一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法及装置，包括：获取关节电机中编码器的第一初始编码位置、第一编码位置、第二初始编码位置和第二编码位置；根据第一初始编码位置、第一编码位置、第二初始编码位置和第二编码位置，确定手指式刹车盘的可转动方向；驱动关节电机带动手指式刹车盘沿可转动方向旋转预设时间，在预设时间内控制滑动式挡块缩回至预设位置，以释放手指式刹车盘。本发明专利技术实施例提供的阻挡式刹车机构的刹车释放方法，解决了在不确定手指式刹车盘可转动方向的情况下，直接控制电机位置或速度闭环正反转所导致的电机短时堵转、过流和过载等问题，避免了对刹车结构的损坏，延长了阻挡式刹车机构的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法及装置
本专利技术实施例涉及机器人
，尤其涉及一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法及装置。
技术介绍
协作机器人目前基本采用一体化的关节设计：把电机、编码器、减速机、抱闸、伺服等核心部件，都高度集成在关节里；其中关节电机的刹车结构主要有摩擦片刹车和“阻挡式”刹车两种形式。摩擦片刹车通过驱动电磁动作装置，使摩擦片夹紧刹车盘，以强摩擦的方式实现对电机轴的机械式抱死。“阻挡式”刹车结构简单，主要由电磁动作装置(一般为电磁铁)、手指式刹车盘、滑动式挡块和弹簧四个部件组成；其中，手指式刹车盘与电机轴固定，在电磁铁动作、弹簧压缩、挡块回退的状态下，刹车盘上的手指与挡块不存在干涉，电机可以自由转动；当电磁铁释放时，刹车挡块被弹簧弹出后，刹车盘上的手指与挡块存在干涉，在碰到挡块后即被阻止，因此电机转动被限制在两个相邻手指之间，简单可靠，成本低，发热量小。摩擦片刹车原理与汽车刹车类似，控制方法简单，无需多余动作即可抱死或释放，但这种刹车机构需要较大的电磁动作装置(电磁铁)，发热量大，而且摩擦产生的粉尘可能会影响驱动电路板，有可能导致短路。“阻挡式”刹车结构简单，成本低，发热量小，但采用“阻挡式”刹车方案的协作机器人，刹车释放使能后，刹车机构抱死，受重力作用，刹车盘的某一根手指会压在滑动式挡块上，导致挡块受到与其滑动方向垂直的横向压力，使其不能自由滑动，无法在电磁铁的推动下直接释放。因此，这种刹车结构的释放方式更为复杂，释放前，需要控制电机转动，使刹车盘手指脱离滑动式挡块，再进行电磁铁动作，推动滑块压缩弹簧，进行释放。目前这种刹车机构的释放方式通常采用直接控制电机正反转摆动的方式来使刹车手指脱离挡块，但电机由于单向处于阻挡状态，只有一个方向可以转动，直接控制电机正反转的方式可能导致电机短时堵转，造成过载、过流等问题，甚至损坏刹车结构。
技术实现思路
本专利技术提供一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法及装置，以在避免堵转的情况下，实现刹车手指与挡块的脱离并释放刹车。第一方面，本专利技术实施例提出一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法，所述阻挡式刹车机构包括手指式刹车盘和滑动式挡块，所述手指式刹车盘包括均匀环绕设置的多个刹车手指，所述滑动式挡块用于在伸出时阻挡所述手指式刹车盘转动，在缩回至预设位置时释放所述手指式刹车盘，以使所述手指式刹车盘在关节电机的驱动下转动，包括：获取所述关节电机中编码器的第一初始编码位置；向所述关节电机提供第一脉冲电流信号，控制所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第一编码位置；获取所述关节电机中编码器的第二初始编码位置；向所述关节电机提供第二脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第二编码位置；根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始编码位置和所述第二编码位置，确定所述手指式刹车盘的可转动方向；在驱动所述关节电机驱动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间，并在所述预设时间内控制所述滑动式挡块缩回至所述预设位置，以释放所述手指式刹车盘。可选的，根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始编码位置和所述第二编码位置，确定所述手指式刹车盘的可转动方向，包括：计算所述第一初始编码位置到所述第一编码位置的第一旋转角度，或者计算所述第二初始编码位置到所述第二编码位置的第二旋转角度；在所述第一旋转角度大于预设角度时，确定所述可转动方向为顺时针旋转方向，或者，在所述第二旋转角度大于所述预设角度时，确定所述可转动方向为逆时针旋转方向。可选的，所述刹车释放方法，还包括：在所述第一旋转角度和所述第二旋转角度均小于所述预设角度时，获取所述关节电机中编码器的第三初始编码位置；调节所述第一脉冲电流信号的幅值和/或电角度，并将调节后的所述第一脉冲电流提供至所述关节电机，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第三编码位置；获取所述关节电机中编码器的第四初始编码位置；调节所述第二脉冲电流信号的幅值和/或电角度，并将调节后的所述第二脉冲电流提供至所述关节电机，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第四编码位置；重复执行获取所述关节电机中编码器的第三初始编码位置的步骤，直至所述第一旋转角度大于所述预设角度或所述第二旋转角度大于所述预设角度，并记录当前的第一脉冲电流信号和/或当前的第二脉冲电流信号的电角度和幅值。可选的，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间，包括：获取驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向进行旋转的最小可动电流；在预设时间内，向所述关节电机持续提供所述最小可动电流，驱动所述关节电机沿所述可转动方向旋转，并带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间。可选的，所述最小可动电流为Iq+It·Sin(ωt)；其中，Iq为记录的当前的第一脉冲电流信号或当前的第二脉冲电流信号的幅值；It·Sin(ωt)为按正弦规律变化的扰动电流信号，ω为所述扰动电流信号的角速度；It为所述扰动电流信号的幅值；t为时间。可选的，所述阻挡式刹车机构还包括电磁动作器和弹簧，所述电磁动作器用于控制所述滑动式挡块压缩或拉伸所述弹簧；控制所述滑动式挡块缩回至所述预设位置，包括：在所述预设时间内，向所述电磁动作器提供持续的工作电流，控制所述电磁动作器驱动所述滑动式挡块压缩所述弹簧，以使所述滑动式挡块缩回至所述预设位置。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种阻挡式刹车机构的刹车释放装置，所述阻挡式刹车机构包括手指式刹车盘和滑动式挡块，所述手指式刹车盘包括均匀环绕设置的多个刹车手指，所述滑动式挡块用于在伸出时阻挡所述手指式刹车盘转动，在缩回至预设位置时释放所述手指式刹车盘，以使所述手指式刹车盘在关节电机的驱动下转动，包括：第一初始编码位置获取模块，用于获取所述关节电机中编码器的第一初始编码位置；第一编码位置获取模块，用于向所述关节电机提供第一脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第一编码位置；第二初始编码位置获取模块，用于获取所述关节电机中编码器的第二初始编码位置；第二编码位置获取模块，向所述关节电机提供第二脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第二编码位置；可转动方向确定模块，根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法，所述阻挡式刹车机构包括手指式刹车盘和滑动式挡块，所述手指式刹车盘包括均匀环绕设置的多个刹车手指，所述滑动式挡块用于在伸出时阻挡所述手指式刹车盘转动，在缩回至预设位置时释放所述手指式刹车盘，以使所述手指式刹车盘在关节电机的驱动下转动，其特征在于，包括：/n获取所述关节电机中编码器的第一初始编码位置；/n向所述关节电机提供第一脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第一编码位置；/n获取所述关节电机中编码器的第二初始编码位置；/n向所述关节电机提供第二脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第二编码位置；/n根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始编码位置和所述第二编码位置，确定所述手指式刹车盘的可转动方向；/n驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间，并在所述预设时间内控制所述滑动式挡块缩回至所述预设位置，以释放所述手指式刹车盘。/n...

【技术特征摘要】
1.一种阻挡式刹车机构的刹车释放方法，所述阻挡式刹车机构包括手指式刹车盘和滑动式挡块，所述手指式刹车盘包括均匀环绕设置的多个刹车手指，所述滑动式挡块用于在伸出时阻挡所述手指式刹车盘转动，在缩回至预设位置时释放所述手指式刹车盘，以使所述手指式刹车盘在关节电机的驱动下转动，其特征在于，包括：
获取所述关节电机中编码器的第一初始编码位置；
向所述关节电机提供第一脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第一编码位置；
获取所述关节电机中编码器的第二初始编码位置；
向所述关节电机提供第二脉冲电流信号，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第二编码位置；
根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始编码位置和所述第二编码位置，确定所述手指式刹车盘的可转动方向；
驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间，并在所述预设时间内控制所述滑动式挡块缩回至所述预设位置，以释放所述手指式刹车盘。


2.根据权利要求1所述的刹车释放方法，其特征在于，根据所述第一初始编码位置、所述第一编码位置、第二初始编码位置和所述第二编码位置，确定所述手指式刹车盘的可转动方向，包括：
计算所述第一初始编码位置到所述第一编码位置的第一旋转角度，或者计算所述第二初始编码位置到所述第二编码位置的第二旋转角度；
在所述第一旋转角度大于预设角度时，确定所述可转动方向为顺时针旋转方向，或者，在所述第二旋转角度大于所述预设角度时，确定所述可转动方向为逆时针旋转方向。


3.根据权利要求2所述的刹车释放方法，其特征在于，还包括：
在所述第一旋转角度和所述第二旋转角度均小于所述预设角度时，获取所述关节电机中编码器的第三初始编码位置；
调节所述第一脉冲电流信号的幅值和/或电角度，并将调节后的所述第一脉冲电流提供至所述关节电机，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿顺时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第三编码位置；
获取所述关节电机中编码器的第四初始编码位置；
调节所述第二脉冲电流信号的幅值和/或电角度，并将调节后的所述第二脉冲电流提供至所述关节电机，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转，并在所述手指式刹车盘沿逆时针方向旋转结束时，获取所述关节电机中编码器的第四编码位置；
重复执行获取所述关节电机中编码器的第三初始编码位置的步骤，直至所述第一旋转角度大于所述预设角度或所述第二旋转角度大于所述预设角度，并记录当前的第一脉冲电流信号和/或当前的第二脉冲电流信号的电角度和幅值。


4.根据权利要求1或3所述的刹车释放方法，其特征在于，驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间，包括：
获取驱动所述关节电机带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向进行旋转的最小可动电流；
在预设时间内，向所述关节电机持续提供所述最小可动电流，驱动所述关节电机沿所述可转动方向旋转，并带动所述手指式刹车盘沿所述可转动方向旋转预设时间。


5.根据权利要求4所述的刹车释放方法，其特征在于，所述最小可动电流为Iq+It·Sin(ωt)；
其中，Iq为记录的当前的第一脉冲电流信号或当前的第二脉冲电流信号的幅值；It·Sin(ωt)为按正弦规律变化的扰动电流信号，ω为所述扰动电流信号的角速度；It为所述扰动电流信号的幅值；t为时间。


6.根据权利要求1所述的刹车释放方法，其特征在于，所述阻挡式刹车机构还包括电磁动作器和弹簧，所述电磁动作器用于控制所述滑动式挡块压缩或拉伸所述弹簧；
控制所述滑动式挡块缩回至所述预设位置，包括：
在所述预设时间内，向所述电磁动作器提供持续的工作电流，控制所述电磁动作器驱动所述滑动式挡块压缩所述弹簧，以使所述滑动式挡块缩回至所述预设位置。


7.一种阻挡式刹车机构的刹车释放装置，所述阻挡式刹车...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明洋，
申请(专利权)人：上海节卡机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31