概述

智能伺服管理器是一个用来管理和配置您的伺服的应用程序。它可以发现串行连接上的伺服和传感器设备，并读写设备中的寄存器来控制和使用设备。

智能伺服管理 SDK 基于QT，是一个C++多平台框架，不仅可以管理 TouchIdeas 品牌的伺服和传感器，也可以用来管理 Dynamixal 或者 HerkuleX 伺服和传感器等智能设备。目前支持Linux,Mac OS和Window操作系统。您可用使用这个 SDK 开发自己的伺服管理软件。

下载

天乐思科技提供该软件的下载，对应下面的两个压缩包文件：

• SmartServo.zip

• RS485适配器驱动

配置（安装驱动）

解压

将下载得到的压缩包分别进行解压，得到两个文件夹，如下图所示：

安装驱动

启动

打开CH341SER\CH341SER文件夹，得到SETUP.EXE执行文件并双击打开

执行

选择安装选项，等到安装成功即可关闭

使用智能伺服管理器

智能伺服管理器 SmartServo 是一个绿色软件，也就是说无需安装，可以直接运行。

启动

打开SmartServo文件夹，找到SmartServoGui.exe执行文件，双击启动智能伺服管理器

主窗口

软件打开后，软件的主窗口如下图所示：

工具栏

高级扫描器

“高级扫描器”可发现串口上连接的设备，这通常在你拿到一个型号和地址标识都模糊了的伺服，甚至厂家都搞不清楚了，才需要使用这个功能。它会按照你设定的范围，使用各种协议和地址，以尝试为你确定该伺服的厂家，协议和通讯地址。如果你确定使用的是 TouchIdeas 的伺服，那么完全可以忽略这个功能，因为我们只使用一种通讯协议，就是 Dynamixel 2.0。

设置

从上图可以看到，设置用来为管理器设定一些选项，以及每次开机使用的默认通讯配置：

• 管理器隐藏，暂停通讯因为管理器会持续地读取伺服的状态，而伺服连接中断后，管理器会报错，并在错误到达一定程度后自动中断与该伺服的连接。在我们装配或者调试自己的机械装置时，有时候伺服中断一下通讯，但希望管理器不要中断与该伺服的连接，这时你可以选中这个选项。

• 管理器的默认通讯配置通常你的伺服型号，和串口配置都是固定的，你打开管理器只是查看一下伺服的状态，修改某个寄存器。这时你可以将该串口，以及该串口使用的通讯协议，连接的伺服的地址范围在列表中检选，并点击“保存”按钮，让管理器记住它们。这样，当以后你再次启动管理器时，就不需要再配置串口了。

• 管理器启动，自动扫描设备这个选项通常在上面的默认通讯配置被保存后，就可以也把这个选项检选上。这样，不仅无需设定串口参数，管理器一经启动，自动就会连接上的伺服，更加方便了你的调试。

• 使用文件锁独占串口，防止误操作伺服如果你的系统还有其它软件使用串口，为了避免误操作，你可以让管理器锁定这个串口，实现独占使用。

• 伺服的通讯频次这个数字确定管理器一秒钟读取伺服状态的次数，数字越大则状态更新越快，通常设置这个值在30-100之间。

关于

关于有管理器软件的版权和描述信息

停止通讯

当你连接上伺服了后，这个按钮才能使用。如它的名字一样，点击它会中断当前的通讯，回到管理器启动时的未连接状态。

退出

点击这个按钮，你会退出管理器软件。

管理串口

因为我们的伺服使用了RS485物理链路，所以需要使用计算机的串口建立通讯连接。在主窗口的左上角显示有你的计算机当前可用的所有串口设备，如果你使用了 TouchIdeas 的 RS485 适配器，那么你可以在该适配器未插入时扫描一次可用串口，然后再插上适配器扫描一次可用串口，记住这个串口就是适配器对应的串口了。我们的图例中，适配器对应的串口名称是\\.\com7。如果你在列表中看到了与伺服连接的串口，检选该串口，然后需要确定下面三个选项：

• 选择合适的通讯协议

• 正确的通讯波特率。 ==TouchIdeas 的伺服全部使用 Dynamixel V2 的协议，出厂默认的波特率为 1Mbps。==

• 你的伺服可能的通讯地址范围，范围越小，扫描时间越短。最后一步，就是点击“扫描发现设备”按钮启动扫描了。

在扫描过程中，你可以使用工具栏上的"停止通讯"按钮中断这次扫描。

操作伺服

如果上面的步骤你都没有出问题，那么现在你已经看到你的伺服处理在管理器的界面上了，通常如下图所示：

设备浏览器

在最左侧有一个树状的设备列表，你使用到的所有串口都会在这里有一个条目，而这个串口连接的所有伺服则连接在对应串口的下面。所以，你可以同时使用多个串口进行配置和调试，每个串口连接一些伺服。

通过鼠标点击，你在这个设备浏览器中选择当前配置和管理的伺服。

这个设备浏览器还有一个右键弹出菜单，完成一些伺服操作：

• 刷新

  因为管理器在周期状态读取中，并不会读取非状态量。非状态量，也就是那些伺服运动过程中不会发生变化的量，大多是用户设定。如果你希望能够让管理器完整读取一次伺服的所有寄存器，那么刷新伺服，会完成这个操作。

• 重启

  除了你将伺服的电源关闭，再次上电这样麻烦的重启方式外。管理器可以通过指令立即让一个伺服重启，而且重启后会自动尝试连接，这样就无须再次手动扫描。

• 复位设备

  初学者通常将一些参数调整后，无法达到自己的预期效果。这时候，你可能希望能够重头再来一次，复位设备让伺服回到出厂设定的寄存器状态，也就是你对伺服所做的修改都会被清除。这当然方便对伺服的学习和整定，但是也注意如果伺服中有你的劳动成果，也注意自行先保存一下，尤其是PID整定结果和位置上下限。

• 归零

  这个操作只对H系列的伺服有效，因为该系列伺服具有一个外接的磁零位输入，通过这个指令你可以让该伺服完成一次归零动作。

寄存器表

你还可用发现，中间出现了一个表格。我们将这个表格称为寄存器表，在这个表格中列出了伺服中的所有寄存器信息，第一列指出该寄存器的意义，第二列则是寄存器的当前取值。

表格分为两个部分：

• EEPROM寄存器

  EEPROM寄存器的数据保存在伺服的非易失存储器中，当你设定了该寄存器的值，这些寄存器值在伺服失去电源后仍然可用有效保存。

• RAM寄存器

RAM寄存器则保存在伺服的内存中，这些寄存器的内容，在你的伺服失去电源后就会丢失其内容。也就是你设定了这些寄存器的值，重启伺服，那么这些寄存器值会回到初始状态，而不是你的设定值。

有些寄存器从来也不可写入，比如伺服型号。EEPROM寄存器则在伺服转矩使能后就进入只读状态，所以要修改它们，你必须先关闭伺服的转矩使能。表格通过背景颜色来提示你一个寄存器是否可用修改，背景为橙色的寄存器不可被修改，而背景为绿色的寄存器则可用写入。

要修改一个寄存器的数值非常简单，在表格中该寄存器的值对应的那个单元中点击属性，这个单元格就会变成一个输入框，在输入框中输入你希望设定的数值，管理器会自动将写入命令发送到伺服。

每个寄存器都有其特定的含义，而且不同的伺服其具有的寄存器还稍有不同，具体的寄存器含义，请参考《TouchIdeas 控制参数表》

操作模式

为了针对不同的应用场景，TouchIdeas 设定了多种控制模式，具体如下（==注意不是所有伺服都支持全部这些控制模式，有些只支持其中的一部分，具体请参考伺服的说明书==）：

• 力矩控制方式(=0)基本的力矩控制方式，可以指定伺服的最大负载力矩，如果负载力矩小于设定力矩，则伺服会以可能的最大加速度（随负载不同而变化）加速到目标速度，然后以当前目标速度持续旋转。注意目标力矩没有正负，因而也就没有方向，其方向由目标速度设定。当如果负载转矩大于当前目标转矩时，会进入转矩控制方式，减速以减小负载转矩，直到速度为零。

• 速度控制方式(=1)基本的速度控制方式，其运行方式与力矩控制方式等价。上面两种模式的实际伺服运行曲线如下图所示：其中，目标转矩设定为500，目标速度设定为-100/100。

• 梯形轨迹的位置控制(=2)具有轨迹约束的位置控制，会根据设定的目标加速度完成加减速，以到达目标速度，以该速度运动到合适位置，并根据目标加速度完成加减速，最后以速度零到达目标位置。在运动期间也会受到目标转矩的限制，也就是如果超过了负载转矩限制，目标位置可能无法达成。其中目标位置为：0，2048，目标速度为：500。从图中你可以清晰看到不同的目标加速度造成了不同的轨迹，同样不同的速度一样会有不同的轨迹。只要你设定的加速度距离伺服的最大可能负载对应的加速度有一定裕量，那么这个位置目标可用无超调地完成，并且对PID参数的设定并不敏感。这也是 TouchIdeas伺服的推荐工作方式。

• 位置控制(=3)伺服会以可能的最大加速度（随负载不同而变化）加速到目标速度，然后使用该速度运动到靠近目标位置的合适位置，再以可能的最大加速度减速到零，以尝试到达目标位置时速度为零。因为这个加速度因负载而变化，所以你的PID整定非常重要，有可能会出现超调甚至振荡，因为这种模式收到负载转矩变化影响较大。

• 梯形轨迹的力矩控制(=4)可以指定伺服的最大负载力矩，如果负载力矩小于设定力矩，则伺服会以目标加速度加速到目标速度，然后以当前目标速度持续旋转。注意目标力矩没有正负，因而也就没有方向，其方向由目标速度设定。当如果负载转矩大于当前目标转矩时，会进入转矩控制方式，减速以减小负载转矩，直到速度为零。

• 梯形轨迹的速度控制(=5)轨迹约束的速度控制方式，其运行方式与梯形轨迹的力矩控制等价。

• S曲线轨迹的位置控制(=6)这个模式和梯形轨迹的位置控制基本一样，就是梯形加减速改为了更平滑的S曲线加减速，这样振动会比梯形加减速还要小一些。

• S曲线轨迹的速度控制(=7)这个模式和梯形轨迹的速度控制基本一样，就是梯形加减速改为了更平滑的S曲线加减速，这样振动会比梯形加减速还要小一些。

• S曲线轨迹的力矩控制(=8)这个模式和梯形轨迹的力矩控制基本一样，就是梯形加减速改为了更平滑的S曲线加减速，这样振动会比梯形加减速还要小一些。

位置设定旋钮

位置设定旋钮是为了在整定伺服的PID参数时，可通过这个旋钮来快速设定伺服的目标位置。通过它设定目标位置，和在寄存器表中通过输入框输入是完全一致的。

通讯事件列表

这个列表列出管理器在通讯过程中出现的事件，对于用户诊断通讯的稳定性和可靠性，非常有用。

数据报错误状态栏

最下面的一个状态栏，用来告知用户最近发生的数据报错误。每一个项目对应我们Dynamixel 2.0 协议数据报中的一个子域，如果该子域出错，则对应的项目会变成黄色。

伺服运行曲线图

当你在右上角，检选了“启动电机”后，伺服就会进入转矩输出状态，只有这时候伺服才可能产生运动。在管理器使能伺服后，在界面的底部会出现一个运动曲线图，用来观察伺服的运行状态。该曲线图共有下面七种伺服过程量对应的曲线：

• 电机电流，显示单位毫安，红色曲线，使用左侧的Y轴；

• 电源电压，显示单位10毫伏，粉色曲线，使用左侧的Y轴；

• 电机速度，显示单位脉冲数每秒，绿色曲线，使用右侧的Y轴；

• 电机加速度，显示单位脉冲每秒平方，黄色曲线，使用右侧的Y轴；

• 电机位置，显示单位脉冲，蓝色曲线，使用右侧的Y轴；

• 电机铁壳温度，显示单位摄氏度，天蓝色曲线，使用左侧的Y轴；

• 电机负载转矩，显示单位毫牛米，黑色曲线，使用左侧的Y轴。

全部曲线都显示的情况下，如下图所示：

因为各过程量的取值范围差别挺大，所以我们使用了两个Y轴，以便用户可以看到更多的信息。这个曲线有一个右键菜单，在这个菜单中你可以控制一个过程量的曲线是否显示，因为在调试过程中，某一阶段可能只需要特定的几个曲线，而不是全部。另外，你还可以通过菜单缩放曲线。当然，通过鼠标的滚轮也可以完成缩放操作。最后，非常重要的一个功能是，你可以暂停曲线，这对于分析你的伺服的运行状态非常重要。