TWI705314B - 自動控制方法以及自動控制裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種自動控制方法以及自動控制裝置。自動控制裝置包括自動關節機構以及處理器。自動關節機構包括第一馬達以及第二馬達。處理器適於對第一馬達以及第二馬達進行出力調整。當第一馬達的第一馬達狀態參數與第二馬達的第二馬達狀態參數不相同時，處理器調整第一馬達的第一目標位置參數以及第二馬達的第二目標位置參數的至少其中之一，以使第一馬達以及第二馬達的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。

Description

自動控制方法以及自動控制裝置

本發明是有關於一種控制技術，且特別是有關於一種自動控制方法以及自動控制裝置。

近年來，自動控制裝置的發展越來越多元，因此各式的自動控制裝置被設計且應用在多個領域中，其中自動控制裝置可例如是機器人(robot)、機器手臂(robotic arm)或其他機械生物等。因此，自動控制裝置通常須透過多個馬達來組成一個自動關節機構，以藉由設置在此自動關節機構中的這些馬達來同時作動的方式來移動機械手臂。然而，由於這些馬達的出力程度可能不相同，而使當自動關節機構固定於某一特定動作時，出力程度較高的馬達的溫度將會逐漸上升，以致於發生馬達溫度過熱而洩力的情況。有鑑於此，如何對這些馬達的各別出力程度進行有效的調整程序，以使這些馬達可達到出力平均的效果，而有效減少發生馬達溫度過熱而洩力的情況，以下將提出幾個範例實施例。

本發明提供一種自動控制方法以及自動控制裝置，可自動地調整在自動關節機構中的第一馬達以及第二馬達的至少其中之一的出力程度，以使第一馬達以及第二馬達可平均地出力，以有效地改善第一馬達以及第二馬達出力不平均的情況。

本發明的自動控制方法適於自動關節機構。自動關節機構包括第一馬達以及第二馬達。自動控制方法適於對第一馬達以及第二馬達進行出力調整。自動控制方法包括以下步驟：設定第一馬達的第一轉軸的第一目標位置參數，以及設定第二馬達的第二轉軸的第二目標位置參數，以使第一轉軸以及第二轉軸同時且分別朝第一目標位置參數以及第二目標位置參數所對應的轉軸轉動位置來轉動；讀取第一馬達的第一馬達狀態參數，以及讀取第二馬達的第二馬達狀態參數；基於第一馬達狀態參數以及第二馬達狀態參數，來決定是否調整第一馬達以及第二馬達的至少其中之一的出力程度；以及當第一馬達狀態參數與第二馬達狀態參數不相同時，選擇第一馬達以及第二馬達的至少其中之一，以調整第一目標位置參數以及第二目標位置參數的至少其中之一，以使第一馬達以及第二馬達的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。

本發明的自動控制裝置包括自動關節機構以及處理器。自動關節機構包括第一馬達以及第二馬達。處理器耦接第一馬達以及第二馬達。處理器適於對第一馬達以及第二馬達進行出力調整。處理器設定第一馬達的第一轉軸的第一目標位置參數，以及設 定第二馬達的第二轉軸的第二目標位置參數，以使第一轉軸以及第二轉軸同時且分別朝第一目標位置參數以及第二目標位置參數所對應的轉軸轉動位置來轉動。處理器讀取第一馬達的第一馬達狀態參數，以及讀取第二馬達的第二馬達狀態參數。處理器基於第一馬達狀態參數以及第二馬達狀態參數，來決定是否調整第一馬達以及第二馬達的至少其中之一的出力程度。當第一馬達狀態參數與第二馬達狀態參數不相同時，處理器選擇第一馬達以及第二馬達的至少其中之一，以調整第一目標位置參數以及第二目標位置參數的至少其中之一，以使第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。

基於上述，本發明的自動控制方法以及自動控制裝置，可有效地分析馬達狀態參數，並且藉由更新馬達的轉軸的目標位置，而使馬達可自動且對應地調整出力程度。因此，本發明的自動控制方法以及自動控制裝置可有效減少發生馬達溫度過熱而洩力的情況。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100:自動控制裝置

100B:自動關節機構

110:處理器

120:第一馬達

121:第一轉軸

122:第一齒輪

130:第二馬達

131:第二轉軸

132:第二齒輪

141:關節轉軸

142:關節齒輪

143:機械手臂

S310~S340、S401~S410、S601~S610、S810~S850:步驟

TP1、TP1’:第一目標位置參數

TP2、TP2’:第二目標位置參數

CP1:第一目前位置參數

CP2:第二目前位置參數

圖1是依照本發明的一實施例的自動控制裝置的方塊圖。

圖2是依照圖實施例的自動控制裝置的範例示意圖。

圖3是依照本發明的一實施例的自動控制方法的流程圖。

圖4是依照本發明的第一實施例的自動控制方法的流程圖。

圖5A是依照圖4實施例的第一種馬達狀態的示意圖。

圖5B是依照圖4實施例的第二種馬達狀態的示意圖。

圖6是依照本發明的第二實施例的自動控制方法的流程圖。

圖7A是依照圖6實施例的第一種馬達狀態的示意圖。

圖7B是依照圖6實施例的第二種馬達狀態的示意圖。

圖8是依照本發明的另一實施例的自動控制方法的流程圖。

為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例做為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

圖1是依照本發明的一實施例的自動控制裝置的方塊圖。參考圖1，自動控制裝置100包括處理器110、第一馬達120以及第二馬達130。處理器110耦接第一馬達120以及第二馬達130。在本實施例中，自動控制裝置100可包括自動關節機構，並且第一馬達120以及第二馬達130設置在自動關節機構中。舉例而言，第一馬達120以及第二馬達130可共同結合於機械手臂，並且以共同作動的方式來完成機械手臂的動作。然而，本發明的自動控制裝置100並不限於兩個馬達。在一實施例中，自動控制裝置100可 包括由兩個以上的馬達來組成一個自動關節機構。

在本實施例中，處理器110適於對第一馬達以及第二馬達進行出力調整。在本實施例中，處理器110例如是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)、其他類似處理電路或這些電路的組合。此外，自動控制裝置100還可包括記憶體。所述記憶體可用於記錄用於實現本發明各實施例所述的自動控制方法的相關演算法、軟體或模組，以使處理器110可讀取並執行之。

在本實施例中，第一馬達120以及第二馬達130可例如是一種智慧型伺服馬達(Smart servo motor)，但本發明並不限於此。在本實施例中，第一馬達120以及第二馬達130可分別接收處理器110的控制命令而執行對應的操作。處理器110的輸出的控制命令可例如是讀取ID命令、設定ID命令、固定命令、放鬆命令、在給定時間內轉到目標角度命令、讀取目標角度命令、讀取目前旋轉角度命令以及設定目標角度命令等，本發明並不加以限制。此外，第一馬達120以及第二馬達130可更各別包括位置感測器以及溫度感測器。位置感測器用於感測轉軸的轉動位置，以使處理器110可藉由讀取位置感測器來取得各實施例所述的位置參數。溫度感測器用於感測馬達的機體溫度，以使處理器110可藉由讀取溫 度感測器來取得各實施例所述的溫度參數。

圖2是依照圖1實施例的自動控制裝置的範例示意圖。參考圖1以及圖2，圖2的自動關節機構100B為圖1的自動控制裝置100的一種範例實施例，但本發明的自動控制裝置不限於此。在一實施例中，圖1的自動控制裝置100也可以為其他機構形式。在本實施例中，自動關節機構100B為一機械手臂機構。自動關節機構100B包括第一馬達120、第二馬達130、關節轉軸141、關節齒輪142以及機械手臂143。第一馬達120包括第一轉軸121以及第一齒輪122。第二馬達130包括第二轉軸131以及第二齒輪132。第一轉軸121與第一齒輪122結合，以使第一轉軸121與第一齒輪122同步轉動。第二轉軸131與第二齒輪132結合，以使第二轉軸131與第二齒輪132同步轉動。關節轉軸141與關節齒輪142結合，以使關節轉軸141與關節齒輪142同步轉動。機械手臂143固定設置在關節齒輪142上，以使機械手臂143與關節齒輪142連動。在本實施例中，第一齒輪122與關節齒輪142齧合，並且第二齒輪132與關節齒輪142齧合，以使第一齒輪122、第二齒輪132以及關節齒輪142同步轉動。

圖3是依照本發明的一實施例的自動控制方法的流程圖。參考圖1至圖3，圖3的自動控制方法可至少適用於圖1以及圖2的自動控制裝置100。自動控制裝置100的處理器110可執行步驟S310~S340，以對第一馬達120以及第二馬達130進行出力調整操作。在步驟S310中，處理器110可設定第一馬達120的第一轉軸 121的第一目標位置參數(TP1)，以及設定第二馬達130的第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2)，以使第一轉軸121以及第二轉軸131同時且分別朝第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)所對應的轉軸轉動位置來轉動。然而，需說明的是，雖然處理器110依據第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)來驅動第一馬達120以及第二馬達130，但由於第一轉軸121以及第二轉軸131的實際轉動結果可能因為機械手臂143受到地心引力影響或自動關節機構100B的機械構造設計，而可能無法確實轉動至第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)所對應的轉軸轉動位置，以使第一馬達120以及第二馬達130發生出力不平均的情況，而可能進一步導致第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一發生馬達過熱的情況。

因此，在步驟S320中，當第一轉軸121以及第二轉軸131依據第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)轉動至第一目前位置以及第二目前位置後，處理器110可讀取第一馬達120的第一馬達狀態參數，以及讀取第二馬達130的第二馬達狀態參數。在步驟S330中，處理器110可基於第一馬達狀態參數以及第二馬達狀態參數，來決定是否調整第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一的出力程度。在步驟S340中。當第一馬達狀態參數與第二馬達狀態參數不相同時，處理器110可選擇第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一，以調整第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)的至少其中之一，以使第一 馬達120以及第二馬達130的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。

具體而言，首先，處理器110可讀取第一馬達120，以取得第一馬達120的第一轉軸121的第一目前位置參數(CP1)，並且讀取第二馬達130，以取得第二馬達130的第一轉軸131的第二目前位置參數(CP2)。處理器110可將第一目標位置參數(TP1)與第一目前位置參數(CP1)相減，以取得第一位置偏差參數(DP1=TP1-CP1)，以及可將第二目標位置參數(TP2)與第二目前位置參數(CP2)相減，以取得的第二位置偏差參數(DP2=TP2-CP2)。接著，處理器110將第一馬達120的第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)作為第一馬達狀態參數，並且將第二馬達130的第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)作為第二馬達狀態參數。最後，處理器110可判斷第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)與第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)是否相等，以決定調整第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一的出力程度。因此，本實施例的自動控制方法可有效地調整在自動關節機構100B中的第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一的出力程度，以使第一馬達120以及第二馬達130可平均地出力，以有效改善第一馬達120以及第二馬達130出力不平均的情況。

以下圖4至圖5B的實施例為提出一種調整出力程度較小的馬達的範例實施例。

圖4是依照本發明的第一實施例的自動控制方法的流程 圖。參考圖1、圖2以及圖4，圖4的自動控制方法可至少適用於圖1以及圖2的自動控制裝置100。自動控制裝置100的處理器110可執行步驟S401~S410，以對第一馬達120以及第二馬達130進行出力調整程序。需說明的是，本實施例假設第一馬達120的出力程度小於第二馬達130，並且處理器110是對出力較小的第一馬達120的第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1)進行調整。因此，在步驟S401中，處理器110可讀取第一轉軸121的第一目前位置參數(CP1)，以及讀取第二轉軸131的第二目前位置參數(CP2)。在步驟S402中，處理器110可計算第一位置偏差參數(DP1)以及第二位置偏差參數(DP2)，並且判斷第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)與第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)是否相等。例如，處理器110將第一目標位置參數與第一目前位置參數相減(DP1=TP1-CP1)，以取得第一位置偏差參數(DP1)，以及將第二目標位置參數與第二目前位置參數相減(DP2=TP2-CP2)，以取得的第二位置偏差參數(DP2)。處理器110將第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)作為第一馬達狀態參數，並且將第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)作為第二馬達狀態參數。

在步驟S403中，當第一位置偏差參數的絕對值小於第二位置偏差參數的絕對值時(|DP1|<|DP2|)，表示第一馬達120的出力程度小於第二馬達130，因此處理器110選擇調整出力程度較小的第一馬達120。並且，處理器110會先執行運算，以取得多個參數。在本實施例中，處理器110將第一位置偏差參數取絕對值，以取 得第一參數(|DP1|)。處理器110將第二位置偏差參數取絕對值，以取得第二參數(|DP2|)。處理器110將第二參數以及該第一參數相減後乘以二分之一倍，以取得第三參數((|DP2|-|DP1|)/2)。接著，在步驟S404中，處理器110判斷第一位置偏差參數(DP1)是否大於、小於或等於0。

圖5A是依照圖4實施例的第一種馬達狀態的示意圖。圖5B是依照圖4實施例的第二種馬達狀態的示意圖。同時參考圖1、圖2、圖4、圖5A以及圖5B，以輔助說明如何調整第一馬達120的出力程度。在本實施例中，第一馬達120的步進數可為0~1023。第一馬達120的第一轉軸121由0開始轉動，並且位置參數即為步進數的數值。因此，延續上述步驟S404，若處理器110判斷第一位置偏差參數(DP1)小於0，則表示第一馬達120可能為圖5A的第一種馬達狀態。在步驟S405中，處理器110將第一目標位置參數相減於第三參數，以取得第四參數，並且將第一目標位置參數更新為第四參數(TP1’=TP1-(|DP2|-|DP1|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1)更新為經更新後的第一目標位置參數(TP1’)，以使第一馬達120因為第一目前位置參數(CP1)與經更新後的第一目標位置參數(TP1’)的距離更遠，而使第一馬達120會自動地增加出力程度。另外，附帶一提的是，由於第二馬達130跟第一馬達120連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第一馬達120的出力程度改變，則第二馬達130的出力程度也會對應改變。

反之，若處理器110判斷第一位置偏差參數(DP1)大於0，則表示第一馬達120可能為圖5B的第二種馬達狀態。在步驟S406中，處理器110將第一目標位置參數相加於第三參數，以取得第五參數，並且將第一目標位置參數更新為第五參數(TP1’=TP1+(|DP2|-|DP1|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1)更新為經更新後的第一目標位置參數(TP1’)，以使第一馬達120因為第一目前位置參數(CP1)與經更新後的第一目標位置參數(TP1’)的距離更遠，而使第一馬達120會自動地增加出力程度。另外，同理於上述，由於第二馬達130跟第一馬達120連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第一馬達120的出力程度改變，則第二馬達130的出力程度也會對應改變。

然而，若處理器110判斷第一位置偏差參數(DP1)等於0則處理器110將重新執行步驟S401，以重新讀取第一馬達120以及第二馬達130。換言之，由於第一馬達120以及第二馬達130的出力程度會隨時間而有所變化(非恆定出力)，因此第一馬達120的第一轉軸121與第二馬達130的第二轉軸131的轉軸轉動位置會隨時間而具有振盪的效果(非恆定位置)。對此，處理器110只要持續重新執行步驟S401，即能判斷出第一馬達120是為圖5A或圖5B的馬達狀態，以對第一目標位置參數(TP1)執行相應的更新。

上述步驟S401~S406為對第一馬達120的出力程度進行較粗略的調整，而以下步驟S407~S410將對第一馬達120的出力 程度進行較細微的調整。在步驟S407中，當第一馬達120以及第二馬達130各別的出力程度對應調整後，處理器110重新讀取第一轉軸121的經調整後的第一目前位置參數(CP1’)，以及重新讀取第二轉軸131的經調整後的第二目前位置參數(CP2’)。並且，處理器110會先執行運算，以取得多個參數。在本實施例中，處理器110將經更新後的第一目標位置參數相減於經調整後第一目前位置參數，以取得新的第一位置偏差參數(DP1’=TP1’-CP1’)。處理器110將新的第一位置偏差參數取絕對值，以取得第六參數(|TP1’-CP1’|)。處理器110將第二目標位置參數相減於經調整後的第二目前位置參數，以取得新的第二位置偏差參數(DP2’=TP2-CP2’)。處理器110將新的第二位置偏差參數取絕對值，以取得第七參數(|TP2-CP2’|)。處理器110將第七參數與第六參數相減後乘以二分之一倍，以取得第八參數((|TP2-CP2’|-|TP1’-CP1’|)/2)。接著，在步驟S408中，處理器110判斷新的第一位置偏差參數(DP1’)是否大於、小於或等於0。

在本實施例中，若處理器110判斷新的第一位置偏差參數(DP1’)小於0，則表示第一馬達120可能類似如圖5A的第一種馬達狀態。在步驟S409中，處理器110將新的第一目標位置參數相減於第八參數，以取得第九參數，並且將第一目標位置參數更新為第九參數(TP1”=TP1’-(|TP2-CP2’|-|TP1’-CP1’|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1’)更新為經更新後的第一目標位置參數(TP1”)，以使第一馬達120因為經調 整後的第一目前位置參數(CP1’)與經更新後的第一目標位置參數(TP1”)的距離更遠，而使第一馬達120會自動地增加出力程度。另外，附帶一提的是，由於第二馬達130跟第一馬達120連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第一馬達120的出力程度改變，則第二馬達130的出力程度也會對應改變。

反之，若處理器110判斷新的第一位置偏差參數(DP1’)大於0，則表示第一馬達120可能類似如圖5B的第二種馬達狀態。在步驟S410中，處理器110將新的第一目標位置參數相加於第八參數，以取得第十參數，並且將第一目標位置參數更新為第十參數(TP1”=TP1’+(|TP2-CP2’|-|TP1’-CP1’|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1’)更新為經更新後的第一目標位置參數(TP1”)，以使第一馬達120因為經調整後的第一目前位置參數(CP1’)與經更新後的第一目標位置參數(TP1”)的距離更遠，而使第一馬達120會自動地增加出力程度。另外，同理於上述，由於第二馬達130跟第一馬達120連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第一馬達120的出力程度改變，則第二馬達130的出力程度也會對應改變。

然而，若處理器110判斷經調整後的第一位置偏差參數(DP1’)等於0則處理器110將重新執行步驟S407，以重新讀取第一馬達120以及第二馬達130。換言之，由於第一馬達120以及第二馬達130的出力程度會隨時間而有所變化(非恆定出力)，因此第一馬達120的第一轉軸121與第二馬達130的第二轉軸131的轉 軸轉動位置會隨時間而具有振盪的效果(非恆定位置)。對此，處理器110只要持續重新執行步驟S607，即能判斷出第一馬達120是類似如圖5A或圖5B的馬達狀態，以對經更新後第一目標位置參數(TP1’)再次執行更細微的參數調整。

因此，本實施例的自動控制方法可藉由兩階段的判斷程序來循序增加第一馬達120的出力程度，以使第一馬達120以及第二馬達130可平均地出力，以有效地改善第一馬達120以及第二馬達130出力不平均的情況。

以下圖6至圖7B的實施例為提出一種調整出力程度較小的馬達的範例實施例。

圖6是依照本發明的第二實施例的自動控制方法的流程圖。參考圖1、圖2以及圖6，圖6的自動控制方法可至少適用於圖1以及圖2的自動控制裝置100。自動控制裝置100的處理器110可執行步驟S601~S610，以對第一馬達120以及第二馬達130進行出力調整程序。需說明的是，本實施例假設第一馬達120的出力程度小於第二馬達130，並且處理器110是對出力較大的第二馬達130的第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2)進行調整。因此，在步驟S601中，處理器110可讀取第一轉軸121的第一目前位置參數(CP1)，以及讀取第二轉軸131的第二目前位置參數(CP2)。在步驟S602中，處理器110可計算第一位置偏差參數(DP1)以及第二位置偏差參數(DP2)，並且判斷第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)與第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)是否相等。例如，處理 器110將第一目標位置參數與第一目前位置參數相減(DP1=TP1-CP1)，以取得第一位置偏差參數(DP1)，以及將第二目標位置參數與第二目前位置參數相減(DP2=TP2-CP2)，以取得的第二位置偏差參數(DP2)。處理器110將第一位置偏差參數的絕對值(|DP1|)作為第一馬達狀態參數，並且將第二位置偏差參數的絕對值(|DP2|)作為第二馬達狀態參數。

在步驟S603中，當第一位置偏差參數的絕對值小於第二位置偏差參數的絕對值時(|DP1|<|DP2|)，表示第一馬達120的出力程度小於第二馬達130，因此處理器110選擇調整出力程度較大的第二馬達130。並且，處理器110會先執行運算，以取得多個參數。在本實施例中，處理器110將第一位置偏差參數取絕對值，以取得第一參數(|DP1|)。處理器110將第二位置偏差參數取絕對值，以取得第二參數(|DP2|)。處理器110將第二參數以及第一參數相減後乘以二分之一倍，以取得第三參數((|DP2|-|DP1|)/2)。接著，在步驟S604中，處理器110判斷第二位置偏差參數(DP2)是否大於、小於或等於0。

圖7A是依照圖6實施例的第一種馬達狀態的示意圖。圖7B是依照圖6實施例的第二種馬達狀態的示意圖。同時參考圖1、圖2、圖6、圖7A以及圖7B，以輔助說明如何調整第二馬達130的出力程度。在本實施例中，第二馬達130的步進數可為0~1023。第二馬達130的第二轉軸131由0開始轉動，並且位置參數即為步進數的數值。因此，延續上述步驟S604，若處理器110判斷第 二位置偏差參數(DP2)小於0，則表示第二馬達130可能為圖7A的第一種馬達狀態。在步驟S605中，處理器110將第二目標位置參數相加於第三參數，以取得第四參數，並且將第二目標位置參數更新為第四參數(TP2’=TP2+(|DP2|-|DP1|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2)更新為經更新後的第二目標位置參數(TP2’)，以使第二馬達130因為第二目前位置參數(CP2)與經更新後的第二目標位置參數(TP2’)的距離更近，而使第二馬達130會自動地減少出力程度。另外，附帶一提的是，由於第一馬達120跟第二馬達130連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第二馬達130的出力程度改變，則第一馬達120的出力程度也會對應改變。

反之，若處理器110判斷第二位置偏差參數(DP2)大於0，則表示第二馬達130可能為圖7B的第二種馬達狀態。在步驟S606中，處理器110將第二目標位置參數相減於第三參數，以取得第五參數，並且將第二目標位置參數更新為第五參數(TP2’=TP2-(|DP2|-|DP1|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2)更新為經更新後的第二目標位置參數(TP2’)，以使第二馬達130因為第二目前位置參數(CP2)與經更新後的第二目標位置參數(TP2’)的距離更近，而使第二馬達130會自動地減少出力程度。另外，同理於上述，由於第一馬達120跟第二馬達130連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第二馬達130的出力程度改變，則第一馬達120的出力程度也會對應改變。

然而，若處理器110判斷第二位置偏差參數(DP2)等於0則處理器110將重新執行步驟S601，以重新讀取第一馬達120以及第二馬達130。換言之，由於第一馬達120以及第二馬達130的出力程度會隨時間而有所變化(非恆定出力)，因此第一馬達120的第一轉軸121與第二馬達130的第二轉軸131的轉軸轉動位置會隨時間而具有振盪的效果(非恆定位置)。對此，處理器110只要持續重新執行步驟S601，即能判斷出第二馬達130是為圖7A或圖7B的馬達狀態，以對第二目標位置參數(TP2)執行相應的更新。

上述步驟S601~S606為對第二馬達130的出力程度進行較粗略的調整，而以下步驟S607~S610將對第二馬達130的出力程度進行較細微的調整。在步驟S607中，當第一馬達120以及第二馬達130各別的出力程度對應調整後，處理器110重新讀取第一轉軸121的經調整後的第一目前位置參數(CP1’)，以及重新讀取第二轉軸131的經調整後的第二目前位置參數(CP2’)。並且，處理器110會先執行運算，以取得多個參數。在本實施例中，處理器110將第一目標位置參數相減於經調整後的第一目前位置參數，以取得新的第一位置偏差參數(DP1’=TP1-CP1’)。處理器110將新的第一位置偏差參數取絕對值，以取得第六參數(|TP1-CP1’|)。處理器110將經更新後的第二目標位置參數相減於經調整後第二目前位置參數，以取得新的第二位置偏差參數(DP2’=TP2’-CP2’)。處理器110將新的第二位置偏差參數取絕對值，以取得第七參數(|TP2’-CP2’|)。處理器110將第七參數與第六參數相減後乘以二分之一倍， 以取得第八參數((|TP2’-CP2’|-|TP1-CP1’|)/2)。接著，在步驟S608中，處理器110判斷新的第二位置偏差參數(DP2’)是否大於、小於或等於0。

在本實施例中，若處理器110判斷新的第二位置偏差參數(DP2’)小於0，則表示第二馬達130可能類似如圖7A的第一種馬達狀態。在步驟S609中，處理器110將新的第二目標位置參數相加於第八參數，以取得第九參數，並且將第二目標位置參數更新為第九參數(TP2”=TP2’+(|TP2’-CP2’|-|TP1-CP1’|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2’)更新為經更新後的第二目標位置參數(TP2”)，以使第二馬達130因為經調整後的第二目前位置參數(CP2’)與經更新後的第二目標位置參數(TP2”)的距離更近，而使第二馬達130會自動地減少出力程度。另外，附帶一提的是，由於第一馬達120跟第二馬達130連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第二馬達130的出力程度改變，則第一馬達120的出力程度也會對應改變。

反之，若處理器110判斷新的第二位置偏差參數(DP2’)大於0，則表示第二馬達130可能類似如圖7B的第二種馬達狀態。在步驟S610中，處理器110將新的第二目標位置參數相減於第八參數，以取得第十參數，並且將第二目標位置參數更新為第十參數(TP2”=TP2’-(|TP2’-CP2’|-|TP1-CP1’|)/2)。換言之，處理器110可藉由將第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2’)更新為經更新後的第二目標位置參數(TP2”)，以使第二馬達130因為經調整後的第二 目前位置參數(CP2’)與經更新後的第二目標位置參數(TP2”)的距離更近，而使第二馬達130會自動地減少出力程度。另外，同理於上述，由於第一馬達120跟第二馬達130連動，以共同施加轉動力量於機械手臂143，因此若第二馬達130的出力程度改變，則第一馬達120的出力程度也會對應改變。

然而，若處理器110判斷經調整後的第二位置偏差參數(DP2’)等於0則處理器110將重新執行步驟S607，以重新讀取第一馬達120以及第二馬達130。換言之，由於第一馬達120以及第二馬達130的出力程度會隨時間而有所變化(非恆定出力)，因此第一馬達120的第一轉軸121與第二馬達130的第二轉軸131的轉軸轉動位置會隨時間而具有振盪的效果(非恆定位置)。對此，處理器110只要持續重新執行步驟S607，即能判斷出第一馬達120是類似如圖7A或圖7B的馬達狀態，以對經更新後第二目標位置參數(TP2’)再次執行更細微的參數調整。

因此，本實施例的自動控制方法可藉由兩階段的判斷成續來循序增加第二馬達130的出力程度，以使第一馬達120以及第二馬達130可平均地出力，以有效地改善第一馬達120以及第二馬達130出力不平均的情況。另外，本發明的自動控制裝置不限於單獨執行圖4或圖6的自動控制方法。在一實施例中，本發明的自動控制裝置也可以同步執行上述圖4以及圖6實施例的自動控制方法，以同時針對出力程度較小的馬達以及出力程度較大的馬達進行調整程序，以更快速且有效地改善第一馬達120以及 第二馬達130出力不平均的情況。

圖8是依照本發明的另一實施例的自動控制方法的流程圖。參考圖1、圖2以及圖8，圖8的自動控制方法可至少適用於圖1以及圖2的自動控制裝置100。自動控制裝置100的處理器110可執行步驟S810~S850，以對第一馬達120以及第二馬達130進行出力調整操作。在步驟S810中，處理器110可設定第一馬達120的第一轉軸121的第一目標位置參數(TP1)，以及設定第二馬達130的第二轉軸131的第二目標位置參數(TP2)，以使第一轉軸121以及第二轉軸131同時且分別朝第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)所對應的轉軸轉動位置來轉動。然而，需說明的是，雖然處理器110依據第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)來驅動第一馬達120以及第二馬達130，但由於第一轉軸121以及第二轉軸131的實際轉動結果可能因為機械手臂143受到地心引力影響或自動關節機構100B的機械構造設計，而可能無法確實轉動至第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)所對應的轉軸轉動位置，以使第一馬達120以及第二馬達130發生出力不平均的情況，而可能進一步導致第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一發生馬達過熱的情況。

因此，在步驟S820中，當第一轉軸121以及第二轉軸131依據第一目標位置參數(TP1)以及第二目標位置參數(TP2)轉動至第一目前位置以及第二目前位置後，處理器110可讀取第一馬達120的第一馬達溫度參數(T1)，以及讀取第二馬達130的第二馬達 溫度參數(T2)。在步驟S830中，處理器110可判斷第一馬達溫度參數(T1)與第二馬達溫度參數(T2)是否相等，以決定調整第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一的出力程度。在步驟S840中，當第一馬達溫度參數小於第二馬達溫度參數時(T1<T2)，處理器110選擇馬達溫度較低的第一馬達120，以依據第一預設調整參數(AP1)來調整第一目標位置參數(TP1’=TP1+AP1)，以使增加第一馬達的出力程度，並且處理器110選擇馬達溫度較高的第二馬達130，以依據第二預設調整參數(AP2)來調整第二目標位置參數(TP2’=TP2-AP2)，以使降低第二馬達的出力程度。在步驟S850中，當第二馬達溫度參數小於第一馬達溫度參數時(T2<T1)，處理器110選擇馬達溫度較高的第一馬達120，以依據第一預設調整參數(AP1)來調整第一目標位置參數(TP1’=TP1-AP1)，以使降低第一馬達的出力程度，並且處理器110選擇馬達溫度較低的第二馬達130，以依據第二預設調整參數(AP2)來調整第二目標位置參數(TP2’=TP2+AP2)，以使增加第二馬達的出力程度。

另外，附帶一提的是，在本實施例中，上述的第一預設調整參數(AP1)以及上述的第二預設調整參數(AP2)可例如是以第一目標位置參數(TP1’)以及第二目標位置參數(TP2’)的1%~10%的參數值大小來決定之。並且，在本實施例中，當處理器110執行步驟S810~S850，以對第一馬達120以及第二馬達130的至少其中之一進行出力調整操作後，處理器110將會等待一段預設時間(例如5分鐘)之後，而再執行下一次的出力調整操作。換言之，處理器110 將會等待第一馬達120以及第二馬達130的出力程度對應調整完成，或者是第一馬達120以及第二馬達130的溫度對應變化之後，而再執行下一次的出力調整操作，以有效地調整第一馬達120以及第二馬達130的出力程度，而避免因為過於頻繁的參數設定所造成的無效調整結果。

因此，本實施例的自動控制方法可有效地防止第一馬達120以及第二馬達130發生馬達過熱的情況。本實施例的自動控制方法可將溫度較高的馬達的目標位置調近於目前位置，以減少溫度較高的馬達的出力程度，並且可將溫度較低的馬達的目標位置調遠於目前位置，以增加溫度較低的馬達的出力程度。然而，在一實施例中，自動控制裝置100也可只有調整溫度較高的馬達或者是調整溫度較低的馬達，同樣可有效地防止第一馬達120以及第二馬達130發生馬達過熱的情況。此外，更進一步而言，本發明的自動控制裝置除了可利用上述圖4以圖6實施例所述藉由計算馬達轉軸的目前位置以及目標位置來對應調整馬達的出力程度的方式，還可搭配利用圖8實施例所述藉由判斷馬達溫度高低的方式來對應調整馬達的出力程度。

綜上所述，本發明的自動控制方法以及自動控制裝置，可將第一馬達以及第二馬達共同設置在一個自動關節機構中，以同步作動而移動同一個機械手臂，並且可透過地分析第一馬達以及第二馬達的至少其中之一的位置偏差參數以及馬達溫度參數，來決定調整第一馬達以及第二馬達的至少其中之一的出力程度。並 且本發明的自動控制方法以及自動控制裝置可藉由更新第一馬達的第一轉軸以及第二馬達的第二轉軸的至少其中之一的目標位置，而使第一馬達以及第二馬達的至少其中之一可自動且對應地調整出力程度。因此，本發明的自動控制方法以及自動控制裝置可使連動的多個馬達達到出力平均的效果，以有效減少發生馬達溫度過熱而洩力的情況。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧自動控制裝置

110‧‧‧處理器

120‧‧‧第一馬達

130‧‧‧第二馬達

Claims (17)

1. 一種自動控制方法，適於一自動關節機構，其中該自動關節機構包括一第一馬達以及一第二馬達，該自動控制方法適於對該第一馬達以及該第二馬達進行出力調整，其中該自動控制方法包括：設定該第一馬達的一第一轉軸的一第一目標位置參數，以及設定該第二馬達的一第二轉軸的一第二目標位置參數，以使該第一轉軸以及該第二轉軸同時且分別朝該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數所對應的轉軸轉動位置來轉動；讀取該第一馬達的一第一馬達狀態參數，以及讀取該第二馬達的一第二馬達狀態參數；基於該第一馬達狀態參數以及該第二馬達狀態參數，來決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度；以及當該第一馬達狀態參數與該第二馬達狀態參數不相同時，選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一，以使該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自動控制方法，其中基於該第一馬達狀態參數以及該第二馬達狀態參數，來決定是否調整 該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度的步驟包括：讀取該第一馬達，以取得該第一馬達的一第一目前位置參數，並且讀取該第二馬達，以取得該第二馬達的一第二目前位置參數；以及將該第一目標位置參數與該第一目前位置參數相減，以取得一第一位置偏差參數，以及將該第二目標位置參數與該第二目前位置參數相減，以取得的一第二位置偏差參數，其中該第一馬達狀態參數為該第一馬達的該第一位置偏差參數的絕對值，並且該第二馬達狀態參數為該第二馬達的該第二位置偏差參數的絕對值。
3. 如申請專利範圍第2項所述的自動控制方法，其中基於該第一馬達狀態參數以及該第二馬達狀態參數，來決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度的步驟更包括：判斷該第一位置偏差參數的絕對值與該第二位置偏差參數的絕對值是否相等，以決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度。
4. 如申請專利範圍第3項所述的自動控制方法，其中當該第一馬達狀態參數小於該第二馬達狀態參數，並且選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一的步驟包括： 將該第一位置偏差參數取絕對值，以取得一第一參數；將該第二位置偏差參數取絕對值，以取得一第二參數；將該第二參數與該第一參數相減後乘以二分之一倍，以取得一第三參數；判斷該第一位置偏差參數是否大於、小於或等於0；若該第一位置偏差參數小於0，則將該第一目標位置參數相減於該第三參數，以取得一第四參數，並且將該第一目標位置參數更新為該第四參數；若該第一位置偏差參數大於0，則將該第一目標位置參數相加於該第三參數，以取得一第五參數，並且將該第一目標位置參數更新為該第五參數；以及若該第一位置偏差參數等於0，則重新讀取該第一馬達以及該第二馬達。
5. 如申請專利範圍第4項所述的自動控制方法，其中選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一的步驟更包括：當該第一目標位置參數更新為該第四參數，以使該第一馬達以及該第二馬達各別的出力程度對應調整後，重新讀取該第一轉軸的經調整後的該第一目前位置參數，以及重新讀取該第二轉軸的經調整後的該第二目前位置參數；將經更新後的該第一目標位置參數相減於經調整後該第一目 前位置參數，以取得新的該第一位置偏差參數；將新的該第一位置偏差參數取絕對值，以取得一第六參數；將該第二目標位置參數相減於經調整後該第二目前位置參數，以取得新的該第二位置偏差參數；將新的該第二位置偏差參數取絕對值，以取得一第七參數；將該第七參數與該第六參數相減後乘以二分之一倍，以取得一第八參數；判斷新的該第一位置偏差參數是否大於、小於或等於0；若新的該第一位置偏差參數小於0，則將新的該第一目標位置參數相減於該第八參數，以取得一第九參數，並且將該第一目標位置參數更新為該第九參數；若新的該第一位置偏差參數大於0，則將新的該第一目標位置參數相加於該第八參數，以取得一第十參數，並且將該第一目標位置參數更新為該第十參數；以及若新的該第一位置偏差參數等於0，則重新讀取該第一馬達以及該第二馬達。
6. 如申請專利範圍第3項所述的自動控制方法，其中該第一馬達狀態參數小於該第二馬達狀態參數，並且選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一的步驟包括：將該第一位置偏差參數取絕對值，以取得一第一參數；將該第二位置偏差參數取絕對值，以取得一第二參數； 將該第二參數以及該第一參數相減後乘以二分之一倍，以取得一第三參數；判斷該第二位置偏差參數是否大於、小於或等於0；若該第二位置偏差參數小於0，則將該第二目標位置參數相加於該第三參數，以取得一第四參數，並且將該第二目標位置參數更新為該第四參數；若該第二位置偏差參數大於0，則將該第二目標位置參數相減於該第三參數，以取得一第五參數，並且將該第二目標位置參數更新為該第五參數；以及若該第二位置偏差參數等於0，則重新讀取該第一馬達以及該第二馬達。
7. 如申請專利範圍第6項所述的自動控制方法，其中選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一的步驟更包括：當該第二目標位置參數更新為該第四參數，以使該第一馬達以及該第二馬達各別的出力程度對應調整後，重新讀取該第一轉軸的經調整後的該第一目前位置參數，以及重新讀取該第二轉軸的經調整後的該第二目前位置參數；將該第一目標位置參數相減於經調整後該第一目前位置參數，以取得新的該第一位置偏差參數；將新的該第一位置偏差參數取絕對值，以取得一第六參數； 將經更新後的該第二目標位置參數相減於經調整後該第二目前位置參數，以取得新的該第二位置偏差參數；將新的該第二位置偏差參數取絕對值，以取得一第七參數；將該第七參數與該第六參數相減後乘以二分之一倍，以取得一第八參數；判斷新的該第二位置偏差參數是否大於、小於或等於0；若新的該第二位置偏差參數小於0，則將新的該第二目標位置參數相加於該第八參數，以取得一第九參數，並且將該第二目標位置參數更新為該第九參數；若新的該第二位置偏差參數大於0，則將新的該第二目標位置參數相減於該第八參數，以取得一第十參數，並且將該第二目標位置參數更新為該第十參數；以及若新的該第二位置偏差參數等於0，則重新讀取該第一馬達以及該第二馬達。
8. 如申請專利範圍第1項所述的自動控制方法，其中該第一馬達狀態參數為該第一馬達的一第一馬達溫度參數，並且該第二馬達狀態參數為該第二馬達的一第二馬達溫度參數。
9. 如申請專利範圍第8項所述的自動控制方法，其中基於該第一馬達狀態參數以及該第二馬達狀態參數，來決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度的步驟包括：判斷該第一馬達溫度參數與該第二馬達溫度參數是否相等， 以決定調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度。
10. 如申請專利範圍第9項所述的自動控制方法，其中當該第一馬達溫度參數小於該第二馬達溫度參數時，選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一的步驟包括：選擇該第一馬達，以依據一第一預設調整參數來調整該第一目標位置參數，以使增加該第一馬達的出力程度；以及選擇該第二馬達，以依據一第二預設調整參數來調整該第二目標位置參數，以使降低該第二馬達的出力程度。
11. 如申請專利範圍第1項所述的自動控制方法，其中該第一馬達以及該第二馬達連動，並且用以共同施加轉動力量於該自動關節機構的一機械手臂，其中若該第一馬達以及該第二馬達的其中之一的出力程度改變，則該第一馬達以及該第二馬達的其中之另一的出力程度對應改變。
12. 一種自動控制裝置，包括：一自動關節機構，包括一第一馬達以及一第二馬達；以及一處理器，耦接該第一馬達以及該第二馬達，其中該處理器適於對該第一馬達以及該第二馬達進行出力調整，其中該處理器設定該第一馬達的一第一轉軸的一第一目標位置參數，以及設定該第二馬達的一第二轉軸的一第二目標位置參 數，以使該第一轉軸以及該第二轉軸同時且分別朝該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數所對應的轉軸轉動位置來轉動，其中該處理器讀取該第一馬達的一第一馬達狀態參數，以及讀取該第二馬達的一第二馬達狀態參數，其中該處理器基於該第一馬達狀態參數以及該第二馬達狀態參數，來決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度，其中當該第一馬達狀態參數與該第二馬達狀態參數不相同時，該處理器選擇該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一，以調整該第一目標位置參數以及該第二目標位置參數的至少其中之一，以使該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一自動且對應地調整出力程度。
13. 如申請專利範圍第12項所述的自動控制裝置，其中該處理器讀取該第一馬達，以取得該第一馬達的一第一目前位置參數，並且讀取該第二馬達，以取得該第二馬達的一第二目前位置參數，其中該處理器將該第一目標位置參數與該第一目前位置參數相減，以取得一第一位置偏差參數，以及將該第二目標位置參數與該第二目前位置參數相減，以取得一第二位置偏差參數，其中該第一馬達狀態參數為該第一馬達的該第一位置偏差參數的絕對值，並且該第二馬達狀態參數為該第二馬達的該第二位置偏差參數的絕對值， 其中當該處理器判斷該第一位置偏差參數的絕對值小於該第二位置偏差參數的絕對值時，該處理器調整該第一馬達的該第一目標位置參數。
14. 如申請專利範圍第12項所述的自動控制裝置，其中該處理器讀取該第一馬達，以取得該第一馬達的一第一目前位置參數，並且讀取該第二馬達，以取得該第二馬達的一第二目前位置參數，其中該處理器將該第一目標位置參數與該第一目前位置參數相減，以取得一第一位置偏差參數，以及將該第二目標位置參數與該第二目前位置參數相減，以取得一第二位置偏差參數，其中該第一馬達狀態參數為該第一馬達的該第一位置偏差參數的絕對值，並且該第二馬達狀態參數為該第二馬達的該第二位置偏差參數的絕對值，其中當該處理器判斷該第一位置偏差參數的絕對值小於該第二位置偏差參數的絕對值時，該處理器調整該第二馬達的該第二目標位置參數。
15. 如申請專利範圍第12項所述的自動控制裝置，其中該第一馬達狀態參數為該第一馬達的一第一馬達溫度參數，並且該第二馬達狀態參數為該第二馬達的一第二馬達溫度參數，其中該處理器判斷該第一馬達溫度參數與該第二馬達溫度參數是否相等，以決定是否調整該第一馬達以及該第二馬達的至少其中之一的出力程度。
16. 如申請專利範圍第15項所述的自動控制裝置，其中該第一馬達狀態參數小於該第二馬達狀態參數，其中該處理器依據一第一預設調整參數來調整該第一馬達的該第一目標位置參數，以使增加該第一馬達的出力程度，其中該處理器依據一第二預設調整參數來調整該第二馬達的該第二目標位置參數，以使降低該第二馬達的出力程度。
17. 如申請專利範圍第12項所述的自動控制裝置，其中該第一馬達以及該第二馬達連動，並且用以共同施加轉動力量於該自動關節機構的一機械手臂，其中若該第一馬達以及該第二馬達的其中之一的出力程度改變，則該第一馬達以及該第二馬達的其中之另一的出力程度對應改變。

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