總線伺服舵機(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);">總線伺服舵機(jī)。我們先來看一下我們現(xiàn)在使用舵機(jī)和數(shù)字舵機(jī)時遇見的問題。

1、我們利用舵機(jī)（不論數(shù)字還是模擬）搭建一個仿人機(jī)器人，用了 20 個自由度，用了20 個舵機(jī)。每根舵機(jī)都要接到控制卡上，有的線還需要延長，所有的線加起來有超過 30 根，像團(tuán)海草一樣把機(jī)器人整個身體纏了個遍，機(jī)器人在走動的時候突然發(fā)現(xiàn)舵機(jī)線被拉松了，機(jī)器人一個趔趄把脖子都摔斷了。控制卡上需要做出 20 個PWM 信號接口（我們一直在為這個技術(shù)問題發(fā)愁，現(xiàn)在或許好一點(diǎn)），那可是長長的一排插針啊。健忘的我還很容易忘記哪個插針對應(yīng)哪個舵機(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，突然發(fā)現(xiàn) IO 口都被用掉了，定時器不夠用了，真是噩夢。

2、舵機(jī)的每一個舵機(jī)的參數(shù)不一定一樣，不時還會出現(xiàn)中位偏差比較大的，好不容易裝出機(jī)器人來后發(fā)現(xiàn)舵機(jī)的中位不一致，和理論計(jì)算得出來的機(jī)器人步態(tài)不相匹配。這回麻煩大了，需要對每一個舵機(jī)設(shè)置中位，在發(fā)送舵機(jī)控制信號的時候還需要對每一個舵機(jī)都單獨(dú)加入這個修正值，而不能統(tǒng)一調(diào)用某一個通用的 PWM 產(chǎn)生函數(shù)，一個步態(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得這是辛苦的事情。而有些人會買可以通過編程器調(diào)節(jié)和設(shè)置中位的舵機(jī)，當(dāng)然，可能會很貴。

3、機(jī)器人步態(tài)的編寫是件非常麻煩的事，我們在編寫步態(tài)的時候給舵機(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)個體差異的問題，這個值已經(jīng)讓舵機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。過一會之后，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。檢查的時候我們發(fā)現(xiàn)機(jī)器人肩關(guān)節(jié)堵轉(zhuǎn)時間過久，導(dǎo)致電機(jī)過熱，讓舵機(jī)外殼融化，然后導(dǎo)致減速齒輪箱錯位，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 個接口就可以搞定 20 個舵機(jī)了。

第二點(diǎn)的根源在于舵機(jī)自己不能存儲中位修正值，修正值需要我們發(fā)控制脈沖的時候補(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，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)就把這個位置記下來了，當(dāng)我告訴它轉(zhuǎn) 60 度它就以這個位置為初始位置轉(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題都可以解決。這么說好像有點(diǎn)神奇了。

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

機(jī)器人舵機(jī)簡單的說是具有總線功能，能夠串聯(lián)使用，控制卡通過一個總線接口可以控制總線上的所有舵機(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)，方便不同場合的使用要求。