多重伺服马达控制系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多重伺服马达控制方法，包含：将第一多个伺服马达串联；在串联路径上为除最后一个伺服马达外的每一个伺服马达设置对应的开关；依序设定除最后一个伺服马达外的各伺服马达的ＩＤ，并导通对应的开关：以及设定最后一个伺服马达的ＩＤ。

Multiple servo motor control system and method

The invention relates to a multiple servo motor control method, comprising: a first plurality of servo motors in series; set the corresponding switch for each servo motor except the last servo motor in series on the path set in sequence; each servo Ma except the last of the servo motor ID and switch the conduction and the corresponding set: the last servo motor ID.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
机器人的研究，了直是工业界的一项重点。其中，人型或其它多 手足机器人由于关节多，需要多个伺服马达来控制其关节运动。传统 式多重伺服马达控制系统如图1所示，其中主控制器100个别控制每一个伺服马达弁1-弁N，换言之，当系统需要控制N个伺服马达时，主 控制器就需要N个脚位。请参阅图2，在人型机器人中，所需的伺服 马达高达17组，因此主控制器需要17个脚位以控制伺服马达。每个传统式伺服马达有三条线电源(VDD)、接地(GND)、脉宽调 变讯号(PWM)输入控制线；如图1、 2所示，这三条线合为一组，且 各别与主控制器连接。其中，PWM输入控制线将主控制器产生的PWM 控制讯号送到对应的伺服马达。PWM输入控制线为单向讯号传递，只 能由主控制器下命令给伺服马达，无法将马达状态回传给主控制器， 因此主控制器无法得知该马达位置是否已达该到的位置？马达是否有 过电流现象？等等。此种控制系统架构的优点在于主控制器与伺服马达是一对一方 式，主控制器可以直接控制任何一个伺服马达，因此在撰写控制程序 时较为单纯。其缺点在于(A)主控制器所需的输出脚位多，造成成本 增加；(B)布线多、组装复杂，每个马达都需要通过一组三条线与主控 制器连接， 一个人型机器人便需要17组共51条线，且伺服马达分布 在机器人体的各处，造成布线、组装、维修的困扰。另一种多重伺服马达控制系统如图3所示，其中主控制器200通 过总线的架构控制多个伺服马达。所示多重伺服马达控制总线可以依据I2C、 UART或自订的序列总线通讯协议，讯号线可以是一条或以上， 图标以一条为例。每个伺服马达有三条线VDD (未示出)、GND (未 示出)、多重伺服马达控制总线线(MSMCB, Multiple Servo Motor Control Bus)。主控制器与伺服马达通过MSMCB沟通，主控制器可下 命令给伺服马达，伺服马达也可将状态回传给主控制器，主控制器可 以得知马达的状态，包括位置、马达是否有过电流现象、等等。图3所示k构应用于人型机器人时，其布线方式如图4，其中实线 表示外部接线，虚线表示伺服马达的内部接线；所有实虚线为串联的 同一组线。与图l所示现有技术相似，该组线中可以包含VDD、 GND、 MSMCB三条电源与讯号线。在图3、 4所示控制系统架构中，由于全部伺服马达的讯号线 MSMCB都接在一起，主控制器200只需要一个脚位，就可以控制多个 伺服马达。但由于伺服马达共享MSMCB，所以每个伺服马达需设定 ID，才能在主控制器发送指令时用以分辨所要沟通的对象伺服马达。ID的设定需在组装前通过特定装置完成，通常是在每个伺服马达中各设 置一个EEPROM来记录该伺服马达所被指定的ID。此种控制系统架构的优点在于主控制器可以减少脚位、并简化系 统布线，但其缺点在于(A)伺服马达需要ID,机器人上每个位置的 马达所对应的ID是固定的，组装前每一伺服马达必须要根据该伺服马 达被组装的位置作正确设定，若任一伺服马达损坏需要更换时，必须 以人为方式重新设定正确的ID; (B)由于主控制器对所有伺服马达的 沟通都通过讯号线MSMCB,因此该总线的负担量甚大；主控制器对各 个伺服马达控制效能较差。有鉴于以上两种现有技术都不尽满意，因此本专利技术提出一种，其一方面可简化布线，另一方面具有自动 设定ID的功能，以解决组装与维修时的困扰。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种多 重伺服马达控制系统。本专利技术的第二目的在于，提出一种多重伺服马达控制方法。^专利技术的第三目的在于，提出一种可用于此种多重伺服马达控制 系统中的伺服马达。为达上述目的，根据本专利技术的其中一个观点，提供了一种多重伺 服马达控制系统，其包含主控制器；第一多个伺服马达；以及第一 多重伺服马达控制总线(MSMCB)，可供主控制器与各伺服马达双向传 递讯号，该第一 MSMCB以串联方式连接该第一多个伺服马达；其中 除最后一个伺服马达外的各伺服马达在该第一 MSMCB上包含有对应 的开关，各开关在开机时的预设状态是断路，待设定ID完毕后转为导 通，使其后的伺服马达得以收到来自主控制器的讯号。根据本专利技术的另一观点，提供了一种多重伺服马达控制方法，包含将第一多个伺服马达串联；在串联路径上为除最后一个伺服马达 外的每一个伺服马达设置对应的开关；依序设定除最后一个伺服马达外的各伺服马达的ID，并导通对应的开关；以及设定最后一个伺服马 达的ID。以上所述的系统与方法中，最后一个伺服马达当然亦可设置对应 的开关。此外，除串联的第一多个伺服马达外，可另提供一组串联的第二多个伺服马达，使全部伺服马达成为串联与并联混合的连接方式。根据本专利技术的再另一个观点，提供了一种伺服马达，包含马达 驱动器；马达；设定ID的单元；以及开关，位于一总线上，该总线可 供与伺服马达外部沟通；其中，该开关在开机时的预设状态是断路， 待该设定ID单元设定ID后转为导通。下面通过具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本 专利技术的目的、
技术实现思路
、特点及其所达成的功效。附图说明图1与图2说明一种现有技术的多重伺服马达连接方式； 图3与图4说明另一种现有技术的多重伺服马达连接方式，在此 种连接方式中必须设定伺服马达ID;图5显示本专利技术的一个实施例，其可自动依序设定ID，并具有较 佳的设计弹性；图6举例示出本专利技术如何应用于人型机器人中； 图7说明设定ID的流程；图8至图9举例示出伺服马达如何设定ID并导通开关。图中符号说明100, 200,300主控制器#1-#17伺服马达弁11-弁1M， #21-#2N, #31-#3L, #41-#44， #51伺服马达 MSMCB， MSMCB1-MSMCB5多重伺服马达控制总线 P11,P12处理器 S11,S12 ID设定单元 S100-S105步骤SW11-SW1M, SW21-SW2N, SW31-SW3L， SW41-SW44, SW51开具体实施例方式请参阅图5，其中显示本专利技术的一个实施例。在本实施例中，每个伺服马达同样有三条连接线VDD(未示出)、GND(未示出)、MSMCB 线。MSMCB线可以依据I2C、 UART或自订的序列总线通讯协议来传 递讯号，讯号线可以是一条或以上，图标以一条为例。本实施例中，采取串联与并联混合方式，将所有的伺服马达依其 应用位置而分成若干串，第一串有M个伺服马达，第二串有N个伺服 马达，血三串有L个伺服马达，…等等。M,N，L为正整数，彼此可以 相等或不等。例如请见图6，当本专利技术应用于机器人中时，可令第一串 310为机器人的右脚，设置四个伺服马达#11-#14;第二串320为机器 人的左脚，设置四个伺服马达#21-#24;第三串330为机器人的右手， 设置四个伺服马达#31-#34;第四串340为机器人的左手，设置四个伺 服马达糾1 -#44;第五串350为机器人的头部，设置I个伺服马达#51。需注意的是，图6所示仅为举例说明，所有伺服马达分成几串、 每串设置几个马达并没有特别的限制，串联与并联混合的好处在于马 达组装布线简洁规律，并兼顾主控制器对各个伺服马达的控制效率， 但若将所有伺服马达全部串在一起，也是可以的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重伺服马达控制系统，其特征在于，包含：　主控制器；　第一多个伺服马达；以及　第一多重伺服马达控制总线，可供主控制器与各伺服马达双向传递讯号，该第一多重伺服马达控制总线以串联方式连接该第一多个伺服马达；　其中除最 后一个伺服马达外的各伺服马达在该第一多重伺服马达控制总线上包含有对应的开关，各开关在开机时的预设状态是断路，待设定ＩＤ完毕后转为导通，使其后的伺服马达得以收到来自主控制器的讯号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑茂兴，林定平，
申请(专利权)人：应广科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]