CN108762148B - 一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，本发明提供了一种将市场舵机常见的两种控制方式实现合二为一，并根据信号引脚电平信号自动识别用户需要采用的控制模式然后自动切换到对应工作模式下；同时提供了舵机的偏差调节方法，通过软件算法，让舵机直接具备偏差调节，并自动保存舵机控制系统中，免去借助第三方工具，比如通过上位机以及机器人控制板调节偏差的方法，将传统偏差调节复杂流程大大简化了；同时提供了一种舵机保护机制方法，极大降低舵机使用过程中因为堵转导致烧坏的风险。

Description

一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法

技术领域

本发明涉及一种舵机领域，具体是一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法。

背景技术

舵机作为机器人产品中最常用也是最关键核心器件，市场上最常见的PWM舵机，即用户通过PWM脉宽实现对舵机角度控制，另外一种及串口总线舵机，即用户通过串口指令协议实现对舵机控制。而没有一款舵机产品同时具备这两种控制方法自动切换。另外在机器人出厂前需要进行偏差调节，目前现有的调节方法都是通过上位机以及控制器进行结合调节，通过上位机把偏差数据发送到控制板中处理保存，然后在读取与机器人实际角度进行换算，流程相对复杂。同时通常市场舵机不带有堵转保护，而造成用户使用过程中容易堵转导致舵机烧坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舵机的控制方法的模式切换及舵机的偏差调节，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法,其具体切换步骤如下：

控制端为总线舵机中的每个舵机生成一个识别ID号，舵机控制有三根线，舵机正极，舵机负极，舵机信号线；当用户将信号线接到第三方控制器的普通IO口上，如果IO口为低电平信号时，舵机将自动切换到PWM控制模式，然后用户通过标准的PWM脉冲信号即可实现对舵机角度控制，此时舵机驱动方式采用PWM控制；如果舵机信号线接在第三方控制器的串口上，由于串口IO默认为高电平，此时舵机将自动切换到单总线控制模式，用户通过指令协议实现舵机控制，根据信号引脚电平信号自动识别用户需要采用的控制模式然后自动切换到对应工作模式下，提高了控制的实用性。

作为本发明进一步的方案：所述每个舵机的识别ID号按照ID00、ID02、ID03、ID04、ID05等依次排列下去。

作为本发明进一步的方案：所述若干个舵机之间串联，通过ID号识别。

一种舵机的偏差调节，其具体操作步骤如下：

S1、出厂未安装的舵机都按舵机90度，脉宽信号1500设置，并以此时角度记为实际工作角度值；舵机按标准位置在机器人上进行安装好后的舵机值我们记为安装值；安装值与实际工作角度值之间差值我们称之为偏差，通过舵机交互界面将偏差值传送至舵机内部单元；进入用户偏差调节交互界面，以舵机安装舵盘垂直地面水平线为中间位置，也就是用户发送1500ms脉宽信号，舵机转动到90度的位置为例，舵机偏差值内部处理得到最终实际脉冲值，下达偏差调节指令，之后舵机接收到指令就完成了偏差调节，对舵机角度进行了控制，达到出厂角度值效果；

S2、舵机内部安装了一颗热敏传感器，用户设置舵机保护温度阈值，热敏传感器对舵机的温度进行实时监控，舵机运动一段时间之后，舵机自身会发热，热敏传感器测量舵机温度值是否大于设定的保护温度阈值，如果否，则舵机正常工作，如果是，则舵机会启动保护，此时舵机停止工作，直到舵机复位之后，舵机内部温度低于保护的阈值，舵机才可以正常工作，否则都是处于温度保护状态，对舵机进行保护，降低舵机损耗，提高了设备的使用安全；

S3、用户设定舵机保护时间，发送控制角度脉宽值，舵机接收运动指令，舵机在执行命令的过程中，判断实际运行角度值小于发送控制角度值的保持时间是否大于用户设定时间，如果否，则舵机在规定时间内到达控制角度，如果是，则视为堵转，锁定舵机，舵机将进入堵转保护状态，即立即停止在当前位置，不会再执行之前的命令。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中人形机器人中共17个舵机。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中实际角度值通过上位机跟舵机通信即可得到。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中舵机的运动角度范围为0度到180度，控制脉宽信号对应500-2500ms。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤S2中舵机内部保存偏差值为A，存储于Flash中，用户发送舵机角度控制脉宽值记为B，读取Flash中偏差值A，A与B进行偏差处理，得到最终脉宽值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种将市场舵机常见的两种控制方式实现合二为一，并根据信号引脚电平信号自动识别用户需要采用的控制模式然后自动切换到对应工作模式下，提高了舵机控制的实用性，使其控制更方便简洁；同时提供了一种机器人舵机偏差调节方法，通过软件算法，让舵机直接具备偏差调节，并自动保存舵机控制系统中，免去借助第三方工具，比如通过上位机以及机器人控制板调节偏差的方法，将传统偏差调节复杂流程大大简化了；同时提供了一种舵机保护机制方法，极大降低舵机使用过程中因为堵转导致烧坏的风险，降低舵机损耗，提高了设备的使用安全。

附图说明

图1为一种舵机的控制方法的模式切换的模块示意图。

图2为一种舵机的偏差调节的方法实施流程图。

图3为一种舵机的偏差调节的具体实施流程图。

图4为一种舵机的偏差调节中舵机温度保护流程图。

图5为一种舵机的偏差调节中舵机的堵转保护流程图。

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。

请参阅图1,本发明实施例中，一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法,其具体切换步骤如下：

控制端为总线舵机中的每个舵机生成一个识别ID号，识别ID号按照ID00、ID02、ID03、ID04、ID05等依次排列下去，同时若干个舵机之间串联，通过ID号识别；舵机控制有三根线，舵机正极，舵机负极，舵机信号线；当用户将信号线接到第三方控制器的普通IO口上，如果IO口为低电平信号时，舵机将自动切换到PWM控制模式，然后用户通过标准的PWM脉冲信号即可实现对舵机角度控制，此时舵机驱动方式采用PWM控制；如果舵机信号线接在第三方控制器的串口上，由于串口IO默认为高电平，此时舵机将自动切换到单总线控制模式，用户通过指令协议实现舵机控制，根据信号引脚电平信号自动识别用户需要采用的控制模式然后自动切换到对应工作模式下，提高了控制的实用性。

图2-5中，本发明实施例中，以人形机器人为例，一种舵机的偏差调节，其具体操作步骤如下：

S1、人形机器人中共17个舵机，舵机的运动角度范围为0度到180度，控制脉宽信号对应500-2500ms，出厂未安装的舵机都按舵机90度，脉宽信号1500设置，并以此时角度记为实际工作角度值，实际角度值通过上位机跟舵机通信即可得到；舵机按标准位置在机器人上进行安装好后的舵机值我们记为安装值；安装值与实际工作角度值之间差值我们称之为偏差，通过舵机交互界面将偏差值传送至舵机内部单元；进入用户偏差调节交互界面，以舵机安装舵盘垂直地面水平线为中间位置，也就是用户发送1500ms脉宽信号，舵机转动到90度的位置为例，舵机内部保存偏差值为A，存储于Flash中，用户发送舵机角度控制脉宽值记为B，读取Flash中偏差值A，A与B进行偏差处理，得到最终脉宽值，下达偏差调节指令，之后舵机接收到指令就完成了偏差调节，对舵机角度进行了控制，达到出厂角度值效果，通过软件算法，让舵机直接具备偏差调节，并自动保存舵机控制系统中，免去借助第三方工具，比如通过上位机以及机器人控制板调节偏差的方法，将传统偏差调节复杂流程大大简化了；

S2、舵机内部安装了一颗热敏传感器，用户设置舵机保护温度阈值，热敏传感器对舵机的温度进行实时监控，舵机运动一段时间之后，舵机自身会发热，热敏传感器测量舵机温度值是否大于设定的保护温度阈值，如果否，则舵机正常工作，如果是，则舵机会启动保护，此时舵机停止工作，直到舵机复位之后，舵机内部温度低于保护的阈值，舵机才可以正常工作，否则都是处于温度保护状态，对舵机进行保护，降低舵机损耗，提高了设备的使用安全；

S3、用户设定舵机保护时间，发送控制角度脉宽值，舵机接收运动指令，舵机在执行命令的过程中，判断实际运行角度值小于发送控制角度值的保持时间是否大于用户设定时间，如果否，则舵机在规定时间内到达控制角度，如果是，则视为堵转，锁定舵机，舵机将进入堵转保护状态，即立即停止在当前位置，不会再执行之前的命令，极大的降低了舵机使用过程中因为堵转导致烧坏的风险。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，其具体切换步骤如下：

控制端为总线舵机中的每个舵机生成一个识别ID号，舵机控制有三根线，舵机正极，舵机负极，舵机信号线；当用户将信号线接到第三方控制器的普通IO口上，如果IO口为低电平信号时，舵机将自动切换到PWM控制模式，然后用户通过标准的PWM脉冲信号即可实现对舵机角度控制，此时舵机驱动方式采用PWM控制；如果舵机信号线接在第三方控制器的串口上，由于串口IO默认为高电平，此时舵机将自动切换到单总线控制模式，用户通过指令协议实现舵机控制；

所述偏差调节的具体操作步骤如下：

S1、出厂未安装的舵机都按舵机90度，脉宽信号1500ms设置，并以此时角度记为实际工作角度值；舵机按标准位置在机器人上进行安装好后的舵机值记为安装值；安装值与实际工作角度值之间差值称之为偏差值，通过舵机交互界面将偏差值传送至舵机内部单元；进入用户偏差调节交互界面，以舵机安装舵盘垂直地面水平线为中间位置，也就是用户发送1500ms脉宽信号，舵机转动到90度的位置，舵机偏差值内部处理得到最终实际脉冲值，下达偏差调节指令，之后舵机接收到指令就完成了偏差调节，对舵机角度进行了控制，达到出厂角度值效果，通过软件算法，让舵机直接具备偏差调节，并自动保存舵机控制系统中，免去借助第三方工具，通过上位机以及机器人控制板调节偏差的方法，将传统偏差调节复杂流程大大简化了；

S2、舵机内部安装了一颗热敏传感器，用户设置舵机保护温度阈值，热敏传感器对舵机的温度进行实时监控，舵机运动一段时间之后，舵机自身会发热，热敏传感器测量舵机温度值是否大于设定的保护温度阈值，如果否，则舵机正常工作，如果是，则舵机会启动保护，此时舵机停止工作，直到舵机复位之后，舵机内部温度低于保护的阈值，舵机才可以正常工作，否则都是处于温度保护状态，对舵机进行保护，降低舵机损耗，提高了设备的使用安全；

S3、用户设定舵机保护时间，发送控制角度脉宽值，舵机接收运动指令，舵机在执行命令的过程中，判断实际运行角度值小于发送控制角度值的保持时间是否大于用户设定时间，如果否，则舵机在规定时间内到达控制角度，如果是，则视为堵转，锁定舵机，舵机将进入堵转保护状态，即立即停止在当前位置，不会再执行之前的命令。

2.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述每个舵机的识别ID号按照ID00、ID02、ID03、ID04、ID05依次排列下去。

3.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述舵机之间串联，通过ID号识别。

4.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中机器人中共17个舵机。

5.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中实际角度值通过上位机跟舵机通信即可得到。

6.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述步骤S1中舵机的运动角度范围为0度到180度，控制脉宽信号对应500-2500ms。

7.根据权利要求1所述的一种舵机模式切换及偏差调节的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中舵机内部保存偏差值为A，存储于Flash中，用户发送舵机角度控制脉宽值记为B，读取Flash中偏差值A，A与B进行偏差处理，得到最终脉宽值。