行场景（如工业机器人、大型无人机）。

缺点：结构复杂、成本较高，需要配套无刷电机控制器。

步进舵机

以步进电机为驱动核心，通过脉冲信号控制转动角度，定位精度极高。

优点：无需位置反馈即可实现精确控制，适合对精度要求苛刻的场景（如精密仪器、3D 打印机平台）。

缺点：扭矩相对较低，高速运行时可能出现振动。

二、按尺寸与功率分类

根据外形尺寸和输出扭矩的不同，舵机可分为：

微型舵机

尺寸通常在 10mm×10mm×15mm 以下，输出扭矩一般小于 1kg・cm。

应用场景：小型航模、微型机器人（如纳米机器人、指尖陀螺玩具）。

小型舵机

尺寸约 20mm×10mm×20mm，扭矩在 1-5kg・cm 之间。

应用场景：中型航模、遥控车转向、小型机械臂关节。

中型舵机

尺寸约 30mm×15mm×30mm，扭矩在 5-20kg・cm。

应用场景：大型航模、工业自动化设备、智能家居执行机构（如自动窗帘电机）。

大型舵机

尺寸超过 40mm，扭矩可达 20kg・cm 以上，部分大功率型号甚至超过 100kg・cm。

应用场景：重型机械臂、机器人腿部驱动、大型工业机械定位。

三、按控制信号类型分类

舵机的控制依赖外部信号，根据信号类型可分为：

PWM 舵机（脉冲宽度调制舵机）

最常见的舵机类型，通过 PWM 信号的脉冲宽度控制角度（通常脉冲宽度范围为 0.5ms-2.5ms，对应 0°-180°）。

优点：兼容性强，几乎所有控制器（如 Arduino、遥控器）都支持 PWM 输出。

总线舵机

通过串行总线（如 I2C、UART、CAN）通信，可通过地址区分多个舵机，减少布线复杂度。

优点：支持多舵机同步控制，可反馈位置、温度等状态信息，适合复杂系统（如多关节机器人）。

常见类型：I2C 舵机、RS485 总线舵机、CAN 总线舵机。

模拟舵机

早期舵机类型，通过模拟电压信号（如 0-5V）控制角度，精度较低，已逐渐被 PWM 舵机替代。

四、按结构与功能特性分类

标准舵机

基本结构：电机 + 减速齿轮组 + 位置反馈电位器 + 控制电路，输出角度范围通常为 0°-180°。

应用：常规角度定位场景。

连续旋转舵机

取消角度限制，可 360° 连续旋转，转速通过 PWM 信号控制（脉冲宽度对应转速高低，而非角度）。

应用场景：需要持续转动的机构（如机器人车轮驱动、传送带调速）。

防水舵机

外壳和接口经过密封处理，具备防水防尘能力（通常达到 IP65 或更高等级）。

应用场景：水下机器人、户外设备（如农业无人机、船模）。

金属齿轮舵机

齿轮组采用金属材质（如铜、钢），耐磨性强，输出扭矩更大，寿命更长。

对比：塑料齿轮舵机成本低但易磨损，适合轻负载场景；金属齿轮舵机适合高负载或频繁使用场景。

高精度舵机

通过优化齿轮精度、反馈电路和控制算法，定位误差可控制在 0.1° 以内。

应用场景：精密仪器、医疗设备（如手术机器人）。

五、特殊用途舵机

针对特定场景设计的专用舵机：

伺服舵机：用于需要持续稳定输出力或速度的场景（如工业伺服系统）。

舵机模组：集成多个舵机和控制电路的模块，方便快速搭建多自由度系统（如机械臂套件）。

低功耗舵机：优化电路设计，适合电池供电的便携设备（如无人机、可穿戴机器人）。

总结

舵机的种类丰富，选择时需根据具体需求（如负载大小、控制方式、环境适应性、精度要求）综合判断。例如，航模常用小型 PWM 舵机，工业机器人常用总线舵机或无刷舵机，水下设备则需防水舵机。随着技术发展，总线舵机和高精度舵机的应用正逐渐扩大，推动机器人和自动化领域的智能化升级。

审核编辑 黄宇