机器人及校正其马达的角速度的微控制单元及方法技术

一种机器人及校正其马达的角速度的微控制单元及方法被公开。该机器人的本体包含马达及驱动器。该微控制单元设置在该马达内，感测该马达的转子的磁场并产生二个电压信号。接着，该微控制单元自该驱动器接收脉冲信号，并依据该脉冲信号计算该转子的理想角速度。随后，该微控制单元基于该二个电压信号计算该转子的当前角速度，并依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送校正信号至该马达的脉宽调变电压放大器，以便该脉宽调变电压放大器依据该校正信号校正该转子的该当前角速度，进而调整该机器人的动作。而调整该机器人的动作。而调整该机器人的动作。

【技术实现步骤摘要】
机器人及校正其马达的角速度的微控制单元及方法


[0001]本专利技术是关于一种机器人的控制。更具体而言，本专利技术是关于一种机器人与校正其马达的角速度的微控制单元及方法。

技术介绍

[0002]现今社会众多服务型机器人可于餐厅、旅馆大厅、机场等场域中为众人提供服务。服务型机器人可自主控制，亦可经由一云整合平台提供一云编辑器来控制机器人及发送指令，以使机器人执行相应的各种服务动作。由于服务型机器人需要和人员近距离接触和互动，若其马达的转动控制不够精确，将导致移动速度过慢或是定位不准，对于所提供的服务就会不够精准，让使用者的服务体验不佳。
[0003]传统的机器人及其马达多为透过一驱动器以及一脉宽调变电压放大器(Pulse Width Modulation Amplifier)来进行一转子的转动控制以及转动补偿。具体而言，该驱动器可依需求决定该转子转动的角速度，并且透过该脉宽调变电压放大器而控制该转子的转动(亦即，转动控制)。当该驱动器感测出该转子于实际转动时的一当前角速度与该驱动器所决定的角速度存在差异时，该驱动器可依据该差异传送一校正信号至该脉宽调变电压放大器，以让该脉宽调变电压放大器依据该校正信号调整该转子的该当前角速度(亦即，转动补偿)。
[0004]马达的驱动器通常被设置于马达的外部，这使得二者之间的信号传输费时，且每当该信号传输发生延迟或中断时，都将造成驱动器无法即时针对马达进行转动补偿。除了马达及其与驱动器之间的传输延迟之外，为了实现智能操作，驱动器通常需要由一中控电脑来控制，而驱动器和中控电脑之间的信号传输时间，也会降低驱动器针对马达进行转动补偿的效率。针对马达进行转动补偿的效率越低，则马达出现异常的机率就越高。举例而言，在马达被用来控制机器人动作的情况下，若驱动器无法即时针对马达进行转动补偿，则该机器人就可能因为当下错误的转子角速度而作出危险或无意义的动作。有鉴于此，如何提升针对马达进行转动补偿的效率，在所属
中将是非常重要的。

技术实现思路

[0005]为了至少解决上述问题，本专利技术的实施例提供一种校正一马达的角速度的微控制单元(Micro Control Unit，MCU)。该微控制单元可设置于该马达内。该马达可包含一脉宽调变电压放大器和一转子，且该脉宽调变电压放大器可与一驱动器电性连接。该微控制单元可分别与该脉宽调变电压放大器以及该驱动器电性连接。该微控制单元可包含二个霍尔传感器以及与该二个霍尔传感器电性连接的一校正模块。该二个霍尔传感器可用以感测该转子的磁场并且产生二个电压信号。该校正模块可用以自该驱动器接收一脉冲信号，并且依据该脉冲信号计算该转子的一理想角速度。除此之外，该校正模块还可用以基于该二个电压信号，计算该转子的一当前角速度，并且依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送一校正信号至该脉宽调变电压放大器，使该脉宽调变电压放大器依据该校正信号
调整该转子的该当前角速度。
[0006]为了至少解决上述问题，本专利技术的实施例还提供一种校正一马达的角速度的方法。
[0007]该方法可包含：
[0008]一微控制单元感测该马达的一转子的磁场并且产生二个电压信号，其中该微控制单元设置于该马达内；
[0009]该微控制单元自该马达的一驱动器接收一脉冲信号；
[0010]该微控制单元依据该脉冲信号计算该转子的一理想角速度；
[0011]该微控制单元基于该二个电压信号计算该转子的一当前角速度；以及
[0012]该微控制单元依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送一校正信号至该马达的一脉宽调变电压放大器，使该脉宽调变电压放大器依据该校正信号校正该转子的该当前角速度。
[0013]为了至少解决上述问题，本专利技术的实施例还提供一种机器人。该机器人可包含一机器人本体以及一微控制单元。该机器人本体可包含一马达及一驱动器。该马达可与该驱动器电性连接，且该马达可包含一脉宽调变电压放大器以及一转子。该微控制单元可设置于该马达内，且可与该脉宽调变电压放大器以及该驱动器电性连接。该微控制单元可包含二个霍尔传感器以及与该二个霍尔传感器电性连接的一校正模块。该二个霍尔传感器可用以感测该转子的磁场并且产生二个电压信号。该校正模块可用以自该驱动器接收一脉冲信号，并且依据该脉冲信号计算该转子的一理想角速度。除此之外，该校正模块还可用以基于该二个电压信号计算该转子的一当前角速度，并且依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送一校正信号至该脉宽调变电压放大器，以便该脉宽调变电压放大器依据该校正信号调整该转子的该当前角速度，进而调整该机器人的动作。
[0014]如上所述，在本专利技术的实施例中，微控制单元能够自行地感测马达的转子的磁场，并直接传送校正信号至马达的脉宽调变电压放大器。因此，在本专利技术的实施例中，针对马达进行转动补偿的角色是微控制单元，而不再是驱动器，且在微控制单元针对马达进行转动补偿的过程中并不需要中控电脑的介入，故能避免传统驱动器和中控电脑之间的传输延迟。另一方面，在本专利技术的实施例中，微控制单元是被设置马达内，故其与马达之间的传输路径小于驱动器与马达之间的传输路径，也因此，微控制单元与马达之间的传输延迟小于传统驱动器和马达之间的传输延迟。很明显地，在本专利技术的实施例中，能更即时针对马达进行转动补偿，且能有效地提升针对马达进行转动补偿的效率。
附图说明
[0015]图1A例示了依据本专利技术的一或多个实施例的马达。
[0016]图1B例示了依据本专利技术的一或多个实施例的机器人。
[0017]图2A例示了依据本专利技术的一或多个实施例的马达转子与霍尔传感器的俯视图。
[0018]图2B例示了图2A所示的马达转子与霍尔传感器的侧视图。
[0019]图3例示了依据本专利技术的一或多个实施例的校正马达的角速度的方法。
[0020]附图标记说明
[0021]1…
马达
[0022]11
…
微控制单元
[0023]111a、111b
…
霍尔传感器
[0024]112
…
双频机磁模块
[0025]113
…
双极磁性模块
[0026]12
…
脉宽调变电压放大器
[0027]13
…
转子
[0028]14
…
轴承
[0029]141
…
轴心
[0030]15
…
转动平面
[0031]2…
驱动器
[0032]3…
中控计算机
[0033]4…
云整合平台
[0034]5…
校正马达的角速度的方法
[0035]501、502、503、504、505
…
步骤
[0036]BD
…
机器人本体
[0037]CM
…
校正模块
[0038]RB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种校正一马达的角速度的微控制单元，其特征在于，该微控制单元设置于该马达内，该马达包含一脉宽调变电压放大器和一转子，该脉宽调变电压放大器与一驱动器电性连接，该微控制单元分别与该脉宽调变电压放大器以及该驱动器电性连接，且该微控制单元包含：二个霍尔传感器，用以感测该转子的磁场并且产生二个电压信号；以及一校正模块，与该二个霍尔传感器电性连接，用以：自该驱动器接收一脉冲信号；依据该脉冲信号计算该转子的一理想角速度；基于该二个电压信号，计算该转子的一当前角速度；以及依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送一校正信号至该脉宽调变电压放大器，使该脉宽调变电压放大器依据该校正信号调整该转子的该当前角速度。2.如权利要求1所述的微控制单元，其特征在于，该二个霍尔传感器于该微控制单元中的位置分别对应至该马达的一转动平面上的一零度位置以及一九十度位置，其中该转动平面为该马达的一轴承于转动时，从该轴承的一轴心的一延伸线所构成的平面。3.如权利要求1所述的微控制单元，其特征在于，该校正模块还用以：根据该二个电压信号的相位差产生一相位差信号；且将该相位差信号进行一坐标转换，以计算出该当前角速度。4.如权利要求1所述的微控制单元，其特征在于，该校正模块透过一超前-滞后补偿器产生该校正信号。5.如权利要求1所述的微控制单元，其特征在于，该脉宽调变电压放大器依据该校正信号改变该马达的一电压来调整该当前角速度。6.一种校正一马达的角速度的方法，其特征在于，包含：一微控制单元感测该马达的一转子的磁场并且产生二个电压信号，其中该微控制单元设置于该马达内；该微控制单元自该马达的一驱动器接收一脉冲信号；该微控制单元依据该脉冲信号计算该转子的一理想角速度；该微控制单元基于该二个电压信号计算该转子的一当前角速度；以及该微控制单元依据该当前角速度与该理想角速度之间的差异，传送一校正信号至该马达的一脉宽调变电压放大器，使该脉宽调变电压放大器依据该校正信号校正该转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴启鸿，
申请(专利权)人：财团法人资讯工业策进会，
类型：发明
国别省市：