四足机器人的初步认识（二）

四足机器人的初步认识（二）

-普通舵机、无刷舵机、数字舵机、模拟舵机

- icc协议

- 疑惑及建议

-市场上的四足机器人的比较

一、普通舵机、无刷舵机、数字舵机、模拟舵机

1.舵机的认识

我们常说的舵机，它的学名叫做伺服电机，它是一种带有输出轴的小装置。该轴可以 通过发送伺服编码信号定位到特定的位置，也就是可以定义角度。只要编码信号存在，伺服电机就会一直保持轴的角度位置。随着编码信号的改变，轴的角度位置也随之改变。那么，伺服系统是如何工作的呢?伺服电机有一些控制电路和一个电位器(一个可变电阻)，连接到输出轴。在上面的图片中，可以看到可变电阻在电路板的左边，三根红线连接处。可变电阻允许控制电路监控伺服电机的电流角度。如果轴的角度正确，则电机关闭。如果电路发现角度不正确，将电机转到正确的方向，直到角度正确。伺服系统的输出轴可以移动180度左右 。
施加在电动机上的功率与它需要行进的距离成正比。

角度是由施加在控制导线上的脉冲的持续时间决定的。这叫做脉冲编码调制。伺服系统期望每20毫秒看到一个脉冲（.02秒)。脉冲的长度将决定电机转多远距离。

可以说脉冲时间决定了输出轴的角度

2.普通舵机与无刷舵机

无刷舵机与普通舵机其主要区别在于内部电机的差异。
有刷舵机中的电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。
无刷中的舵机。
无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。无刷电机，是使用一套电子设备，通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，使用电子线路，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。消除了有刷电机的缺点。

无刷舵机相对于普通舵机的性能差异：
普通舵机的优点：

• 响应速度快、起动扭矩大、变速平稳
• 控制精度高

无刷舵机的优点：

• 无电刷、无火花、低干扰
• 噪音低、运转顺畅
• 寿命长

3.数字舵机与模拟舵机

数字舵机复与模拟舵机有的区别：

1、在处理输入信号的方式不同：数字舵机是由主要由马达、减速齿轮、控制电路等组成，只需要发送一次PWM信号就能保持在规定的某个位置。

而模拟舵机是相同于传统的舵机，是需要多次发送PWM信号才能够保持在规定的位置上，实现对舵机的控制，按照规定的要求进行的速度进行转动。

2、在控制电路制上不同：数字舵机的控制电路比模拟舵机多了微处理器和晶振；因此两者在控制电路的处理方式不同，同时数字舵机的性能方面上也不同于模拟舵机。
3、两者的反应速度不同：模拟舵机是需要一个短促的动力脉冲，紧接着很长时间的停顿，因此并不能够给马达过多的激励，来使其转动。

数字舵机是新型时代出现的舵机，因此数字在反应速度方面与模拟舵机相比是由优势的。因为数字舵机是拥有微处理器，所有数字舵机可以将动力脉冲发生到马达之前，对输入的信号进行zd的根据的设定参数进行处理。

二、icc协议

I2C总线一般由两根数据传输线构成：一根时钟线 （SCL） 、一根数据线 （SDA） 。I2C总线协议一般要求每次发送字节的长度必须为8位， 每次通信由主机、从机两端完成。它是半双工通信方式。
每一个设备都具有自己的硬件地址（被设为6位），IIC协议通过不同的硬件地址对不同设备进行精准控制。

通常PCA9685与舵机连接需要三根线， 分别是电源线、控制线和地线， 其中控制线是PWM脉冲的输出端， 电源线和地线为舵机内部的直流电机供电。舵机转动的角度和控制线PWM脉冲的宽度 （占空比） 成正比， 1ms对应0°， 2ms对应180°， 并且脉宽在1~2ms之间变化时， 舵机角度从0°~180°线性增长。因此， 要实现对舵机的控制， 需要在PCA9685正确的地址设工作模式、PWM脉冲的频率及占空比即可。

疑惑及建议

在加入workshop之后开始尝试写博客，觉得很有趣，但在看完当周的视频后，就开始完成作业，让我感到措手不及。
其一是因为以前从来没有了解过这个机器人，很多词都是格外的陌生，一时不知道如何下手。
其二在完成作业的时候由于知识储备实在有限，很多东西都需要学习，我开始在网络上翻找各种资料，很杂，了解的也不是很系统，而有的在网上也查不到就更加让人头痛了。

首先感谢黄老师给我一次了解四足机器人的机会，一下是我的一个小建议如下：
就是在每周课程后，能够多给一些关于课程理解的资料（个人查找实在有限，而且准确性难以保证）。

四、市场上的四足机器人的比较

MIT猎豹【世界首个实现四足后空翻的机器人】
小巧灵活（后空翻）、平衡能力都是MIT猎豹的优势。

波士顿动力spot
前面多了一条手臂，那个手的灵活性很赞，看它抓取玻璃杯以及啤酒易拉罐什么的，都是So easy，一条手臂的存在，及其它本身的速度灵活优势，使得它得应用领域广泛。但价格昂贵。