伺服减速电机

伺服减速电机是 Robodyno 的核心硬件模组，它可以作为机器人的关节或者驱动轮，也可以以其他形式作为机器人的动力源。

Robodyno 的伺服减速电机根据减速比和电机参数的不同，分为两种型号：ROBODYNO_PRO_P44 和 ROBODYNO_PRO_P12。ROBODYNO_PRO_P44 的减速比为 44:1，拥有较大的扭矩，适合作为机器人的关节；ROBODYNO_PRO_P12 的减速比为 12.45:1，拥有较大的转速，适合作为机器人的驱动轮。

控制

伺服减速电机可以通过命令行工具或 Python API 进行控制。

状态

电机需要进入使能（ENABLE）状态才能进行控制，否则会被动力系统忽略。

通过以下方式进入使能状态：

命令行工具Python API

robodyno motor enable

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.enable()

通过以下方式退出使能状态：

命令行工具Python API

robodyno motor disable

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.disable()

通过以下方式查看电机的状态：

命令行工具Python API

robodyno motor info

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

print(motor.state)

转动

通过以下方式可以控制电机转动到指定的目标位置：

命令行工具Python API

robodyno motor pos 6.28

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.position_filter_mode(10)
motor.enable()
motor.set_pos(6.28)

通过以下方式可以控制电机按照指定的目标速度转动：

命令行工具Python API

robodyno motor vel 3.14

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.velocity_ramp_mode(10)
motor.enable()
motor.set_vel(3.14)

Robodyno 的伺服减速电机的运动模式分为以下几种：

• 位置模式（POSITION）
• 位置滤波模式（POSITION_FILTER）
• 位置追踪模式（POSITION_TRACK）
• 速度模式（VELOCITY）
• 速度坡度模式（VELOCITY_RAMP）
• 力矩模式（TORQUE）

关于运动模式的详细说明请参考 电机运动模式。

绝对位置及位置初始化

固件版本 1.0 及以上的电机支持绝对位置，电机在断电后仍然可以记录当前的绝对位置，重新上电后可以查询到正确的绝对位置。这个特性可以用于机械臂的关节控制，机械臂的关节可以在断电后重新上电，而不需要重新初始化位置。

通过以下方式设置电机的绝对位置：

命令行工具Python API

robodyno motor pos 3.14 -a

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.set_abs_pos(3.14)

固件版本 1.0 及以上同时支持电机初始化位置，电机初始化位置是将电机的当前位置设置为指定的弧度值。

通过以下方式将电机（绝对）位置初始化：

命令行工具Python API

# 初始化当前位置为 3.14
robodyno motor init -p 3.14
# 初始化当前绝对位置为 0
robodyno motor init -a -p 0

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

# 初始化当前位置为 3.14
motor.init_pos(3.14)

# 初始化当前绝对位置为 0
motor.init_abs_pos(0)
motor.save()

设置

电机 ID

通过以下方式设置电机 ID：

命令行工具Python API

robodyno motor --id 0x10 config -i

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()

current_id = 0x10
new_id = 0x11

motor = Motor(can_bus, current_id)
motor.config_can_bus(new_id = new_id)

# 保存设置
motor = Motor(can_bus, new_id)
motor.save()

电机运行参数

通过以下方式设置电机运行参数：

命令行工具Python API

robodyno motor --id 0x10 config

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

# 设置 PID
motor.set_pid(100, 0.02, 0.1)
print(motor.get_pid())

# 设置电流限制
motor.set_current_limit(10)
print(motor.get_current_limit())

# 设置速度限制
motor.set_vel_limit(5)
print(motor.get_vel_limit())

# 保存设置
motor.save()

错误

如果电机运行过程中出现异常，可以通过以下方式查看错误信息：

命令行工具Python API

robodyno motor info

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

print(motor.error)

完整的错误列表请参考 电机错误。

在确保电机没有异常的情况下，可以通过以下方式清除错误：

命令行工具Python API

robodyno motor clear-errors

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.clear_errors()

紧急停止

如果电机运行过程中出现紧急情况，可以通过以下方式紧急停止电机：

Warning

紧急停止并不会让电机锁定，相反，电机会进入错误状态并且失去动力，此时电机会变成一个惯性负载，需要通过其他方式停止电机。

命令行工具Python API

robodyno motor estop

from robodyno.interfaces import CanBus
from robodyno.components import Motor

can_bus = CanBus()
motor = Motor(can_bus)

motor.estop()

紧急停止后，电机会进入错误状态，可以清除错误后重新使用电机。

数字孪生

Robodyno 电机组件提供了基于 Webots 的仿真模型，可以通过在 Webots 环境中初始化电机时添加 twin 参数来启用数字孪生功能。

from robodyno.components import Motor
from robodyno.interfaces import Webots, CanBus
webots = Webots()
can_bus = CanBus()
motor = Motor(webots, 0x10, twin = can_bus)

while True:
    print(motor.get_pos())
    if webots.sleep(1) == -1:
        break

Note

使用数字孪生功能时，会占用 CAN 总线实时读取电机的位置信息。因此，在 Windows 系统上，无法同时在 Webots 环境外使用 CAN 总线实时控制电机；在 Linux 系统上，可能会影响其他程序通过 CAN 总线实时控制电机的性能。

仿真模型的下载方式和详细使用方法请参考 Webots 仿真接口。

硬件参数

参数	ROBODYNO_PRO_P44	ROBODYNO_PRO_P12
电源输入	11.1V ~ 25.2V
额定功率	35W
最大相电流	15A
减速比	44:1	12.45:1
额定转速	52RPM	190RPM
额定扭矩	6.57Nm	1.86Nm
最大转速	85RPM	310RPM
最大扭矩	9.86Nm	2.79Nm

API

组件	说明
can_bus.motor	CAN 总线伺服减速电机类
webots.motor	Webots 仿真伺服减速电机类

命令行工具

命令	说明
robodyno motor	伺服减速电机命令行工具