總線(xiàn)伺服舵機(jī)

abel-module="para" style="font-size: 14px; word-wrap: break-word; color: rgb(51, 51, 51); margin-bottom: 15px; text-indent: 2em; line-height: 24px; zoom: 1; font-family: arial, 宋體, sans-serif; background-color: rgb(255, 255, 255);">總線(xiàn)伺服舵機(jī)。我們先來(lái)看一下我們現(xiàn)在使用舵機(jī)和數(shù)字舵機(jī)時(shí)遇見(jiàn)的問(wèn)題。

1、我們利用舵機(jī)（不論數(shù)字還是模擬）搭建一個(gè)仿人機(jī)器人，用了 20 個(gè)自由度，用了20 個(gè)舵機(jī)。每根舵機(jī)都要接到控制卡上，有的線(xiàn)還需要延長(zhǎng)，所有的線(xiàn)加起來(lái)有超過(guò) 30 根，像團(tuán)海草一樣把機(jī)器人整個(gè)身體纏了個(gè)遍，機(jī)器人在走動(dòng)的時(shí)候突然發(fā)現(xiàn)舵機(jī)線(xiàn)被拉松了，機(jī)器人一個(gè)趔趄把脖子都摔斷了?？刂瓶ㄉ闲枰龀?20 個(gè)PWM 信號(hào)接口（我們一直在為這個(gè)技術(shù)問(wèn)題發(fā)愁，現(xiàn)在或許好一點(diǎn)），那可是長(zhǎng)長(zhǎng)的一排插針啊。健忘的我還很容易忘記哪個(gè)插針對(duì)應(yīng)哪個(gè)舵機(jī)，好不容易接上后，一通電，機(jī)器人腿轉(zhuǎn)到背后去了，一排查發(fā)現(xiàn)腿關(guān)節(jié)接到肩關(guān)節(jié)了。當(dāng)我們需要給機(jī)器人加些傳感器時(shí)，突然發(fā)現(xiàn) IO 口都被用掉了，定時(shí)器不夠用了，真是噩夢(mèng)。

2、舵機(jī)的每一個(gè)舵機(jī)的參數(shù)不一定一樣，不時(shí)還會(huì)出現(xiàn)中位偏差比較大的，好不容易裝出機(jī)器人來(lái)后發(fā)現(xiàn)舵機(jī)的中位不一致，和理論計(jì)算得出來(lái)的機(jī)器人步態(tài)不相匹配。這回麻煩大了，需要對(duì)每一個(gè)舵機(jī)設(shè)置中位，在發(fā)送舵機(jī)控制信號(hào)的時(shí)候還需要對(duì)每一個(gè)舵機(jī)都單獨(dú)加入這個(gè)修正值，而不能統(tǒng)一調(diào)用某一個(gè)通用的 PWM 產(chǎn)生函數(shù)，一個(gè)步態(tài)就是 20 行代碼。當(dāng)然，程序員都是勤勞和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模⒉挥X(jué)得這是辛苦的事情。而有些人會(huì)買(mǎi)可以通過(guò)編程器調(diào)節(jié)和設(shè)置中位的舵機(jī)，當(dāng)然，可能會(huì)很貴。

3、機(jī)器人步態(tài)的編寫(xiě)是件非常麻煩的事，我們?cè)诰帉?xiě)步態(tài)的時(shí)候給舵機(jī)的初始值基本上都是有偏差的，比如我想肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)到 180 度位置，我給的是 255 的控制值，但由于舵機(jī)個(gè)體差異的問(wèn)題，這個(gè)值已經(jīng)讓舵機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。過(guò)一會(huì)之后，我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器人一只胳膊不能用了，可憐的機(jī)器人啊，還不知道到底發(fā)生了什么事。檢查的時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器人肩關(guān)節(jié)堵轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)久，導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱，讓舵機(jī)外殼融化，然后導(dǎo)致減速齒輪箱錯(cuò)位，舵機(jī)就失效了，機(jī)器人的一只胳膊就殘廢了。

第一點(diǎn)我們可以這么理解，現(xiàn)在的舵機(jī)都是并聯(lián)控制的，線(xiàn)都需要接到控制板上，我們可以幻想，如果舵機(jī)可以串聯(lián)就好了。腳腕關(guān)鍵的舵機(jī)串到膝關(guān)節(jié)，一直串到髖關(guān)節(jié)，最后一根線(xiàn)直接接到控制卡上，甚至可以把所有的舵機(jī)都串進(jìn)去。我們可以驚喜的發(fā)現(xiàn)，只需要1 接口，最多 4 個(gè)接口就可以搞定 20 個(gè)舵機(jī)了。

第二點(diǎn)的根源在于舵機(jī)自己不能存儲(chǔ)中位修正值，修正值需要我們發(fā)控制脈沖的時(shí)候補(bǔ)進(jìn)去。我們可以想象，如果我告訴舵機(jī)：您好，放松，我要修正您的頭部位置，它有點(diǎn)歪了。然后舵機(jī)就放松下來(lái)，我們把它的頭擺正，然后告訴它：這是您頭部的正確方向，您以后需要以這位置為正前方，然后舵機(jī)就把這個(gè)位置記下來(lái)了，當(dāng)我告訴它轉(zhuǎn) 60 度它就以這個(gè)位置為初始位置轉(zhuǎn) 60 度，不多不少。

第三點(diǎn)可以理解為機(jī)器人缺少神經(jīng)系統(tǒng)，根本不知道疼痛。如果各個(gè)關(guān)節(jié)能給控制卡提供力矩、電流、電壓、溫度、轉(zhuǎn)角等反饋信息，那么機(jī)器人缺胳膊少腿的問(wèn)題都可以解決。這么說(shuō)好像有點(diǎn)神奇了。

其實(shí)一點(diǎn)不神奇，自從總線(xiàn)伺服舵機(jī)出現(xiàn)后，這些幻想都可以瞬間變成現(xiàn)實(shí)?？偩€(xiàn)伺服舵機(jī)是針對(duì)機(jī)器人運(yùn)用而設(shè)計(jì)的，所以也稱(chēng)為機(jī)器人舵機(jī)。

機(jī)器人舵機(jī)簡(jiǎn)單的說(shuō)是具有總線(xiàn)功能，能夠串聯(lián)使用，控制卡通過(guò)一個(gè)總線(xiàn)接口可以控制總線(xiàn)上的所有舵機(jī)。機(jī)器人舵機(jī)可以根據(jù)控制器的指令反饋力矩、電流、溫度、角度等信息，能夠更準(zhǔn)確地到達(dá)指定角度，能夠更快地響應(yīng)控制命令。機(jī)器人舵機(jī)能夠設(shè)置各種保護(hù)、功能參數(shù)，方便不同場(chǎng)合的使用要求。