CN107116556B - 一种舵机控制方法、舵机控制系统、舵机和机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种舵机控制方法，包括：根据控制信号控制舵机转动；获取所述舵机的电位器参数；根据电位器参数‑舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数‑舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的；根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。本发明还提供了一种舵机控制方法、舵机和机器人，具有与上述方法相同的技术效果。

Description

一种舵机控制方法、舵机控制系统、舵机和机器人

技术领域

本发明涉及舵机控制技术领域，特别涉及一种舵机控制方法、舵机控制系统、舵机和机器人。

背景技术

在目前在仿生机器人的制作中，我们广泛的使用到了舵机。舵机相当于机器人的肌肉，我们通过舵机来让机器人的关节运动。舵机的旋转不像普通电机那样只是古板的转圈，它可以根据你的指令旋转到舵机支持的控制角度范围之间的任意角度然后精准的停下来。

舵机是由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成，是一套自动控制装置，对于给定的PWM输入，能够自动转到指定位置，并使系统的输出保持恒定。目前的舵机一般只有3根线，分别是电源，地，PWM信号输入。舵机的控制非常简单，用户输入不同的PWM占空比，舵机可以到达不同的位置，用户不需要关系舵机怎么起步，怎么加速，怎么减速。因此舵机应用非常广泛。

在目前的技术方案中，舵机的转动时相对角度，如果设备刚开机，或者中途被外力转动，那么，控制软件是无法知道的，控制软件发出的控制信号是根据系统的记录内容，由于舵机被外力转动，舵机的实际位置与记录位置不同，因此，在收到外界影响时，舵机实际转动角度和系统控制的期望角度存在较大误差。现有技术中，即使出现的较大误差，系统仍控制舵机按照预设的程序运转，进一步造成转动错误。

综上所述，如何在舵机实际转动角度和期望角度存在误差时停止舵机转动的是本领域技术人员目前需要解决的一项技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种舵机控制方法、舵机控制系统、舵机和机器人，可以在舵机实际转动角度和期望角度存在误差时停止舵机转动。其具体方案如下：

一种舵机控制方法，包括：

根据控制信号控制舵机转动；

获取所述舵机的电位器参数；

根据电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度；

根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；

将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；

判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；

判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

优选的，对所述舵机进行预先测量获取所述电位器参数-舵机角度对照表包括：

校准所述舵机；

控制所述舵机从转动范围的最小角度转动至最大角度；

每经过一个间隔角度记录一次电位器参数，其中，所述间隔角度小于所述转动范围；

根据电位器参数和相应的舵机角度，建立所述电位器参数-舵机角度对照表。

优选的，所述工作参数包括工作电流或舵机停止时间。

优选的，判断所述工作电流是否满足预设条件包括：

获取所述舵机的工作电流；

判断所述舵机的工作电流是否处于额定电流范围内，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述额定电流范围为预先获取所述舵机在校准后在额定负载下运转的电流范围。

优选的，判断所述工作电流是否满足预设条件包括：

获取所述舵机的工作电流；

判断所述舵机的工作电流是否小于电流阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述电流阈值为预先获取所述舵机在校准后堵转的电流值。

优选的，若判定所述舵机正常转动，则计算新的控制信号，发送给所述舵机执行。

优选的，所述控制信号为PWM信号，所述PWM信号的占空比计算方法包括：

PWM周期为T；

舵机最小工作角度为：min，对应高电平持续时间为t₁；

舵机最大工作角度为：max，对应高电平持续时间为t₂；

那么[min,max]工作范围内的任意角度target高电平持续时间t为：

t＝t₁+(t₂-t₁)*(target+|min|)/(|min|+|max|)。

优选的，判断所述舵机停止时间是否满足预设条件包括：

获取所述控制信号停止时间；

获取所述舵机停止时间；

将所述舵机停止时间和所述控制信号停止时间做减法，得到延迟时间；

判断所述延迟时间是否小于延时阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

本发明还提供了一种舵机控制系统，包括用于存储工作指令和电位器参数-舵机角度对照表的存储器，以及用于运行所述工作指令的处理器，其中，所述工作指令包括：

舵机转动指令，用于根据控制信号控制舵机转动；

电位器参数获取指令，用于获取所述舵机的电位器参数；

当前角度获取指令，用于根据所述电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度；

期望角度获取指令，用于根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；

跟随误差获取指令，用于将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；

跟随误差判断指令，用于判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；

工作参数判断指令，用于判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

本发明还提供了一种舵机，包括上述的舵机控制系统。

本发明还提供了一种机器人，包括上述的舵机。

本发明提供了一种舵机控制方法，包括：根据控制信号控制舵机转动；获取所述舵机的电位器参数；根据电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度；根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。可见，本发明通过获取舵机的电位器参数，根据预先建立的电位器参数-舵机角度对照表得到当前角度，与期望角度做减计算，从而得到跟随误差，判断跟随误差是否小于跟随误差阈值，若是，则判断工作参数是否满足预设条件，若满足，则判定舵机正常转动，只要出现任何判定为否的情形，即表示舵机转动出现误差，则控制舵机停止转动，从而实现在舵机实际转动角度和期望角度存在误差时停止舵机转动的技术效果。

本发明还提供了一种舵机控制系统，具有与上述方法相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种舵机，包括上述舵机控制系统，具有与上述舵机控制系统相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种机器人，包括上述舵机，具有与上述舵机相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种舵机控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种具体的舵机控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种具体的舵机控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的再一种具体的舵机控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种舵机控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种舵机控制方法，能够实现在在舵机实际转动角度和期望角度存在误差时停止舵机转动，从而避免进一步发生错误。具体参见图1所示，包括步骤S1至S4，其中：

步骤S1：根据控制信号控制舵机转动。

在舵机应用领域，尤其是舵机在机器人应用领域，控制信号通常为PWM信号，不同的PWM占空比控制舵机进行相应角度的旋转。

步骤S2：获取所述舵机的电位器参数。

获取舵机的电位器参数包括舵机根据控制信号完成转动后获取和舵机根据控制信号转动中获取。

需要特别说明的是，获取舵机的电位器参数为舵机根据控制信号转动中获取，本发明中实施例三，即步骤S6中获取的工作参数为舵机停止时间，该舵机停止时间为完成至控制信号的某个一时间段的时间，而非舵机完成全部控制信号而停止的实际，例如控制信号持续0.2s，在0.08秒获取了舵机的电位器参数，此时舵机停止时间也应是舵机执行到控制信号0.08s处的时间。

通常上，获取舵机的电位器参数，一般为舵机根据控制信号完成转动后获取电位器参数。

步骤S3：根据电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度。

理论上，如果舵机用的位置反馈器件一致性好的话，我们也可以使用经验值，但是实际上电位器的个体差异较大，使用经验值的话，误差会比较大。因此对舵机所在的设备做一次校准，从最小角度到最大角度，每间隔一定角度读取记录一次电位器参数，这样就得到了电位器参数-舵机角度对照表，将该对照表保存，例如通过写入永久存储器保存；需要的时候，读取电位器参数，然后查表就能得到舵机的当前角度。

对所述舵机进行预先测量获取所述电位器参数-舵机角度对照表包括：校准所述舵机；控制所述舵机从转动范围的最小角度转动至最大角度；每经过一个间隔角度记录一次电位器参数，其中，所述间隔角度小于所述转动范围；根据电位器参数和相应的舵机角度，建立所述电位器参数-舵机角度对照表。

需要说明的是，可以根据具体需要设置间隔角度，例如精度需求较大的应用场景，间隔角度可设置为0.1度，精度需求较小的应用场景，间隔角度可设置为1度。当然，在实际操作中，间隔角度大于或等于该舵机支持的最小控制精度范围。

步骤S4：根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度。

舵机根据控制信号转动达到的角度为期望角度。

步骤S5：将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差。

跟随误差＝期望角度–当前角度，根据期望角度和当前角度可以计算得到跟随误差，从而获得确定舵机是否正常转动的必要参数。跟随误差的数值大小与舵机的转动精确度呈负相关，跟随误差的正负则表示舵机在当前角度相应的位置和舵机在期望角度相应的位置之间的关系，例如，期望角度与当前角度之差为正，说明舵机在当前角度相应的位置滞后于期望角度相应的位置，即相对于控制信号的角度，舵机实际转动的角度偏小；期望角度与当前角度之差为负，说明舵机在当前角度相应的位置超前于期望角度相应的位置，即相对于控制信号的角度，舵机实际转动的角度偏大。

由于在本技术领域的一般应用场景下，舵机实际转动的角度无论偏大或偏小，判断舵机误差的依据为跟随误差的数值大小，即在跟随误差数值相同的情况下，跟随误差的正负仅表示方向，并不对步骤S6中的判断结果产生影响，因此在本领域计算中，跟随误差通常取期望角度和当前角度之差的绝对值。本发明也主要采用跟随误差取期望角度和当前角度之差的绝对值的计算方法。

当然，也可根据实际需要使用跟随误差的正负，以向舵机操作人员反映该舵机实际转动角度偏大或偏小，其具体实施方式与本发明公开的思路相同，区别仅在于输出判断结果时根据跟随误差的正负向舵机操作人员显示该舵机实际转动角度偏大或偏小。

步骤S6：判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动。

需要说明的是，步骤S5中，若跟随误差取期望角度和当前角度之差的绝对值，则舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是相同的，即对跟随误差和跟随误差阈值的大小进行判断。

若根据在实际需要使用跟随误差的正负，即跟随误差为期望角度和当前角度之差，则存在两种相应的处理过程。

处理过程一：舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是相同的，即对跟随误差的绝对值和跟随误差阈值的大小进行判断，在输出判断结果时根据随误差的正负输出该舵机实际转动角度偏大或偏小。

处理过程二：舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是不相同的，此时可设定两组跟随误差阈值，当舵机实际转动角度偏大，即跟随误差为负，则使用第一组跟随误差阈值；当舵机实际转动角度偏小，即跟随误差为负，则使用第二组跟随误差阈值。当然，若两组跟随误差阈值相同，则与处理过程一相同。

由于处理过程一和处理过程二的思路均为将跟随误差与预设的跟随误差阈值的大小进行判断，因此，无论在实际应用中是否使用跟随误差的正负，其处理的思路也与本发明公开的思路一致，也应落于本发明的保护范围内。

误差阈值可以根据具体需要设定，例如精度需求较大的应用场景，间隔角度可设置为0.1度，精度需求较小的应用场景，间隔角度可设置为1度。

依赖跟随误差判断堵转有个局限性：如果运动所剩的路程都小于跟随误差阈值，那么跟随误差阈值判断就失效了。因此，还需要获取舵机的工作参数进行进一步判断。

工作参数包括工作电流或舵机停止时间。

步骤S7：判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

需要说明的是，在实际操作中，步骤S6和步骤S7可根据具体需要进行颠倒，即先判断工作参数是否满足预设条件，若是，则再判断跟随误差是否小于预售的跟随误差阈值。

本发明提供的思路为工作参数和跟随误差必须同时满足相应的判断条件，此时才判定所述舵机正常转动，因此在某种程度上，步骤S6和步骤S7不具有先后顺序。

由于工作参数包括工作电流或舵机停止时间，因此，当工作参数为工作电流，预设的条件与舵机的电流相关；当工作参数为舵机停止时间，预设条件与舵机的运行状态相关。本发明将在下文进行详述。

工作参数为工作电流时，可以对工作电流是否满足预设条件进行判断，本发明对工作电流的判断提供两个具体的实施例来说明。

实施例一：

通过舵机的额定电流范围来确定工作电流是否符合条件。

判断所述工作电流是否满足预设条件包括：获取所述舵机的工作电流；判断所述舵机的工作电流是否处于额定电流范围内，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述额定电流范围为预先获取所述舵机在校准后在额定负载下运转的电流范围。

参见图2所示，由于此处工作参数为工作电流，因此当步骤S6判定为是，则获取所述舵机的工作电流，步骤S7中，对工作电流是否处于额定电流范围内进行判断，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

一般来说，舵机额定工作电流是已知的，但是装到设备中，由于负载不同，额定工作的电流需要摸底测试下，尤其是在不同速度和加速度下。

需要说明的是，额电电流范围存在两个端值，即最小额定电流和最大额定电流，工作电流可以与额定电流范围的两个端值相同。

实施例二：

通过舵机的电流阈值来确定工作电流是否符合条件。

判断所述工作电流是否满足预设条件包括：获取所述舵机的工作电流；判断所述舵机的工作电流是否小于电流阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述电流阈值为预先获取所述舵机在校准后堵转的电流值。

参见图3所示，由于此处工作参数为工作电流，因此当步骤S6判定为是，则获取所述舵机的工作电流，步骤S7中，对工作电流是否小于电流阈值进行判断，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

堵转是电机正在转动时候，被人或者外力干扰，导致电机转不动。这时跟随误差会急速上升，工作电流急速变大，在校准舵机后堵转舵机，测定堵转电流的电流阈值，或根据本领域技术人员经验设定相应的电流阈值，即当工作电流达到该电流阈值，即可判定舵机发生堵转。

当然，在设定舵机堵转的电流阈值，可以将实施例一中最大额定电流设为舵机堵转的电流阈值的一个参考值，即当工作电流大于最大额定电流，即判定舵机发生堵转。

需要说明的是，实施例一和实施例二的工作电流判断条件可以同时使用。

需要进一步说明的是，对于实施例一和实施例二，在实际操作中，也可以先判断工作电流是否符合预设条件，即判断工作电流是否处于额定电流范围内或断工作电流是否小于电流阈值，再判断判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值。

对于实施例一和实施例二，若判定所述舵机正常转动，则计算新的控制信号，发送给所述舵机执行。

由于控制信号为PWM信号，所述PWM信号的占空比计算方法包括：

PWM周期为T；

舵机最小工作角度为：min，对应高电平持续时间为t₁；

舵机最大工作角度为：max，对应高电平持续时间为t₂；

那么[min,max]工作范围内的任意角度target高电平持续时间t为：

t＝t₁+(t₂-t₁)*(target+|min|)/(|min|+|max|)。

例如：PWM周期是20ms，舵机工作范围是[-150,150]deg，对应的高电平持续时间为[0.5,2.5]ms,那么对应任意目标位置target，对应的PWM高电平持续时间为(0.5+2.0*(target+150)/(2*150))ms，那么0度对应的高电平持续时间为1.5ms。

工作参数为舵机停止时间，则预设条件与舵机的运行状态相关。

实施例三：

判断所述舵机停止时间是否满足预设条件包括：获取所述控制信号停止时间；获取所述舵机停止时间；将所述舵机停止时间和所述控制信号停止时间做减法，得到延迟时间；判断所述延迟时间是否小于延时阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

参见图4所示，由于此处工作参数为舵机停止时间，步骤S7需要对延迟时间进行判断，而延迟时间需要根据舵机停止时间和控制信号停止时间计算得到，因此，因此当步骤S6判定为是，则需要获取控制信号停止时间和舵机停止时间，再将两者做减计算，从而得到延迟时间；步骤S7中，对延迟时间是否小于延时阈值进行判断，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

例如，正常情况下舵机可以很好的跟随，即跟随误差很小，比如小于1度。那么当控制信号结束后，舵机应该在一定时间内也停止运动了，这个时间取决于实际的加速度。我们可以设定一个延时阈值，比如规划结束后，舵机最迟在0.2s后停止运动。有了这个延时阈值，在舵机每个运动停止后，都启动计时，如果舵机超过0.2s还没有停止，也要立刻中止舵机运动，避免堵转烧坏电机。

本发明还提供了一种舵机控制系统，参见图5所示，包括用于存储工作指令111和电位器参数-舵机角度对照表112的存储器11，以及用于运行所述工作指令的处理器12，其中，所述工作指令包括：

舵机转动指令1111，用于根据控制信号控制舵机转动。

在舵机应用领域，尤其是舵机在机器人应用领域，控制信号通常为PWM信号，不同的PWM占空比控制舵机进行相应角度的旋转。

电位器参数获取指令1112，用于获取所述舵机的电位器参数。

获取舵机的电位器参数包括舵机根据控制信号完成转动后获取和舵机根据控制信号转动中获取。

需要特别说明的是，获取舵机的电位器参数为舵机根据控制信号转动中获取，跟随误差判断指令中获取的工作参数为舵机停止时间，该舵机停止时间为完成至控制信号的某个一时间段的时间，而非舵机完成全部控制信号而停止的实际，例如控制信号持续0.2s，在0.08秒获取了舵机的电位器参数，此时舵机停止时间也应是舵机执行到控制信号0.08s处的时间。

通常上，获取舵机的电位器参数，一般为舵机根据控制信号完成转动后获取电位器参数。

当前角度获取指令1113，用于根据所述电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度。

理论上，如果舵机用的位置反馈器件一致性好的话，我们也可以使用经验值，但是实际上电位器的个体差异较大，使用经验值的话，误差会比较大。因此对舵机所在的设备做一次校准，从最小角度到最大角度，每间隔一定角度读取记录一次电位器参数，这样就得到了电位器参数-舵机角度对照表，将该对照表保存，例如通过写入永久存储器保存；需要的时候，读取电位器参数，然后查表就能得到舵机的当前角度。

对所述舵机进行预先测量获取所述电位器参数-舵机角度对照表包括：校准所述舵机；控制所述舵机从转动范围的最小角度转动至最大角度；每经过一个间隔角度记录一次电位器参数，其中，所述间隔角度小于所述转动范围；根据电位器参数和相应的舵机角度，建立所述电位器参数-舵机角度对照表。

需要说明的是，可以根据具体需要设置间隔角度，例如精度需求较大的应用场景，间隔角度可设置为0.1度，精度需求较小的应用场景，间隔角度可设置为1度。当然，在实际操作中，间隔角度大于或等于该舵机支持的最小控制精度范围。

期望角度获取指令1114，用于根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度。

舵机根据控制信号转动达到的角度为期望角度。

跟随误差获取指令1115，用于将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差。

跟随误差＝期望角度–当前角度，根据期望角度和当前角度可以计算得到跟随误差，从而获得确定舵机是否正常转动的必要参数。

跟随误差的数值大小与舵机的转动精确度呈负相关，跟随误差的正负则表示舵机在当前角度相应的位置和舵机在期望角度相应的位置之间的关系，例如，期望角度与当前角度之差为正，说明舵机在当前角度相应的位置滞后于期望角度相应的位置，即相对于控制信号的角度，舵机实际转动的角度偏小；期望角度与当前角度之差为负，说明舵机在当前角度相应的位置超前于期望角度相应的位置，即相对于控制信号的角度，舵机实际转动的角度偏大。

由于在本技术领域的一般应用场景下，舵机实际转动的角度无论偏大或偏小，判断舵机误差的依据为跟随误差的数值大小，即在跟随误差数值相同的情况下，跟随误差的正负仅表示方向，并不对跟随误差判断指令的判断结果产生影响，因此在本领域计算中，跟随误差通常取期望角度和当前角度之差的绝对值。本发明也主要采用跟随误差取期望角度和当前角度之差的绝对值的计算方法。

当然，也可根据实际需要使用跟随误差的正负，以向舵机操作人员反映该舵机实际转动角度偏大或偏小，其具体实施方式与本发明公开的思路相同，区别仅在于输出判断结果时根据跟随误差的正负向舵机操作人员显示该舵机实际转动角度偏大或偏小。

跟随误差判断指令1116，用于判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动。

需要说明的是，跟随误差获取指令中，若跟随误差取期望角度和当前角度之差的绝对值，则舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是相同的，即对跟随误差和跟随误差阈值的大小进行判断。

若根据在实际需要使用跟随误差的正负，即跟随误差为期望角度和当前角度之差，则存在两种相应的处理过程。

处理过程一：舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是相同的，即对跟随误差的绝对值和跟随误差阈值的大小进行判断，在输出判断结果时根据随误差的正负输出该舵机实际转动角度偏大或偏小。

处理过程二：舵机实际转动角度偏大和舵机实际转动角度偏小两者判断条件是不相同的，此时可设定两组跟随误差阈值，当舵机实际转动角度偏大，即跟随误差为负，则使用第一组跟随误差阈值；当舵机实际转动角度偏小，即跟随误差为负，则使用第二组跟随误差阈值。当然，若两组跟随误差阈值相同，则与处理过程一相同。

由于处理过程一和处理过程二的思路均为将跟随误差与预设的跟随误差阈值的大小进行判断，因此，无论在实际应用中是否使用跟随误差的正负，其处理的思路也与本发明公开的思路一致，也应落于本发明的保护范围内。

误差阈值可以根据具体需要设定，例如精度需求较大的应用场景，间隔角度可设置为0.1度，精度需求较小的应用场景，间隔角度可设置为1度。

依赖跟随误差判断堵转有个局限性：如果运动所剩的路程都小于跟随误差阈值，那么跟随误差阈值判断就失效了。因此，还需要获取舵机的工作参数进行进一步判断。

工作参数包括工作电流或舵机停止时间。

工作参数判断指令1117，用于判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

需要说明的是，在实际操作中，跟随误差判断指令和工作参数判断指令的运行顺序可根据具体需要进行颠倒，即先判断工作参数是否满足预设条件，若是，则再判断跟随误差是否小于预售的跟随误差阈值。

本发明提供的思路为工作参数和跟随误差必须同时满足相应的判断条件，此时才判定所述舵机正常转动，因此在某种程度上，跟随误差判断指令和工作参数判断指令的运行顺序不具有先后顺序。

本发明还提供了一种舵机，包括上述的舵机控制系统，具有与上述舵机控制系统相同的技术效果，在此不再赘述。

本发明还提供了一种机器人，包括上述的舵机，具有与上述舵机相同的技术效果，在此不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种舵机控制方法、舵机控制系统、舵机和机器人进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种舵机控制方法，其特征在于，包括：

根据控制信号控制舵机转动；

获取所述舵机的电位器参数；

根据电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度；

根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；

将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；

判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；

判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动；所述工作参数包括工作电流或舵机停止时间。

2.根据权利要求1所述的舵机控制方法，其特征在于，对所述舵机进行预先测量获取所述电位器参数-舵机角度对照表包括：

校准所述舵机；

控制所述舵机从转动范围的最小角度转动至最大角度；

每经过一个间隔角度记录一次电位器参数，其中，所述间隔角度小于所述转动范围；

根据电位器参数和相应的舵机角度，建立所述电位器参数-舵机角度对照表。

3.根据权利要求1所述的舵机控制方法，其特征在于，判断所述工作电流是否满足预设条件包括：

获取所述舵机的工作电流；

判断所述舵机的工作电流是否处于额定电流范围内，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述额定电流范围为预先获取所述舵机在校准后在额定负载下运转的电流范围。

4.根据权利要求1所述的舵机控制方法，其特征在于，判断所述工作电流是否满足预设条件包括：

获取所述舵机的工作电流；

判断所述舵机的工作电流是否小于电流阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动，其中，所述电流阈值为预先获取所述舵机在校准后堵转的电流值。

5.根据权利要求3或4所述的舵机控制方法，其特征在于，若判定所述舵机正常转动，则计算新的控制信号，发送给所述舵机执行。

6.根据权利要求5所述的舵机控制方法，其特征在于，所述控制信号为PWM信号，所述PWM信号的占空比计算方法包括：

PWM周期为T；

舵机最小工作角度为：min，对应高电平持续时间为t₁；

舵机最大工作角度为：max，对应高电平持续时间为t₂；

那么[min,max]工作范围内的任意角度target高电平持续时间t为：

t＝t₁+(t₂-t₁)*(target+|min|)/(|min|+|max|)。

7.根据权利要求1所述的舵机控制方法，其特征在于，判断所述舵机停止时间是否满足预设条件包括：

获取所述控制信号停止时间；

获取所述舵机停止时间；

将所述舵机停止时间和所述控制信号停止时间做减法，得到延迟时间；

判断所述延迟时间是否小于延时阈值，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

8.一种舵机控制系统，其特征在于，包括用于存储工作指令和电位器参数-舵机角度对照表的存储器，以及用于运行所述工作指令的处理器，其中，所述工作指令包括：

舵机转动指令，用于根据控制信号控制舵机转动；

电位器参数获取指令，用于获取所述舵机的电位器参数；

当前角度获取指令，用于根据所述电位器参数-舵机角度对照表，得到所述舵机的当前角度，其中，所述电位器参数-舵机角度对照表为预先对所述舵机进行测量获取的，且任意电位器参数均存在唯一对应的舵机角度；

期望角度获取指令，用于根据所述控制信号，得到所述舵机的期望角度；

跟随误差获取指令，用于将所述期望角度和所述当前角度做减法，得到跟随误差；

跟随误差判断指令，用于判断所述跟随误差是否小于预设的跟随误差阈值，若是，则获取所述舵机的工作参数，若否，则控制所述舵机停止转动；

工作参数判断指令，用于判断所述工作参数是否满足预设条件，若是，则判定所述舵机正常转动，若否，则控制所述舵机停止转动。

9.一种舵机，其特征在于，包括权利要求8所述的舵机控制系统。

10.一种机器人，其特征在于，包括权利要求9所述的舵机。

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