1. 安全須知
· 了解產(chǎn)品：在使用該產(chǎn)品之前，請仔細閱讀產(chǎn)品手冊，了解產(chǎn)品的功能、操作方式以及安全注意事項。
· 遵循使用要求：確保機器在適宜環(huán)境中進行使用，避免過高或過低的溫度、潮濕環(huán)境等。
· 電源安全：操作前確保所有電纜、插頭、插座完好無損。遇到異常情況(如短路、過熱等)時立即斷開電源。
· 定期檢查：定期進行維護和檢查，確保機器的組件如電機、電源等正常運行，避免因老化或損壞導致的危險。
· 防止誤用：確保機器不會用于任何不當、危險或法律禁止的場景。
2. 產(chǎn)品簡介
2.1 產(chǎn)品概述
智元靈犀X1 PowerFlow R系列執(zhí)行器包含三款，分別為 PowerFlow R86-3， PowerFlow R86-2， PowerFlow R52。它們通過高度集成一體化的設計，將減速器、電機、電機驅動器進行整合優(yōu)化，各模塊結構緊湊，便于安裝拆卸。
其中PowerFlow R86-3和R86-2 電機都采用了經(jīng)典分數(shù)槽配合，選取最優(yōu)的極槽配合，有效降低了齒槽轉矩幅值和轉矩波動，在繞組上，采用了集中式繞組，提高了槽滿率和轉矩密度。減速方式采用行星減速器，PowerFlow R86-3采用了三級減速比(48:1)，而PowerFlow R86-2則采用了二級減速比(16:1)。
PowerFlow R86-3執(zhí)行器
PowerFlow R86-2執(zhí)行器
PowerFlow R52減速方式也為行星減速器，采用了二級減速比(36:1)
PowerFlow R52執(zhí)行器
R系列三款執(zhí)行器都具有很高的承載能力和壽命；同時自研了高集成的驅動方案，雙編碼器反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制，使其具備速度環(huán)、力矩環(huán)、位置環(huán)、MIT混合控制；不僅如此，還具備過流、過壓欠壓、超速、過溫等多重保護機制，保證產(chǎn)品穩(wěn)定可靠運行。
2.2 主要特性
· 低成本QDD關節(jié)
· 中空走線*
· 高集成度FOC驅動
· 多圈絕對值編碼方案
· 模塊化動力配置
*只有PowerFlow R86-3和R86-2采用了中空走線
2.3 產(chǎn)品參數(shù)
PowerFlow R系列執(zhí)行器性能規(guī)格表 | |||||
類型 | 參數(shù) | 單位 | PFR86-3 | PFR86-2 | PFR52 |
關節(jié)性能參數(shù) | 電機極對數(shù) | / | 14 | 14 | 7 |
工作電壓 | V DC | 15~55 | 15~55 | 15~55 | |
額定電壓 | V DC | 48 | 48 | 48 | |
額定轉速 | rpm | 30 | 70 | 50 | |
額定電流 | Arms | 10.4 | 9.8 | 1.9 | |
額定轉矩 | N.m | 60 | 20 | 6 | |
峰值電流 | Arms | 35 | 42 | 6.8 | |
峰值轉矩 | N.m | 200 | 80 | 19 | |
峰值轉速 | rpm | 85 | 260 | 130 | |
反電動勢系數(shù) | Vrms/Krpm | 133.6 | 133.6 | 228.6 | |
轉矩系數(shù) | N.m/A | 3.97 | 1.366 | 1.894 | |
| 減速器參數(shù) | 減速比 | / | 48 | 16 | 36 |
減速器背隙 | arcmin | 18 | 12 | 12 | |
| 其他 | 重量 | kg | 1.28 | 0.81 | 0.45 |
3. 產(chǎn)品尺寸信息
PowerFlow R86-3產(chǎn)品尺寸信息
PowerFlow R86-2產(chǎn)品尺寸信息
PowerFlow R52產(chǎn)品尺寸信息
4. 電氣接口互聯(lián)
R系列三款執(zhí)行器，電氣接口采用歸一化設計，三款執(zhí)行器的接口引腳定義如下，
電源CAN通訊口引腳定義：XT30(2+2)
序號 | PIN定義 | 功能描述 |
1 | PGND | 總電源地 |
2 | DC-BUS | 總電源輸入 48V |
3 | CAN_L | CAN總線-低 |
4 | CAN_H | CAN總線-高 |
3PIN燒錄口引腳定義：
序號 | PIN定義 | 功能描述 |
1 | SWDIO | 燒錄數(shù)據(jù)線 |
2 | SWCLK | 燒錄時鐘線 |
3 | GND | 電源地 |
5. CMD上位機控制方式
下載上位機軟件REF-CLI v1.0.3.exe。
R系列執(zhí)行器基本操作所需要的命令如下:
ref0 #查看關節(jié)固件信息 fw_version=329(v3版本)；fw_version=327(v2版本) |
執(zhí)行器報紅燈指南:
ref0.motor.error_code #查詢故障代碼 |
出于保護使用者，執(zhí)行器做了電流保護功能，輸出力矩會受到影響，如需放開限制，請輸入以下代碼操作:
ref0.motor.config.current_limit=70 #修改線電流限制 86-2/3的閾值是70A，52-2的閾值是12A |
6. 通信接口及協(xié)議
PowerFlow R系列執(zhí)行器支持 CANFD 通信方式，仲裁域波特率 1M，采樣點80%，數(shù)據(jù)域波特率5M，采樣點75%。
6.1 使能 / 失能
執(zhí)行器在控制之前需要先使能，控制協(xié)議如下：
MSG ID | DLC | D0 | D1 |
can_node_id | 2 | Cmd | State |
can_node_id: 執(zhí)行器的節(jié)點ID，可通過上位機進行修改
Cmd: 0x01
State: 目標狀態(tài)，00 失能，01 使能
發(fā)送后可根據(jù) 6.1.3上行狀態(tài)中的 "State" 字段來判斷是否使能成功。
6.2 MIT模式控制
使用MIT模式前，需要根據(jù)上位機將執(zhí)行器的控制模式切換至 "6 MIT模式"，該模式可以保存，上電后自動切換。
MIT模式控制目前只支持在廣播模式下運行，廣播模式說明如下：
MSG ID | DLC | D0 - D7 | D8 - D15 | D16 - D23 | D24 - D31 | D32 - D39 | D40 - D47 | D48 - D55 | D56 - D63 |
0 | 64 | id 1 | id 2 | id 3 | id 4 | id 5 | id 6 | id 7 | id 8 |
廣播模式下，報文ID固定為0，數(shù)據(jù)域長度為64。
每個節(jié)點根據(jù)其ID選用數(shù)據(jù)域中的8個字節(jié)，例如 ID為2的執(zhí)行器取用的數(shù)據(jù)段為 D8 - D15。
注：由于數(shù)據(jù)長度有限，該模式下每條總線最多串聯(lián)8個節(jié)點，ID設置的范圍為 1 - 8 。
每個執(zhí)行器取用廣播幀中的8個字節(jié)，定義如下：
D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 |
Pos [15:8] | Pos [7:0] | Vel [11:4] | Vel [3:0] 4bit H Kp [11:8] 4bit L | Kp [7:0] | Kd[11:4] | Kd[3:0] 4bit H tor[11:8] 4bit L | tor[7:0] |
該模式下，所有的目標參數(shù)都有設定的限制范圍，在上位機中可以使用如下命令進行查看:
ref0.motor.config.mit_params // 打印所有MIT模式參數(shù) |
默認情況下，出廠設置為：
型號 | Pos Max (rad) | Vel (rad/s) | Tor (Nm) | Kp | Kd |
R86 - 3 | -6.28 ~ 6.28 | -12.56 ~ 12.56 | -100 ~ 100 | 0 ~ 500 | 0 ~ 8 |
R86 - 2 | -6.28 ~ 6.28 | -12.56 ~ 12.56 | -100 ~ 100 | 0 ~ 500 | 0 ~ 8 |
R52 | -6.28 ~ 6.28 | -12.56 ~ 12.56 | -50 ~ 50 | 0 ~ 500 | 0 ~ 8 |
在下發(fā)控制報文時，需要把目標值的浮點數(shù)轉為整形填入報文，參考轉換方法如下，需要傳入范圍值與目標值，以及數(shù)據(jù)占用的位數(shù)
int MitFloatToUint(float x, float x_min, float x_max, int bits) { |
例如,目標位置值的轉換，需要按照如下方法調(diào)用，然后將轉換完成的目標值填入報文對應的字段即可。
int pos_cmd = MitFloatToUint(target_pos, -6.28, 6.28, 16); |
6.3 上行狀態(tài)
每當執(zhí)行器收到一幀數(shù)據(jù)并成功解析后，會上報一幀狀態(tài)數(shù)據(jù)，具體定義如下所示：
MSG ID | DLC | D0 | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | D7 |
can_node_id | 8 | Pos [15:8] | Pos [7:0] | Vel [11:4] | Vel [3:0] 4bit H Cur [11:8] 4bit L | Cur [7:0] | Error Code 4bit H State 3bit Heartbeat 1bit L | Reserved | |
? MSG ID: 執(zhí)行器的節(jié)點ID，在上位機中對應 ref0.can_node_id
? State: 執(zhí)行器當前的狀態(tài)，00 為失能，01 為使能
? Hearbeat：心跳數(shù)據(jù)包，每次發(fā)送數(shù)據(jù)都會取反一次
? ErrorCode: 錯誤碼，對應下方表格數(shù)據(jù)取 log2
錯誤碼 | 錯誤描述 |
0 | 無錯誤 |
0x0001 | 控制模式無效 |
0x0002 | 過壓 |
0x0004 | 欠壓 |
0x0008 | 過速 |
0x0010 | 過溫 |
0x0020 | 過流 |
0x0040 | 相電阻超出范圍 |
0x0080 | 相電感超出范圍 |
0x0100 | 極對數(shù)超出范圍 |
0x0200 | 未校準 |
上報的狀態(tài)數(shù)據(jù)中包含扭矩速度位置等信息，需要參考以下方法將整形數(shù)據(jù)從報文中取出，并轉成浮點值，使用方法和數(shù)據(jù)范圍參考6.2小節(jié)。
float MitUintToFloat(int x_int, float x_min, float x_max, int bits) { |
7. 其他
本手冊基于 PowerFlow R86-3 硬件 Ver3.0/Ver1.3， PowerFlow R86-2 硬件 Ver3.0/Ver1.3， PowerFlow R52 硬件 Ver3.0/Ver1.3，驅動軟件版本Ver3.2.7(V1.3硬件)以及Ver3.2.9(V3.0硬件)編寫。
其他產(chǎn)品手冊中未注明事項，請查閱智元官網(wǎng)，或聯(lián)系智元服務人員獲取信息。
