CN111434075A - 设备id设定装置以及设定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供设备ID设定装置以及设定方法。提供能够不追加ID设定用硬件就对各设备设定ID的设备ID设定装置。设备ID设定装置具备：获取部，获取设置于可动部的设备的动作时的扭矩值；以及设定部，基于获取到的上述扭矩值对上述设备设定设备ID。

Description

设备ID设定装置以及设定方法

技术领域

本发明涉及对马达模块等设备设定ID(识别信息、识别编号)的装置以及方法。

背景技术

机器人等可动装置具有多个马达模块的情况较多。在机器人的情况下，在机器人的多个关节等分别设置有马达模块。为了分别独立地控制各马达模块，在各马达模块设定分别独立的设备ID。设备ID例如为向各马达模块发送指示(控制信号)的情况下的通信用地址。因此，需要对机器人所使用的马达模块赋予与机器人的部位的目的匹配的设备ID(识别信息、识别编号)。

在对设备设定ID的情况下，有从一个主模块装置(以上，仅称为“主模块”)对多个从模块装置(以下，仅称为“从模块”)设定ID的情况。专利文献1中公开了这样的情况下的设备ID设定技术的一个例子。在专利文献1中，在各从模块安装ID设定用信号线，在ID设定用信号线设置有与各从模块对应的分压电阻。然后，与通过该分压电阻赋予的分压电压对应的ID设定于各从模块。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-229561号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1的技术中，需要对各从模块安装ID设定用信号线。换句话说，在专利文献1的技术中，为了对各从模块设定ID，需要追加ID设定用硬件。因此，最终产品需要ID设定专用的部件、布线。

本发明解决上述的课题，其目的在于提供能够不追加ID设定用硬件就对各设备设定ID的设备ID设定装置。

本发明的一个方式所涉及的设备ID设定装置具备：获取部，其获取设置于可动部的设备的动作时的扭矩值；以及设定部，其基于获取到的上述扭矩值对上述设备设定设备ID。

发明效果

根据本发明，基于设备的动作扭矩值设定设备ID。因此，能够不追加硬件就设定设备ID。

附图说明

图1是表示具备实施方式1所涉及的马达模块的机器人的图。

图2是实施方式1的马达模块的概要图。

图3是实施方式1的设备ID设定流程图。

图4是表示扭矩值与设备ID的关系的图。

图5是表示系统模块与马达模块之间的通信所使用的信号的概要的图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行详细说明。以下说明的实施方式是作为本发明的实现手段的一个例子，应该根据应用了本发明的装置、系统的结构、各种条件适当地修正或者变更，本发明不局限于以下的实施方式。

实施方式1

图1(a)是实施方式1所涉及的机器人10的主视图。在本实施方式中，对设置于机器人10的下肢的6个马达模块(图2(a)的附图标记60)设定ID的情况进行说明。马达模块是设备的一种，所以设定于马达模块的ID在以下的说明中也有称为设备ID的情况。

(机器人的结构)

如图1(a)所示，机器人10具有头部12、躯体部14、左上臂16、左前臂18、左手20、右上臂22、右前臂24、右手26、鼠蹊部28、左大腿30、左小腿32、左脚34、右大腿36、右小腿38以及右脚40。另外，机器人10在上述的各部之间具有可动部。具体而言，例如，在机器人10的下肢中，在鼠蹊部28与右大腿36之间具有第一可动部42，在鼠蹊部28与左大腿30之间具有第二可动部44，在右大腿36与右下腿38之间具有第三可动部46，在左大腿30与左下腿32之间具有第四可动部48，在右下腿38与右脚40之间具有第五可动部50，在左下腿32与左脚34之间具有第六可动部52。也能够将第一可动部42称为右腰，第二可动部44称为左腰，第三可动部46称为右膝，第四可动部48称为左膝，第五可动部50称为右脚踝，第六可动部52称为左脚踝。在本实施方式中，设为在第一可动部42～第六可动部52分别设置有一个马达模块60。设置于第一可动部42～第六可动部52的6个马达模块60具有相同的结构。此外，在机器人10的上肢的可动部也设置有马达模块，但在以下的记载中，省略了对设置于机器人10的上肢的可动部的马达模块设定ID的情况下的说明。

在机器人10的躯体部14设置有系统模块54。系统模块54控制机器人10的整体动作。另外，系统模块54对设置于第一可动部42～第六可动部52的6个马达模块设定设备ID。系统模块54能够称为主模块，6个马达模块能够称为从模块。系统模块54和6个马达模块通过有线或者无线以可通信的方式连接。设备ID发挥系统模块54控制6个马达模块时的各马达模块的通信地址的作用。

在本实施方式中，各可动部是2个要素连接的连接部(关节)。例如，第二可动部44是鼠蹊部28与左大腿30的连接部(关节)。若设置于该连接部的马达模块被旋转驱动(具体而言，马达模块内的马达旋转)，则机器人10移动。若马达模块被旋转驱动，则机器人10例如能够采取图1(b)所示那样的姿势。

(马达模块的结构)

图2(a)是马达模块60的外观立体图，图2(b)是马达模块60的框图。如图2(a)所示，马达模块60具有主体61和输出轴62。马达模块60是伺服马达模块。

如上所述，在本实施方式中，6个马达模块具有相同的结构。

另外，假设在开始制造马达模块时，对6个马达模块赋予相同的设备ID(初始设备ID)。而且，在由系统模块54进行设备ID设定之前，赋予了相同的设备ID的6个马达模块被集成于机器人10。

如图2(b)所示，马达模块60具备马达控制MCU(Micro Control Unit：微控制单元)65、马达66、齿轮67以及传感器68。在本说明书中，马达模块60旋转驱动是指马达66旋转。

马达控制MCU65基于来自传感器68的检测信号使马达66旋转。另外，马达控制MCU65根据来自系统模块54的指示自行决定临时ID。在本实施方式中，假设临时ID是2位数字。马达控制MCU65具有用于临时ID生成的随机数产生功能。另外，马达控制MCU65也具有用于进行与系统模块54的通信的通信功能。

齿轮67接受马达66的旋转输出，在马达控制MCU65的控制下，改变马达66的输出扭矩、旋转速度。

传感器68例如检测马达66的温度、电流以及轴位置(输出轴62的角度位置)。传感器68在图2(b)中以一个块绘制，但也可以分成温度传感器、电流传感器以及轴位置传感器。马达控制MCU65能够例如基于传感器68检测出的电流和轴位置，计算(推断)马达的扭矩(负荷)。

(设备ID的设定)

接下来，参照图3对对6个马达模块60设定设备ID的流程进行说明。在以下的说明中，设置于第一可动部42的马达模块60称为第一马达模块60a，设置于第二可动部44的马达模块60称为第二马达模块60b，设置于第三可动部46的马达模块60称为第三马达模块60c，设置于第四可动部48的马达模块60称为第四马达模块60d，设置于第五可动部50的马达模块60称为第五马达模块60e，设置于第六可动部52的马达模块60称为第六马达模块60f。

在制造第一马达模块60a～第六马达模块60f时，对第一马达模块60a～第六马达模块60f设定了相同的设备ID。而且，设定了相同的设备ID的第一马达模块60a～第六马达模块60f集成于机器人10。图3的流程在该状态下开始。

首先，在S10中，系统模块(主模块)54通过广播通信向第一马达模块60a～第六马达模块60f发送“决定临时ID并返送”这样的指示、和“返送稍微运动扭矩值”这样的指示。各马达模块根据来自系统模块54的指示旋转驱动，所以可以说系统模块54具有使马达模块60动作的动作功能。另外，各马达模块基于来自系统模块54的指示设定临时ID，所以可以说系统模块54具备使其设定临时ID的临时ID设定功能。

在S11中，接受来自系统模块54的指示的第一马达模块60a以伪随机数决定第一马达模块60a的临时ID。

另外，在S12中，第一马达模块60a根据来自系统模块54的指示，使马达66稍微旋转，计算(测定)此时的扭矩值。

而且，在S13中，第一马达模块60a将临时ID和测定出的扭矩值发送到系统模块54。通过该发送，系统模块54获取第一马达模块60a的临时ID和动作时的扭矩值。S13的“Source＝临时ID”表示使用第一马达模块60a的临时ID作为表示信号的发信源的信息。S13的“Destination＝Master”表示S13的信号发送中的发送目的地是系统模块54。

在S14中，接受到来自系统模块54的指示的第二马达模块60b以伪随机数决定第二马达模块60b的临时ID。

另外，在S15中，第二马达模块60b根据来自系统模块54的指示使马达66稍微旋转，测定此时的扭矩值。

而且，在S16中，第二马达模块60b将临时ID和测定出的扭矩值发送到系统模块54。通过该发送，系统模块54获取第二马达模块60b的临时ID和动作时的扭矩值。

相同地，第三马达模块60c～第六马达模块60f以伪随机数分别决定临时ID。另外，第三马达模块60c～第六马达模块60f使马达66稍微旋转，测定此时的扭矩值。而且，第三马达模块60c～第六马达模块60f向系统模块54分别发送临时ID和测定出的扭矩值。通过该发送，系统模块54获取第三马达模块60c～第六马达模块60f的临时ID和动作时的扭矩值。

在S17中，系统模块54判定从第一马达模块60a～第六马达模块60f接收到的6个临时ID是否全部不同。在有相同的临时ID的情况下，系统模块54将“决定临时ID并返送”这样的指示发送到第一马达模块60a～第六马达模块60f，直至全部的临时ID不同为止。若6个临时ID全部为不同的ID，则进入S18。

在S18中，系统模块54基于各马达模块、接收到的扭矩值，使用扭矩-设备ID表(图4)，确定(决定)正式ID。

图4示出本实施方式中使用的扭矩-设备ID表70。扭矩-设备ID表70是表示测定出的扭矩值、设备ID、以及设备(马达模块)设置位置的关系的表。测定出的扭矩值是基于来自系统模块54的“返送稍微运动扭矩值”这样的指示的值，所以是马达66的开始运动的扭矩值。该扭矩值在表70中记载为“初始扭矩值”。表70的扭矩值的单位是Nm。此外，在以下的记载中，对扭矩值进行说明时省略单位(Nm)。例如，扭矩值“3”是指3Nm。

在使机器人10移动的情况下，根据马达模块的设置位置，必要的扭矩值不同。因此，若知道扭矩值，则可知是设置于机器人10的哪个部位(哪个可动部)的马达模块的扭矩值。在本实施方式中，预先决定在设置于右腰的马达模块设定有设备ID“1”，在设置于左腰的马达模块设定有设备ID“2”，在设置于右膝的马达模块设定有设备ID“3”，在设置于左膝的马达模块设定有设备ID“4”，在设置于右脚踝的马达模块设定有设备ID“5”，在设置于左脚踝的马达模块设定有设备ID“6”。

扭矩-设备ID表70在制造机器人10时预先准备，并预先存储于系统模块54。

在本实施方式中，系统模块54要在S10中发出“返送顺时针稍微旋转时的扭矩值和逆时针稍微旋转时的扭矩值”这样的指示。该情况下，若系统模块54接收“3”作为顺时针旋转时的扭矩值，接收“1”作为逆时针旋转时的扭矩值，则可知该扭矩值是从设置于右膝的马达模块60c接收到的。因此，系统模块54确定(决定)应对该马达模块60c设定“3”作为正式ID。

若系统模块54接收“4”作为顺时针旋转时的扭矩值，接收“1”作为逆时针旋转时的扭矩值，则可知该扭矩值是从设置于右脚踝的马达模块60e接收到的。因此，系统模块54确定出应对该马达模块60e设定“5”作为正式ID。

在扭矩-设备ID表70中，例如，对顺时针的初始扭矩值而言，右膝记载为“3～4”，右脚踝记载为“4～5”。这表示对顺时针旋转时的扭矩值而言，与右膝相比右脚踝的一方为较大的值。例如，若顺时针旋转时的右膝的扭矩值是“3”，则右脚踝的扭矩值为比“3”大的值(例如“4”)，若顺时针旋转时的右膝的扭矩值是“4”，则右脚踝的扭矩值为比“4”大的值(例如“5”)。

另外，对顺时针的初始扭矩值而言，右腰记载为“0.2～0.6”，左腰记载为“0.1～0.5”。这表示对顺时针旋转时的扭矩值而言与左腰相比右腰的一方为较大的值。例如，若顺时针旋转时的右腰的扭矩值是“0.2”，则左腰的扭矩值为比“0.2”小的值(例如“0.1”)，若顺时针旋转时的右腰的扭矩值是“0.3”，则左腰的扭矩值为比“0.3”小的值(例如“0.2”)。

这样，在本实施方式中，能够基于接收到的扭矩值，使用扭矩-设备ID表70，确定出该马达模块的设置位置(设置于哪个可动部)，然后，基于该可动部的位置，决定应设定的设备ID。

在S18中，若系统模块54确定出各马达模块的本ID，则进入S19。

在S19中，系统模块54向第一马达模块60a发送“将正式ID设定为设备ID”这样的指示。在本实施方式的机器人10中，要求(预先决定)对6个马达模块60a～60f设定设备ID“1”～“6”。在S19以前的状态中，对6个马达模块60a～60f设定6个不同的临时ID，但为了适当地控制机器人10，需要代替临时ID而将正式ID设定到各马达模块。临时ID是由随机数决定的值，所以不清楚什么样的值设定于各马达模块。系统模块54以如下的前提构成，即，对设置于右腰的第一马达模块60a设定设备ID“1”，对设置于左腰的第二马达模块60b设定设备ID“2”，对设置于右膝的第三马达模块60c设定设备ID“3”，对设置于左膝的第四马达模块60d设定设备ID“4”，对设置于右脚踝的第五马达模块60e设定设备ID“5”，对设置于左脚踝的第六马达模块60f设定设备ID“6”。

在S19中，系统模块54向第一马达模块60a发送指示时，系统模块54例如使用图5所示的通信协议。通信协议将在后面描述。

在S20中，第一马达模块60a将从系统模块54指定的正式ID设定为第一马达模块60a的设备ID。

在S21中，系统模块54向第二马达模块60b发送“将正式ID设定为设备ID”这样的指示。

在S22中，第二马达模块60b将从系统模块54指定的正式ID设定为第二马达模块60b的设备ID。

相同地，系统模块54向第三马达模块60c～第六马达模块60f发送“将正式ID设定为设备ID”这样的指示。而且，第三马达模块60c～第六马达模块60f将从系统模块54指定的正式ID设定为第三马达模块60c～第六马达模块60f的设备ID。

图5表示系统模块54与各马达模块之间的通信所使用的通信包(协议)。

Header是表示通信包的开始的标准信息。

Device ID是系统模块54发送到各马达模块的设备ID。Device ID包括确定出设备ID的通信目的地的信息(Destination)和确定出设备ID的发信源的信息(Source)。也能够将所有设备指定为Destination。

Length是通信中有效的字节长度。

Common Data Structure(通用数据结构)是指示目的设备的信息，包括Operation和Attirbute。Operation是针对目的设备的动作系统指令，例如广播、写、读、停止、复位、初始化等操作信息。Attribute是针对目的设备的属性系统指令，例如是顺时针旋转30度，逆时针旋转30度等的信息。

Checksum是为了确认通信的数据是否正常所使用的信息。

图5的通信包是系统模块54向各马达模块60发送指示的情况下所使用的包。此外，图5的通信包也可以在各马达模块60向系统模块54发送信号时使用。

(实施方式1的效果)

根据本实施方式，系统模块54基于从各马达模块60获取到的扭矩值，对各马达模块60设定设备ID。换句话说，根据本实施方式，能够基于设备的动作扭矩值设定设备ID。因此，能够不对马达模块60追加设备ID设定用信号线等硬件，就对马达模块60设定设备ID。在本实施方式中，仅通过变更现有的设置于机器人的系统模块54的软件，就能够对多个马达模块60设定不同的设备ID。

机器人10具备多个马达模块60，各马达模块60分别独立地具有的设备ID为各马达模块60与系统模块54通信时的地址。因此，通过使用该地址，各马达模块60和系统模块54能够进行适当的通信。

以往，也采用了在机器人集成马达模块之前，对马达模块赋予(设定)各个设备ID，在根据该设备ID的目的部位集成各马达模块这样的方法。在这样的方法中，例如，在设定6个设备ID的情况下，需要在将马达模块集成到机器人之前，管理6个不同的马达模块。根据本实施方式，在将多个马达模块集成到机器人时，对多个马达模块设定相同的设备ID。因此，在最终对6个马达模块设定6个不同的设备ID的情况下，也不需要在将马达模块集成到机器人之前，管理6个不同的马达模块。根据本实施方式，能够在将多个马达模块60集成到机器人10之后，自动地设定设备ID。在本实施方式中，在对机器人10集成了多个相同的马达模块60之后，将不同的设备ID设定到马达模块60。因此，在组装机器人10时，不需要管理将哪个马达模块设置于哪个部位。

在组装机器人10之后的状态下，对6个马达模块设定了重复的设备ID。根据本实施方式，能够在机器人10的组装后将重复的设备ID(初始设备ID)改写为不重复的设备ID。

(变形例)

在上述的本实施方式中，6个马达模块具有相同的结构，但也可以全部的马达模块不具有相同的结构。例如，考虑到较大的负荷作用于设置于第五可动部50和第六可动部52的马达模块60e和60f，所以设置于第五可动部50和第六可动部52的马达模块60e和60f也可以采用可以承受比设置于其他的可动部的马达模块大的负荷的结构。

在图3的流程中，在S10中，系统模块54向第一马达模块60a～第六马达模块60f发送“决定临时ID并返送”这样的指示和“返送稍微运动扭矩值”这样的指示。本实施方式不局限于这样的流程。例如，在S10中，系统模块54也可以向第一马达模块60a～第六马达模块60f仅发送“决定临时ID并返送”这样的指示。该情况下，系统模块54在S17之后将“返送稍微运动扭矩值”这样的指示发送到第一马达模块60a～第六马达模块60f。

在上述的实施方式中，传感器68基于检测出的电流和轴位置计算马达的扭矩(负荷)，但也可以设置计测扭矩值的扭矩传感器。

在上述的实施方式中，系统模块54设置于机器人10的躯体部14中，但系统模块54的设置位置不局限于躯体部14中。例如，也可以设置于机器人10的外部。

在上述的实施方式中，设备ID是“1”～“6”，但本发明的设备ID也可以是“1”～“6”以外的识别编号或者识别信息。

扭矩-设备ID表70不局限于图4所示的表格。本实施方式所使用的扭矩-设备ID表包括多个扭矩值、和与该多个扭矩值建立对应关系的连接部以及设备ID即可。

在上述的实施方式中，将本发明应用于具备多个马达设备的机器人，但本发明的应用不局限于此。本发明能够应用于对一个或者多个马达等设备赋予识别信息、识别编号的情况。例如，本发明能够应用于具备马达的控制装置、系统。

附图标记说明

10…机器人，42…第一可动部，44…第二可动部，46…第三可动部，48…第四可动部，50…第五可动部，52…第六可动部，54…系统模块，60…马达模块。

Claims (15)

1.一种设备ID设定装置，其中，

上述设备ID设定装置具备：

获取部，其获取设置于可动部的设备的动作时的扭矩值；以及

设定部，其基于获取到的上述扭矩值，对上述设备设定设备ID。

2.根据权利要求1所述的设备ID设定装置，其中，

上述设备ID设定装置还具备使上述设备动作的动作部，

上述设备配置于供上述可动部中的2个以上的要素连接的连接部，

上述获取部获取通过上述动作部而进行了动作的上述设备的动作时的扭矩值，

上述设定部基于获取到的上述扭矩值来确定上述连接部，并基于确定出的上述连接部对上述设备设定设备ID。

3.根据权利要求2所述的设备ID设定装置，其中，

上述动作部使上述设备顺时针或者逆时针地动作，

上述设定部基于上述设备的顺时针动作时的扭矩值或者逆时针动作时的扭矩值来确定上述连接部，并基于确定出的上述连接部对上述设备设定设备ID。

4.根据权利要求2或者3所述的设备ID设定装置，其中，

上述设备ID设定装置还具备表格，该表格包括：

多个扭矩值；以及

与该多个扭矩值一对一地建立对应关系的上述连接部以及设备ID。

5.根据权利要求1～4的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述扭矩值是上述设备的初始动作时的扭矩值。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述可动部有多个，在该多个可动部分别设置有设备，

上述设定部对多个上述设备设定不同的设备ID。

7.根据权利要求6所述的设备ID设定装置，其中，

对分别设置于上述多个可动部的设备设定相同的初始设备ID，

上述设定部改写上述初始设备ID而对多个上述设备设定不同的设备ID。

8.根据权利要求1～7的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述设备是马达模块。

9.根据权利要求2～4的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述要素是机器人的构成要素，上述连接部是上述机器人的关节。

10.根据权利要求9所述的设备ID设定装置，其中，

上述设备ID设定装置设置于上述机器人的内部。

11.根据权利要求1～10的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述获取部一并获取上述设备设定的临时设备ID与上述扭矩值，

上述设定部代替上述临时设备ID而基于上述扭矩值对上述设备设定上述设备ID。

12.根据权利要求1～11的任一项所述的设备ID设定装置，其中，

上述可动部有多个，在该多个可动部分别设置有设备，

上述设备ID设定装置还具备临时ID设定部，该临时ID设定部使多个上述设备分别设定临时ID，

上述临时ID设定部继续使多个上述设备设定上述临时ID，直至对多个上述设备中的每个设备设定不同的临时ID为止。

13.一种系统，其中，

上述系统包括：

权利要求1～12的任一项所述的设备ID设定装置；以及

通过该设备ID设定装置设定设备ID的设备。

14.一种设备ID设定方法，其中，

上述设备ID设定方法包括：

获取步骤，在该获取步骤中，获取设置于可动部的设备的动作时的扭矩值；以及

设定步骤，在该设定步骤中，基于获取到的上述扭矩值对上述设备设定设备ID。

15.根据权利要求14所述的设备ID设定方法，其中，

上述设备配置于供上述可动部中的2个以上的要素连接的连接部，

上述设备ID设定方法还包括通过上述连接部使上述设备动作的步骤，

上述设定步骤基于获取到的上述扭矩值来确定上述连接部，并基于确定出的上述连接部，对上述设备设定设备ID。

Images