伺服电机使用指南（Servo Guide）¶

约 1202 个字 248 行代码预计阅读时间 7 分钟

什么是伺服电机？¶

伺服电机（Servo Motor）是一种精确控制角度位置的电机，它与普通直流电机（DC Motor）的主要区别在于：

角度控制：伺服电机可以精确控制旋转到特定角度并保持该位置
内置闭环反馈：内置位置传感器实时监测位置并调整
有限旋转范围：标准伺服通常只能旋转 0-180 度（或 0-270 度）
应用场景：适合需要精确角度控制的场景，如机器人爪子、舵机等

FTC 中的伺服电机类型¶

FTC 机器人控制系统支持两种主要类型的伺服电机：

标准伺服电机（Standard Servo）：角度范围通常为 0-180 度由Servo类控制用于机器人爪子、机构锁定装置等
角度范围通常为 0-180 度
由Servo类控制
用于机器人爪子、机构锁定装置等
连续旋转伺服（Continuous Rotation Servo）：可以 360 度连续旋转实际上更像是具有内置速度控制器的直流电机由CRServo类控制用于需要持续旋转但速度精确控制的应用
可以 360 度连续旋转
实际上更像是具有内置速度控制器的直流电机
由CRServo类控制
用于需要持续旋转但速度精确控制的应用

FTC 中的伺服电机类¶

1.Servo类¶

这是控制标准伺服电机的主要类，用于精确的角度控制。

这是控制标准伺服电机的主要类，用于精确的角度控制。

Interface Servo 10.2.0

Interface Servo 10.2.0

主要方法：¶

方法	描述
setPosition(double position)	设置伺服电机位置（0.0-1.0 范围）
getPosition()	获取当前设置的位置值
scaleRange(double min, double max)	重新定义伺服电机的范围
setDirection(Servo.Direction direction)	设置伺服电机旋转方向

代码示例：¶

// 获取伺服电机引用
Servo myServo = hardwareMap.get(Servo.class, "servo_name");

// 设置伺服电机旋转方向
myServo.setDirection(Servo.Direction.FORWARD); // 或 REVERSE

// 移动到中间位置 (90度)
myServo.setPosition(0.5);

// 移动到最小位置 (0度)
myServo.setPosition(0.0);

// 移动到最大位置 (180度)
myServo.setPosition(1.0);

// 只使用0.2-0.8范围（避免极限位置）
myServo.scaleRange(0.2, 0.8);
myServo.setPosition(0.5); // 现在这个值会被映射到缩放后的范围内

2.CRServo类¶

用于控制连续旋转伺服电机，实现方向和速度控制。

主要方法：¶

方法	描述
setPower(double power)	设置伺服电机的旋转速度和方向 (-1.0 到 1.0)
getPower()	获取当前设置的功率值
setDirection(CRServo.Direction direction)	设置旋转方向

代码示例：¶

// 获取连续旋转伺服电机引用
CRServo myCRServo = hardwareMap.get(CRServo.class, "cr_servo_name");

// 设置旋转方向
myCRServo.setDirection(CRServo.Direction.FORWARD); // 或 REVERSE

// 以最大速度正向转动
myCRServo.setPower(1.0);

// 以半速反向转动
myCRServo.setPower(-0.5);

// 停止旋转
myCRServo.setPower(0.0);

3.ServoController类¶

这是控制多个伺服电机的控制器类，用于更高级的操作。

主要方法：¶

方法	描述
pwmEnable()	启用 PWM 信号输出
pwmDisable()	禁用 PWM 信号输出
getPwmStatus()	获取 PWM 状态

代码示例：¶

// 获取伺服控制器引用
ServoController controller = hardwareMap.get(ServoController.class, "servo_controller");

// 启用PWM信号
controller.pwmEnable();

// 禁用PWM信号（伺服将停止保持位置）
controller.pwmDisable();

常见的伺服电机使用场景¶

1. 机器人爪子控制¶

/**
 * 机器人爪子控制示例
 */
public class ClawExample extends LinearOpMode {
    Servo leftClaw;
    Servo rightClaw;

    // 爪子位置常量
    final double CLAW_OPEN = 0.7;
    final double CLAW_CLOSED = 0.1;

    @Override
    public void runOpMode() {
        // 获取伺服引用
        leftClaw = hardwareMap.get(Servo.class, "left_claw");
        rightClaw = hardwareMap.get(Servo.class, "right_claw");

        // 设置方向（假设爪子镜像安装）
        leftClaw.setDirection(Servo.Direction.FORWARD);
        rightClaw.setDirection(Servo.Direction.REVERSE);

        // 初始化为闭合状态
        leftClaw.setPosition(CLAW_CLOSED);
        rightClaw.setPosition(CLAW_CLOSED);

        waitForStart();

        while (opModeIsActive()) {
            // 使用游戏手柄按钮控制爪子
            if (gamepad1.a) {
                // 按A打开爪子
                leftClaw.setPosition(CLAW_OPEN);
                rightClaw.setPosition(CLAW_OPEN);
            } else if (gamepad1.b) {
                // 按B关闭爪子
                leftClaw.setPosition(CLAW_CLOSED);
                rightClaw.setPosition(CLAW_CLOSED);
            }

            telemetry.addData("左爪位置", leftClaw.getPosition());
            telemetry.addData("右爪位置", rightClaw.getPosition());
            telemetry.update();
        }
    }
}

2. 伺服电机扫描¶

/**
 * 伺服电机扫描示例（例如传感器平台）
 */
public class ServoScanExample extends LinearOpMode {
    Servo scanServo;

    // 扫描范围和步长
    final double MIN_POS = 0.1;
    final double MAX_POS = 0.9;
    final double STEP = 0.01;

    @Override
    public void runOpMode() {
        scanServo = hardwareMap.get(Servo.class, "scan_servo");
        scanServo.setPosition(MIN_POS);

        waitForStart();

        // 往复扫描
        boolean increasing = true;
        double position = MIN_POS;

        while (opModeIsActive()) {
            // 更新伺服位置
            if (increasing) {
                position += STEP;
                if (position >= MAX_POS) {
                    increasing = false;
                }
            } else {
                position -= STEP;
                if (position <= MIN_POS) {
                    increasing = true;
                }
            }

            scanServo.setPosition(position);

            telemetry.addData("扫描位置", position);
            telemetry.update();
            sleep(20); // 短暂延迟使运动更平滑
        }
    }
}

3. 连续旋转伺服用作轮子¶

/**
 * 使用连续旋转伺服作为轮子
 */
public class CRServoWheelsExample extends LinearOpMode {
    CRServo leftWheel;
    CRServo rightWheel;

    @Override
    public void runOpMode() {
        // 获取连续旋转伺服引用
        leftWheel = hardwareMap.get(CRServo.class, "left_wheel");
        rightWheel = hardwareMap.get(CRServo.class, "right_wheel");

        // 配置方向使前进时两轮朝相反方向转动
        leftWheel.setDirection(CRServo.Direction.FORWARD);
        rightWheel.setDirection(CRServo.Direction.REVERSE);

        waitForStart();

        while (opModeIsActive()) {
            // 获取游戏手柄输入
            double drive = -gamepad1.left_stick_y; // 前后移动
            double turn = gamepad1.right_stick_x;  // 左右转向

            // 计算电机功率
            double leftPower = drive + turn;
            double rightPower = drive - turn;

            // 限制功率在-1.0到1.0范围内
            leftPower = Math.max(-1.0, Math.min(1.0, leftPower));
            rightPower = Math.max(-1.0, Math.min(1.0, rightPower));

            // 设置伺服功率
            leftWheel.setPower(leftPower);
            rightWheel.setPower(rightPower);

            telemetry.addData("左轮功率", leftPower);
            telemetry.addData("右轮功率", rightPower);
            telemetry.update();
        }
    }
}

伺服电机的高级技巧¶

1. 缩放范围¶

某些情况下，您可能想要限制伺服电机的运动范围，避免机械干涉或优化控制范围：

// 标准范围是0.0-1.0，对应0-180度
// 缩放为0.2-0.8，对应约36-144度
servo.scaleRange(0.2, 0.8);

// 现在设置位置将在新范围内映射
servo.setPosition(0.0); // 实际位置为0.2
servo.setPosition(1.0); // 实际位置为0.8
servo.setPosition(0.5); // 实际位置为0.5

2. 平滑伺服运动¶

伺服电机突然移动会导致机械冲击，可以使用渐进式移动实现平滑过渡：

/**
 * 平滑伺服运动示例
 */
public void moveServoSmooth(Servo servo, double targetPosition, double step) {
    double currentPosition = servo.getPosition();

    // 逐步移动到目标位置
    if (targetPosition > currentPosition) {
        for (double pos = currentPosition; pos < targetPosition; pos += step) {
            servo.setPosition(pos);
            sleep(10); // 短暂延迟
        }
    } else {
        for (double pos = currentPosition; pos > targetPosition; pos -= step) {
            servo.setPosition(pos);
            sleep(10); // 短暂延迟
        }
    }

    // 确保到达最终位置
    servo.setPosition(targetPosition);
}

// 使用示例
moveServoSmooth(armServo, 0.8, 0.01);

3. 同步多个伺服¶

当多个伺服电机需要同步移动时（如机器人两侧的升降机构）：

/**
 * 同步两个伺服电机移动
 */
public void moveSyncedServos(Servo servo1, Servo servo2, double targetPosition, double step) {
    double current1 = servo1.getPosition();
    double current2 = servo2.getPosition();

    // 计算每个伺服的步长，确保同时到达目标
    double distance1 = Math.abs(targetPosition - current1);
    double distance2 = Math.abs(targetPosition - current2);
    double ratio = distance1 > 0 ? distance2 / distance1 : 1.0;

    double step1 = step;
    double step2 = step * ratio;

    // 逐步移动到目标位置
    while (Math.abs(current1 - targetPosition) > step ||
           Math.abs(current2 - targetPosition) > step) {

        // 更新第一个伺服
        if (current1 < targetPosition) {
            current1 = Math.min(current1 + step1, targetPosition);
        } else {
            current1 = Math.max(current1 - step1, targetPosition);
        }

        // 更新第二个伺服
        if (current2 < targetPosition) {
            current2 = Math.min(current2 + step2, targetPosition);
        } else {
            current2 = Math.max(current2 - step2, targetPosition);
        }

        // 设置位置
        servo1.setPosition(current1);
        servo2.setPosition(current2);

        sleep(10); // 短暂延迟
    }

    // 确保到达最终位置
    servo1.setPosition(targetPosition);
    servo2.setPosition(targetPosition);
}

伺服电机配置和故障排除¶

1. 配置文件设置¶

在 FTC 机器人控制器应用程序中，您需要正确配置伺服电机：

在"Configure Robot"界面创建或编辑配置文件
添加伺服控制器（通常内置在控制中心）
为每个伺服分配唯一名称和端口号
选择正确的伺服类型（Servo 或 CRServo）

2. 常见问题与解决方法¶

问题	可能原因	解决方法
伺服不移动	连接松动或断开	检查接线和连接器
	配置名称不匹配	确认代码中的名称与配置文件匹配
	PWM 被禁用	检查pwmEnable()是否被调用
伺服抖动	电源不足	检查电池电压，确保足够供电
	位置频繁变化	减少位置更新频率
移动方向相反	方向设置错误	使用setDirection()反转方向
位置不准确	机械连接松动	检查物理连接和齿轮啮合
	超出物理限制	使用scaleRange()限制运动范围

总结¶

伺服电机是 FTC 机器人中精确角度控制的关键组件。通过使用Servo和CRServo类，您可以实现从简单的爪子控制到复杂的机构操作等各种功能。记住根据您的应用选择合适的伺服类型，正确配置方向和范围，并考虑使用平滑移动来减少机械应力。

随着经验的积累，您可以开发出更复杂的伺服控制策略，如基于传感器的闭环控制或协调多个伺服的复杂序列动作。

参考链接和资源¶

官方文档¶

FTC SDK 官方文档- FTC 机器人控制系统官方文档

伺服电机使用指南（Servo Guide）​¶

什么是伺服电机？​¶

FTC 中的伺服电机类型​¶

FTC 中的伺服电机类​¶

1.Servo类​¶

主要方法：​¶

代码示例：​¶

2.CRServo类​¶

主要方法：​¶

代码示例：​¶

3.ServoController类​¶

主要方法：​¶

代码示例：​¶

常见的伺服电机使用场景​¶

1. 机器人爪子控制​¶

2. 伺服电机扫描​¶

3. 连续旋转伺服用作轮子​¶

伺服电机的高级技巧​¶

1. 缩放范围​¶

2. 平滑伺服运动​¶

3. 同步多个伺服​¶

伺服电机配置和故障排除​¶

1. 配置文件设置​¶

2. 常见问题与解决方法​¶

总结​¶

参考链接和资源​¶

官方文档​¶

颜色主题调整

伺服电机使用指南（Servo Guide）¶

什么是伺服电机？¶

FTC 中的伺服电机类型¶

FTC 中的伺服电机类¶

1.Servo类¶

主要方法：¶

代码示例：¶

2.CRServo类¶

主要方法：¶

代码示例：¶

3.ServoController类¶

主要方法：¶

代码示例：¶

常见的伺服电机使用场景¶

1. 机器人爪子控制¶

2. 伺服电机扫描¶

3. 连续旋转伺服用作轮子¶

伺服电机的高级技巧¶

1. 缩放范围¶

2. 平滑伺服运动¶

3. 同步多个伺服¶

伺服电机配置和故障排除¶

1. 配置文件设置¶

2. 常见问题与解决方法¶

总结¶

参考链接和资源¶

官方文档¶