KR101342162B1 - Actuator module and modeling method thereof - Google Patents

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Abstract

포텐셔미터에 의해 기어축의 회전각도를 산출하는 액츄에이터 모듈의 모델링 방법이 개시된다. 이 방법은 (ⅰ) 기어축을 최소 한계 검출 위치로 이동시키는 단계; (ⅱ) 기어축을 내부적으로 등속도로 회전시키는 단계; (ⅲ) 기어축이 최대 한계 검출 위치에 이르기까지 기어축의 회전에 따른 포텐셔미터로부터의 전압값 및 기어축의 회전각도값을 N개 확보하는 단계; 및 (ⅳ) N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시키는 단계를 포함한다. 이것에 의해, 포텐셔미터의 위치감지 정확도를 높일 수 있어 액츄에이터 모듈이 적용된 로봇 관절을 보다 정확하게 조절할 수 있다.Disclosed is a modeling method of an actuator module for calculating a rotation angle of a gear shaft by a potentiometer. The method includes (i) moving the gear shaft to the minimum limit detection position; (Ii) internally rotating the gear shaft at a constant speed; (Iii) securing N voltage values from the potentiometer and the rotation angle of the gear shaft until the gear shaft reaches the maximum limit detection position; And (iii) approximating the voltage-to-angle ratio of the potentiometer using the N voltage values and the rotation angle value. As a result, the position detection accuracy of the potentiometer can be increased, and the robot joint to which the actuator module is applied can be adjusted more accurately.

액츄에이터 모듈, 전압, 각도 Actuator module, voltage, angle

Description

액츄에이터 모듈 및 그 모델링 방법{ACTUATOR MODULE AND MODELING METHOD THEREOF}Actuator module and its modeling method {ACTUATOR MODULE AND MODELING METHOD THEREOF}

도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 도 1b는 흐름도. 1A is an explanatory diagram for explaining a modeling method of an actuator module according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a flowchart.

도 2a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 도 2b는 흐름도. 2A is an explanatory diagram for explaining a modeling method of an actuator module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a flowchart.

도 3a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 도 3b는 흐름도. 3A is an explanatory diagram for explaining a modeling method of an actuator module according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a flowchart.

도 4a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 설명도이고, 도 4b는 흐름도.4A is an explanatory diagram for explaining a modeling method of an actuator module according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a flowchart.

도 5는 포텐셔미터의 전압대 각도비 근사화 원리를 설명하기 위한 그래프.5 is a graph for explaining the principle of voltage to angle ratio approximation of a potentiometer.

도 6은 각도 표시계를 구비한 액츄에이터 모듈의 정면도.6 is a front view of an actuator module with an angle indicator.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 기능 블록도.7 is a functional block diagram of an actuator module according to an embodiment of the present invention.

도 8은 종래기술의 포텐셔미터의 전압대 각도비 근사화 원리를 설명하기 위한 그래프.8 is a graph for explaining the principle of approximating the voltage-to-angle ratio of the potentiometer of the prior art.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

10: 기어축 20: 구동부10: gear shaft 20: drive part

30: 포텐셔미터 40: 전압검출부30: potentiometer 40: voltage detector

50: 위치변환부 60: 제어부50: position conversion unit 60: control unit

100,200,300,400,600 : 액츄에이터 모듈100,200,300,400,600: Actuator Module

250: 위치 검출 장치 350: 등속도 구동장치250: position detection device 350: constant velocity drive device

450: 위치검출 및 등속도 구동장치 620: 기어축450: position detection and constant speed drive device 620: gear shaft

640: 각도 표시계640: angle indicator

본 발명은 액츄에이터 모듈 및 그 모델링 방법에 관한 것으로, 특히 포텐셔미터로부터의 전압값 및 기어축의 회전각도값을 N개 확보하고 이 N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시키도록 한 액츄에이터 모듈 및 그 모델링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator module and a modeling method thereof, and particularly, to obtain N voltage values and rotation angle values of a gear shaft from a potentiometer and to use the N voltage values and rotation angle values to determine a voltage-to-angle ratio of the potentiometer. An actuator module and its modeling method for approximation are provided.

최근, 전자기술의 급격한 발전으로 다양한 형태의 로봇이 보급되고 있다. 예를 들면, 공장의 자동화 공정에 이용되는 산업용 로봇, 애완 동물과 같은 애완견 로봇, 인간 형태의 휴머노이드, 로봇 대전 게임에 이용되는 대전형 로봇 등이 있다. Recently, various types of robots have been spread due to the rapid development of electronic technology. For example, industrial robots used in an automated process of factories, dog robots such as pets, humanoids in human form, and competitive robots used in robot fighting games.

이러한 다양한 로봇들에는 관절의 움직임 조정을 위하여 다수의 액츄에이터 모듈이 사용된다. 이 액츄에이터 모듈은 전기적 신호에 따라 모터를 구동하여 기어축을 회전시킴으로 로봇의 관절을 회전시키는 역할을 하기 위한 것으로, 액츄에이 터 모듈내에는 기어축의 회전 각도에 따라 전압값을 출력하는 포텐셔미터가 적용되고 있다. In these various robots, a plurality of actuator modules are used to adjust joint movement. The actuator module is used to rotate the joint of the robot by rotating the gear shaft by driving a motor in response to an electrical signal. A potentiometer for outputting a voltage value according to the rotation angle of the gear shaft is applied to the actuator module. .

하지만, 이 포텐셔미터는 전압 대 각도비에 제품별 편차와 직선근사화로 인한 큰 오차율로 인해 정밀위치제어에 적용하는 한계로 주로 저가의 소형 로봇에 이용되고 있다.However, this potentiometer is mainly used in low-cost small robots because of its limitation in precision position control due to the large error rate due to product-specific deviation and linear approximation in voltage-to-angle ratio.

이하, 종래기술의 포텐셔미터의 전압대 각도비 근사화 원리에 대하여 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 종래기술의 포텐셔미터의 전압대 각도비 근사화 원리를 설명하기 위한 그래프이다.Hereinafter, the principle of approximating the voltage-to-angle ratio of the potentiometer of the prior art will be described with reference to FIG. 8. 8 is a graph illustrating a principle of approximating a voltage-to-angle ratio of a potentiometer of the prior art.

도 8에서, 'a'는 포텐셔미터의 실제 전압 대 각도비를 나타낸 실측선이고, 'b'는 이를 직선으로 근사화하기 위하여 액츄에이터 모듈의 위치 변환부에 저장되어 있는 전압 대 각도비를 나타낸 근사화선이다. 여기서, 'b'는 포텐셔미터를 근사화하기 위하여 최소값(bmin)과 최대값(bmax)의 두 값을 직선으로 연결한 것이다.In FIG. 8, 'a' is a measurement line showing the actual voltage-to-angle ratio of the potentiometer, and 'b' is an approximation line showing the voltage-to-angle ratio stored in the position conversion unit of the actuator module to approximate the straight line. . Here, 'b' is a straight line connecting two values of the minimum value (b min ) and the maximum value (b max ) to approximate the potentiometer.

도면에서도 알 수 있듯이, 종래와 같은 근사화 직선 'b'는 포텐셔미터의 실제 전압 대 각도비와 최대 'c' 만큼의 오차를 가지고 있다. As can be seen from the figure, the conventional approximation straight line 'b' has an error of the actual voltage-to-angle ratio of the potentiometer and the maximum 'c'.

이와 같이, 종래기술의 액츄에이터 모듈의 근사화 방법은 이러한 오차에 의해 액츄에이터 모듈의 동작에 많은 오차가 발생하여 로봇의 관절 움직임을 정확하게 조절할 수 없다는 문제점이 있다. As described above, the method of approximating the actuator module of the related art has a problem in that a large number of errors occur in the operation of the actuator module due to such an error, and thus the joint motion of the robot cannot be accurately adjusted.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액츄에이터 모듈의 포텐 셔미터로부터의 전압값 및 기어축의 회전각도값을 N개 확보하고 이 N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖고 있는 전압 대 각도비를 근사화시킴으로써 포텐셔미터의 오차를 최소화하는 액츄에이터 모듈 및 그 모델링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problem, the present invention secures N voltage values from the potentiometer of the actuator module and the rotation angle of the gear shaft and uses the N voltage values and the rotation angle values to have the voltage of the potentiometer. It is an object of the present invention to provide an actuator module and a modeling method for minimizing the error of the potentiometer by approximating the ratio of the angle.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 액츄에이터 모듈에 구현된 각각의 기어축의 회전에 의해 관절을 회전시키는 로봇에서 포텐셔미터에 의해 기어축의 회전각도를 산출하는 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 있어서, (ⅰ) 상기 기어축에 외부에서 연결된 등속도 구동부에서 제어부로부터 상기 기어축의 등속도 회전 요청이 수신되면 상기 기어축을 등속도로 회전시키는 단계; (ⅱ) 상기 제어부에서 상기 기어축이 등속도로 회전하는 중에 상기 기어축에 외부에서 연결된 위치검출부로 미리 설정된 일정 시간마다 상기 기어축의 회전각도 검출을 요청하는 단계; (ⅲ) 상기 위치검출부에서 상기 요청에 따라 상기 일정 시간별로 상기 기어축의 회전각도를 검출하고 상기 검출된 복수 개의 회전각도 검출값을 상기 제어부로 전송하는 단계; (ⅳ) 상기 제어부에서 전압검출부로부터 상기 기어축의 회전각도 검출값에 대응하는 포텐셔미터의 전압값을 확보하는 단계; 및 (ⅴ) 상기 제어부에서 상기 확보된 복수 개의 회전각도와 전압값의 각각을 서로 직선으로 이어 전압 대 각도비를 근사화시키는 단계; 를 포함하고, 상기 등속도 구동부 및 위치 검출부는 하나의 모듈로 구현되어 상기 모듈은 기어축에 외부에서 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of modeling an actuator module for calculating the rotation angle of the gear shaft by a potentiometer in a robot that rotates a joint by the rotation of each gear shaft implemented in a plurality of actuator modules, (ⅰ Rotating the gear shaft at a constant speed when a constant speed rotation request of the gear shaft is received from a controller in a constant speed drive unit externally connected to the gear shaft; (Ii) requesting to detect the rotational angle of the gear shaft at a predetermined time to a position detecting unit externally connected to the gear shaft while the gear shaft is rotating at the same speed by the controller; (Iii) detecting, by the position detecting unit, the rotation angle of the gear shaft at the predetermined time according to the request, and transmitting the detected plurality of rotation angle detection values to the control unit; (I) securing a voltage value of a potentiometer corresponding to the detected rotation angle of the gear shaft from the voltage detector by the controller; And (iii) approximating a voltage-to-angle ratio by linearly connecting each of the plurality of rotation angles and voltage values secured by the control unit. It includes, the constant velocity drive unit and the position detection unit is implemented as a module provides a modeling method of the actuator module, characterized in that the module is connected to the gear shaft from the outside.

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또한, 본 발명은 다수의 액츄에이터 모듈에 구현된 각각의 기어축의 회전에 의해 관절을 회전시키는 로봇에서 포텐셔미터에 의해 기어축의 회전각도를 산출하는 액츄에이터 모듈에 있어서, 상기 기어축에 외부로부터 연결되며 상기 기어축의 등속도 회전구동 요청이 수신되면 상기 기어축을 등속도 회전시키는 등속도 구동부; 상기 기어축에 외부로부터 연결되며 상기 기어축의 회전각도 검출 요청이 수신되면 상기 등속도 구동부에 의해 등속도로 회전하는 상기 기어축의 회전각도를 검출하는 위치검출부; 상기 기어축의 회전각도에 대응하는 포텐셔미터의 전압값을 측정하는 전압검출부; 및 상기 기어축의 최소 한계 위치부터 최대 한계 위치까지 상기 기어축이 등속도로 회전되도록 상기 등속도 구동부를 제어하고, 상기 기어축이 등속도 회전하는 중에 미리 설정된 일정 시간마다 상기 위치검출부로 상기 기어축의 회전각도 검출을 요청하고 상기 위치검출부로부터 상기 일정 시간별 회전각도 검출값을 수신하며, 상기 전압검출부로부터 상기 일정 시간별 회전각도 검출값에 대응하는 상기 포텐셔미터의 전압값을 확보하고 상기 복수 개의 회전각도와 전압값의 각각을 서로 직선으로 연결하여 전압 대 각도비를 근사화시키는 제어부; 포함하고, 상기 등속도 구동부 및 위치 검출부는 하나의 모듈로 구현되고 상기 모듈은 기어축에 외부에서 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈을 제공한다.In addition, the present invention is an actuator module for calculating a rotation angle of a gear shaft by a potentiometer in a robot that rotates a joint by the rotation of each gear shaft implemented in a plurality of actuator module, the gear shaft is connected to the outside from the outside A constant velocity drive unit configured to rotate the gear shaft at a constant velocity when a constant velocity rotation drive request of the shaft is received; A position detecting unit connected to the gear shaft from the outside and detecting a rotation angle of the gear shaft rotating at the same speed by the constant speed driving unit when a request for detecting the rotation angle of the gear shaft is received; A voltage detector which measures a voltage value of a potentiometer corresponding to the rotation angle of the gear shaft; And controlling the constant speed drive unit so that the gear shaft rotates at the constant speed from the minimum limit position to the maximum limit position of the gear shaft, and rotating the gear shaft to the position detection unit at a predetermined time while the gear shaft rotates at constant speed. Request an angle detection and receive the rotation angle detection value for each predetermined time from the position detection unit, obtain a voltage value of the potentiometer corresponding to the rotation angle detection value for the predetermined time from the voltage detection unit, and obtain the plurality of rotation angles and voltage values. A controller that connects each of them to a straight line to approximate a voltage-to-angle ratio; It includes, the constant velocity drive unit and the position detection unit is implemented as a single module and the module provides an actuator module, characterized in that connected to the gear shaft from the outside.

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도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 기능 블록도이다.7 is a functional block diagram of an actuator module according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 것과 같이, 액츄에이터 모듈(100)은 기어축(10), 구동부(20), 포텐셔미터(30), 전압 검출부(40), 위치 변환부(50), 및 제어부(60)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the actuator module 100 includes a gear shaft 10, a driver 20, a potentiometer 30, a voltage detector 40, a position converter 50, and a controller 60. do.

기어축(10)은 좌우 방향의 회전에 의해 관절 로봇의 관절을 소정 각도씩 회전할 수 있도록 한다. The gear shaft 10 may rotate the joints of the articulated robot by a predetermined angle by rotation in the left and right directions.

구동부(20)는 기어축(10)이 좌우 방향으로 회전할 수 있도록 기어축(10)에 구동전압을 공급한다.The driving unit 20 supplies a driving voltage to the gear shaft 10 so that the gear shaft 10 can rotate in the left and right directions.

포텐셔미터(30)는 기어축(10)의 회전에 따라 전압을 출력한다.The potentiometer 30 outputs a voltage according to the rotation of the gear shaft 10.

전압검출부(40)는 포텐셔미터(30)로부터의 전압값을 측정한다.The voltage detector 40 measures the voltage value from the potentiometer 30.

위치 변환부(50)는 포텐셔미터(30)의 정확도를 높이기 위한 전압대 각도비를 저장한다.The position converter 50 stores a voltage-to-angle ratio for increasing the accuracy of the potentiometer 30.

제어부(60)는 기어축(10)을 최소 한계 위치로 이동시키고 나서 최대 한계 위치 검출 위치에 이르기까지 기어축(10)이 회전되도록 구동부(20)에 구동전압을 공급하고, 기어축(10)의 회전각도값에 따른 포텐셔미터(30)의 전압값을 전압검출부(40)로부터 N개 확보하고, 이 N개의 회전각도값과 전압값을 이용하여 전압대 각도비를 근사화시켜 위치 변환부(50)에 저장하도록 한다. 여기서, N은 포텐셔미터(30)의 정확도를 더 정밀하게 높일 수 있도록 가능한 많은 수의 회전각도값과 전압값이 바람직하다.The control unit 60 supplies a driving voltage to the drive unit 20 so that the gear shaft 10 is rotated until the gear shaft 10 is moved to the minimum limit position and reaches the maximum limit position detection position, and the gear shaft 10 The N voltage values of the potentiometer 30 according to the rotation angle value of are secured from the voltage detector 40, and the voltage-to-angle ratio is approximated using the N rotation angle values and the voltage values, thereby converting the position converter 50. Save it to Here, N is preferably as many rotation angle values and voltage values as possible to more accurately increase the accuracy of the potentiometer 30.

또한, 제어부(60)는 액츄에이터 모듈(100)이 특정 회수 이상 동작하면 포텐셔미터(30)에 오차가 발생할 수 있기 때문에, 재모델링을 위하여 액츄에이터 모 듈(100)이 특정 회수 이상 동작하면 자동적으로 사용자에게 부저 또는 LED로 알릴 수 있도록 부저 또는 LED를 작동시킬 수 있다.In addition, the controller 60 may cause an error in the potentiometer 30 when the actuator module 100 operates more than a certain number of times. Therefore, when the actuator module 100 operates more than a certain number of times for remodeling, the control unit 60 may automatically notify the user. The buzzer or LED can be activated to inform the buzzer or LED.

이하, 본 발명의 제 1 내지 제 4 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the first to fourth embodiments of the present invention will be described in detail.

[제 1 실시예][First Embodiment]

본 발명의 제 1 실시예에서는 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화하는데 필요한 전압값 및 회전각도값을 복수개 확보하기 위하여 액츄에이터 모듈만을 이용한다. 도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 설명도이다. 도 1a에 도시한 것과 같이, 제 1 실시예에서는 액츄에이터 모듈(100)만을 단독으로 이용하여 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화하는데 필요한 전압값 및 회전각도값을 복수개 확보한다. In the first embodiment of the present invention, only the actuator module is used to secure a plurality of voltage values and rotation angle values necessary to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer. 1A is an explanatory diagram for explaining a modeling method of an actuator module according to a first embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1A, in the first embodiment, only the actuator module 100 is used alone to secure a plurality of voltage values and rotation angle values necessary to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer.

다음, 도 1b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액츄에이터 모듈의 모델링 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.Next, FIG. 1B is a flowchart illustrating a modeling method of an actuator module according to a first embodiment of the present invention.

도 1b를 참조하여 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다. The modeling method of the actuator module will be described in detail with reference to FIG. 1B.

먼저, 기어축을 최소 한계 검출 위치로 이동시킨다(S10).First, the gear shaft is moved to the minimum limit detection position (S10).

다음, 기어축을 내부적으로 등속도로 회전시킨다(S12).Next, the gear shaft is internally rotated at a constant speed (S12).

다음, 기어축이 최대 한계 검출 위치에 이르기까지 일정 시간 간격마다 기어축의 회전에 따른 포텐셔미터로부터의 전압값 및 기어축의 회전각도값을 N개 확보 한다(S14). Next, until the gear shaft reaches the maximum limit detection position, N voltage values from the potentiometer according to the rotation of the gear shaft and the rotation angle value of the gear shaft are secured at predetermined time intervals (S14).

마지막으로, 이 N개의 전압값 및 회전각도값(V1,V2,…,VN-1,VN)을 이용하여 도 5에 도시한 것과 같이 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시킨다(S16). 구체적으로, N개의 전압값 및 회전각도값(V1,V2,…,VN-1,VN)의 각각을 직선으로 이어 근사화시킬 수 있다.Finally, the N voltage values and the rotation angle values V 1 , V 2 ,..., V N-1 , V N are used to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer as shown in FIG. 5 ( S16). Specifically, each of the N voltage values and the rotation angle values V 1 , V 2 ,..., V N-1 , V N may be approximated in a straight line.

이와 같이 복수의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화시키기 때문에 포텐셔미터의 전압대 각도비와 거의 일치한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 종래와 같이 최대값과 최소값만을 이용하여 근사화시키는 방식보다 오차를 현저히 감소시킬 수 있다.As described above, since the voltage-to-angle ratio of the potentiometer is approximated using the plurality of voltage values and the rotation angle value, it can be seen that the voltage-to-angle ratio of the potentiometer is almost identical. Therefore, as compared with the conventional method of approximating using only the maximum value and the minimum value, the error can be significantly reduced.

한편, 액츄에이터 모듈(100)이 특정 회수 이상 동작하면 포텐셔미터의 전압대 각도비 특성이 변할 수 있기 때문에, 재모델링을 위하여 액츄에이터 모듈이 특정 회수 이상 동작하면 자동적으로 사용자에게 부저 또는 LED로 알리게 할 수 있다.On the other hand, since the voltage-to-angle ratio characteristic of the potentiometer may change when the actuator module 100 operates more than a certain number of times, when the actuator module operates more than a certain number of times for remodeling, the user may be automatically informed by a buzzer or an LED. .

[제 2 실시예][Second Embodiment]

본 발명의 제 2 실시예에서는 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화하는데 필요한 전압값 및 회전각도값을 복수개 확보하기 위하여 도 2a에 도시한 것과 같이 액츄에이터 모듈(200)의 기어축을 외부의 위치 검출 장치(250)에 연결하여 회전시킨다는 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.According to the second embodiment of the present invention, in order to secure a plurality of voltage values and rotation angle values necessary to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer, as shown in FIG. Same as the first embodiment except that it is rotated in connection with 250).

도 2b를 참조하여 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2b will be described in detail with respect to the modeling method of the actuator module.

먼저, 기어축을 최소 한계 검출 위치로 이동시킨다(S20).First, the gear shaft is moved to the minimum limit detection position (S20).

다음, 외부의 위치검출장치에 기어축을 연결하여 회전시킨다(S22).Next, by connecting the gear shaft to the external position detection device to rotate (S22).

다음, 기어축이 최대 한계 검출 위치에 이르기까지 일정 시간 간격마다 기어축의 회전에 따른 포텐셔미터로부터의 전압값 및 위치검출장치로부터의 기어축의 회전각도값을 N개 확보한다(S24).Next, N voltage values from the potentiometer according to the rotation of the gear shaft and the rotation angle value of the gear shaft from the position detection device are secured at regular intervals until the gear shaft reaches the maximum limit detection position (S24).

마지막으로, N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시킨다(S26). 이 근사화 방식은 제 1 실시예와 같이 N개의 전압값 및 회전각도값(V1,V2,…,VN-1,VN)을 이용하여 도 5와 같이 근사화시킬 수 있다.Finally, the voltage-to-angle ratio of the potentiometer is approximated using N voltage values and rotation angle values (S26). This approximation method can be approximated as shown in FIG. 5 using N voltage values and rotation angle values V 1 , V 2 ,..., V N-1 , V N as in the first embodiment.

[제 3 실시예][Third Embodiment]

본 발명의 제 3 실시예에서는 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화하는데 필요한 전압값 및 회전각도값을 복수개 확보하기 위하여 도 3a에 도시한 것과 같이 액츄에이터 모듈(300)의 기어축을 외부의 등속도 구동장치(350)에 연결하여 회전시킨다는 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.In the third embodiment of the present invention, in order to secure a plurality of voltage values and rotation angle values required to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer, the gear shaft of the actuator module 300 is externally driven as shown in FIG. Same as the first embodiment except that it is connected to and rotated by 350.

도 3b를 참조하여 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The modeling method of the actuator module will be described in detail with reference to FIG. 3B.

먼저, 기어축을 최소 한계 검출 위치로 이동시킨다(S30).First, the gear shaft is moved to the minimum limit detection position (S30).

다음, 외부의 등속도 구동장치에 기어축을 연결하여 등속도로 회전시킨다(S32).Next, by connecting the gear shaft to the external constant speed drive device to rotate at a constant speed (S32).

다음, 기어축이 최대 한계 검출 위치에 이르기까지 일정 시간 간격마다 기어축의 회전에 따른 포텐셔미터로부터의 전압값 및 기어축의 회전각도값을 N개 확보한다(S34).Next, N voltage values from the potentiometer according to the rotation of the gear shaft and the rotation angle value of the gear shaft are secured at predetermined time intervals until the gear shaft reaches the maximum limit detection position (S34).

마지막으로, N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시킨다(S36). 이 근사화 방식은 제 1 실시예와 같이 N개의 전압값 및 회전각도값(V1,V2,…,VN-1,VN)을 이용하여 도 5와 같이 근사화시킬 수 있다.Finally, the voltage-to-angle ratio of the potentiometer is approximated using N voltage values and rotation angle values (S36). This approximation method can be approximated as shown in FIG. 5 using N voltage values and rotation angle values V 1 , V 2 ,..., V N-1 , V N as in the first embodiment.

[제 4 실시예][Fourth Embodiment]

본 발명의 제 4 실시예에서는 포텐셔미터의 전압대 각도비를 근사화하는데 필요한 전압값 및 회전각도값을 복수개 확보하기 위하여 도 4a에 도시한 것과 같이 액츄에이터 모듈(400)의 기어축을 외부의 위치검출 및 등속도 구동장치(450)에 연결하여 회전시킨다 점을 제외하고는 제 1 실시예와 동일하다.In the fourth embodiment of the present invention, in order to secure a plurality of voltage values and rotation angle values required to approximate the voltage-to-angle ratio of the potentiometer, as shown in FIG. 4A, the gear shaft of the actuator module 400 is externally detected and the constant velocity. It is the same as the first embodiment except that it is connected to the driving device 450 and rotated.

도 4b를 참조하여 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The modeling method of the actuator module will be described in detail with reference to FIG. 4B.

먼저, 기어축을 최소 한계 검출 위치로 이동시킨다(S40).First, the gear shaft is moved to the minimum limit detection position (S40).

다음, 외부의 위치검출 및 등속도 구동장치에 기어축을 연결하여 등속도로 회전시킨다(S42).Next, by connecting the gear shaft to the external position detection and constant speed drive device to rotate at a constant speed (S42).

다음, 기어축이 최대 한계 검출 위치에 이르기까지 기어축의 회전에 따른 포텐셔미터로부터의 전압값 및 위치검출 및 등속도 구동장치로부터의 기어축의 회전각도값을 N개 확보한다(S44).Next, until the gear shaft reaches the maximum limit detection position, N voltage values from the potentiometer according to the rotation of the gear shaft and position detection and rotation angle values of the gear shaft from the constant speed drive device are secured (S44).

마지막으로, N개의 전압값 및 회전각도값을 이용하여 포텐셔미터가 갖는 전압 대 각도비를 근사화시킨다(S46). 이 근사화 방식은 제 1 실시예와 같이 N개의 전압값 및 회전각도값(V1,V2,…,VN-1,VN)을 이용하여 도 5와 같이 근사화시킬 수 있다.Finally, the voltage-to-angle ratio of the potentiometer is approximated using N voltage values and rotation angle values (S46). This approximation method can be approximated as shown in FIG. 5 using N voltage values and rotation angle values V 1 , V 2 ,..., V N-1 , V N as in the first embodiment.

제2 및 4 실시예에서는 기어축 구동때 등속도가 아니라 N개의 지점마다 위치 변위후 정지하는 방식으로 정지한 상태에서 전압값과 회전각도값을 확보하는 방식도 포함된다.In the second and fourth embodiments, a method of securing a voltage value and a rotation angle value in a state of stopping in a manner of stopping after position displacement at every N points instead of constant velocity when driving a gear shaft is also included.

상술한 제 1 내지 제 4 실시예에서와 같이 액츄에이터 모듈을 기계적으로 회전시켜 모델링하는 방법 이외에, 도 6에 도시한 것과 같이 손으로 회전시켜 액츄에이터 모듈을 모델링할 수 있도록 한 액츄에이터 모듈도 제공한다. 도 6은 각도 표시계를 구비한 액츄에이터 모듈의 정면도이다.In addition to the method of mechanically rotating the actuator module as in the first to fourth embodiments described above, an actuator module is also provided, which allows the actuator module to be modeled by rotating by hand as shown in FIG. 6. 6 is a front view of an actuator module with an angle indicator.

도 6에 도시한 것과 같이, 이 액츄에이터 모듈(600)은 포텐셔미터에 의해 기 어축의 회전 각도를 산출하는 액츄에이터 모듈로서, 손으로 기어축(620)을 소정 각도씩 회전시켜 교정하도록 기어축(620) 주변에 일정 간격의 각도 표시계(640)가 구비되어 있다.As shown in FIG. 6, the actuator module 600 is an actuator module that calculates the rotation angle of the gear shaft by a potentiometer. The gear shaft 620 is configured to rotate and correct the gear shaft 620 by a predetermined angle by hand. The angular indicator 640 is provided at a predetermined interval.

따라서, 각도 표시계(640)의 일정한 간격을 보면서 사람의 손으로 기어축(620)을 회전시켜 액츄에이터 모듈(600)을 모델링할 수 있다.Accordingly, the actuator module 600 may be modeled by rotating the gear shaft 620 with a human hand while watching a constant interval of the angle indicator 640.

본 발명이 특정 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 거기에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있다는 것을 이 기술분야의 당업자는 이해할 것이다.Although the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments, it will be understood by those skilled in the art that the present invention is not limited thereto and may be variously modified.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 포텐셔미터의 정확도를 높이는 근사화 방법과 장치로 액츄에이터 모듈의 동작 정밀도를 높여 기존의 고정밀 위치제어가 요구되는 다양한 분야에 적용되던 고가의 위치감지 센서에 의한 정밀 액츄에이터 모듈을 대체할 수 있는 경제적인 효과가 기대된다.As described above, according to the present invention, an approximation method and apparatus for increasing the accuracy of the potentiometer increases the operation accuracy of the actuator module, thereby providing a precision actuator module by an expensive position detection sensor that has been applied to various fields requiring conventional high precision position control. A replaceable economic effect is expected.

Claims (10)

다수의 액츄에이터 모듈에 구현된 각각의 기어축의 회전에 의해 관절을 회전시키는 로봇에서 포텐셔미터에 의해 기어축의 회전각도를 산출하는 액츄에이터 모듈의 모델링 방법에 있어서,In the modeling method of the actuator module for calculating the rotation angle of the gear shaft by a potentiometer in a robot that rotates the joint by the rotation of each gear shaft implemented in a plurality of actuator modules, (ⅰ) 상기 기어축에 외부에서 연결된 등속도 구동부에서 제어부로부터 상기 기어축의 등속도 회전 요청이 수신되면 상기 기어축을 등속도로 회전시키는 단계;(Iii) rotating the gear shaft at a constant speed when a constant speed rotation request of the gear shaft is received from a controller in a constant speed drive unit externally connected to the gear shaft; (ⅱ) 상기 제어부에서 상기 기어축이 등속도로 회전하는 중에 상기 기어축에 외부에서 연결된 위치검출부로 미리 설정된 일정 시간마다 상기 기어축의 회전각도 검출을 요청하는 단계;(Ii) requesting to detect the rotational angle of the gear shaft at a predetermined time to a position detecting unit externally connected to the gear shaft while the gear shaft is rotating at the same speed by the controller; (ⅲ) 상기 위치검출부에서 상기 요청에 따라 상기 일정 시간별로 상기 기어축의 회전각도를 검출하고 상기 검출된 복수 개의 회전각도 검출값을 상기 제어부로 전송하는 단계;(Iii) detecting, by the position detecting unit, the rotation angle of the gear shaft at the predetermined time according to the request, and transmitting the detected plurality of rotation angle detection values to the control unit; (ⅳ) 상기 제어부에서 전압검출부로부터 상기 기어축의 회전각도 검출값에 대응하는 포텐셔미터의 전압값을 확보하는 단계; 및(I) securing a voltage value of a potentiometer corresponding to the detected rotation angle of the gear shaft from the voltage detector by the controller; And (ⅴ) 상기 제어부에서 상기 확보된 복수 개의 회전각도와 전압값의 각각을 서로 직선으로 이어 전압 대 각도비를 근사화시키는 단계; 를 포함하고,(Iii) approximating a voltage-to-angle ratio by connecting each of the secured plurality of rotation angles and voltage values to each other in a straight line; Including, 상기 등속도 구동부 및 위치 검출부는 하나의 모듈로 구현되어 상기 모듈은 기어축에 외부에서 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈의 모델링 방법.The constant speed drive unit and the position detection unit is implemented as a single module so that the module is connected to the gear shaft from the outside. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 다수의 액츄에이터 모듈에 구현된 각각의 기어축의 회전에 의해 관절을 회전시키는 로봇에서 포텐셔미터에 의해 기어축의 회전각도를 산출하는 액츄에이터 모듈에 있어서,In the actuator module for calculating the rotation angle of the gear shaft by a potentiometer in a robot that rotates the joint by the rotation of each gear shaft implemented in a plurality of actuator module, 상기 기어축에 외부로부터 연결되며 상기 기어축의 등속도 회전구동 요청이 수신되면 상기 기어축을 등속도 회전시키는 등속도 구동부;A constant velocity driver connected to the gear shaft from an outside to rotate the gear shaft at a constant speed when a constant speed rotation drive request of the gear shaft is received; 상기 기어축에 외부로부터 연결되며 상기 기어축의 회전각도 검출 요청이 수신되면 상기 등속도 구동부에 의해 등속도로 회전하는 상기 기어축의 회전각도를 검출하는 위치검출부;A position detecting unit connected to the gear shaft from the outside and detecting a rotation angle of the gear shaft rotating at the same speed by the constant speed driving unit when a request for detecting the rotation angle of the gear shaft is received; 상기 기어축의 회전각도에 대응하는 포텐셔미터의 전압값을 측정하는 전압검출부; 및A voltage detector which measures a voltage value of a potentiometer corresponding to the rotation angle of the gear shaft; And 상기 기어축의 최소 한계 위치부터 최대 한계 위치까지 상기 기어축이 등속도로 회전되도록 상기 등속도 구동부를 제어하고, 상기 기어축이 등속도 회전하는 중에 미리 설정된 일정 시간마다 상기 위치검출부로 상기 기어축의 회전각도 검출을 요청하고 상기 위치검출부로부터 상기 일정 시간별 회전각도 검출값을 수신하며, 상기 전압검출부로부터 상기 일정 시간별 회전각도 검출값에 대응하는 상기 포텐셔미터의 전압값을 확보하고 상기 복수 개의 회전각도와 전압값의 각각을 서로 직선으로 연결하여 전압 대 각도비를 근사화시키는 제어부; 포함하고,The constant speed drive unit is controlled such that the gear shaft rotates at the constant speed from the minimum limit position of the gear shaft to the maximum limit position, and the rotation angle of the gear shaft to the position detection unit is preset at a predetermined time while the gear shaft rotates at constant speed. Request a detection and receive the rotation angle detection value for each predetermined time from the position detection unit, obtain a voltage value of the potentiometer corresponding to the rotation angle detection value for the predetermined time from the voltage detection unit, and determine the plurality of rotation angles and voltage values. A controller which connects each of them in a straight line to approximate a voltage-to-angle ratio; Including, 상기 등속도 구동부 및 위치 검출부는 하나의 모듈로 구현되고 상기 모듈은 기어축에 외부에서 연결되는 것을 특징으로 하는 액츄에이터 모듈.The actuator module and the position detection unit is implemented as a single module, the module is an actuator module, characterized in that connected to the gear shaft from the outside. 삭제delete
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