一种包括制动器状态监测的工业机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种包括制动器状态监测的工业机器人，所述工业机器人包括连杆和关节，所述关节包括驱动电机和制动器，所述制动器包括：环形制动元件、挡销、电磁铁，所述环形制动元件套设于所述驱动电机的电机轴并跟随转动，所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈得电和失电时铁芯处于不同位置，所述挡销处于伸出状态时限制所述环形制动元件旋转以制动所述关节；关节包括：信息采集模块，用于对所述电磁铁施加脉冲激励，检测所述电磁铁的电压和/或电流，获取所述电磁铁的电感量；信号处理模块，用于根据所述电磁铁的电感量判断铁芯位置，确定所述电磁铁是否正常工作。本实用新型专利技术的有益效果是：工业机器人安全性好、故障判断准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种包括制动器状态监测的工业机器人


[0001]本技术涉及工业机器人领域，特别是涉及一种包括制动器状态监测的工业机器人。

技术介绍

[0002]工业机器人是在工业环境中广泛运用的一类机器人，机器人的关节是其核心部件之一，关节包括驱动电机以及制动器，驱动电机是关节的动力源，制动器能够制动所述关节以停止机器人的运动。
[0003]工业机器人根据工作需求，关节需要处于制动状态或解除制动状态，即当机器人需要执行工作时，关节处于解除制动状态，当机器人不执行工作需要停机时，关节处于制动状态，如果制动器发生异常未能正常工作，而工业机器人未能针对该异常进行处理，工业机器人可能存在安全风险。例如，当制动器未能成功制动而机器人直接停机下电时，机器人可能发生砸臂，严重将直接损坏机器人。
[0004]因此，有必要设计一种实现简单、安全性好的工业机器人。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本技术的目的在于提供一种实现简单、安全性好的工业机器人。
[0006]本技术可采用如下技术方案：一种工业机器人，包括连杆和关节，所述关节包括驱动电机和制动器，所述制动器包括：环形制动元件、挡销、电磁铁，所述环形制动元件套设于所述驱动电机的电机轴并跟随转动，所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈得电和失电时铁芯处于不同位置，所述挡销根据铁芯不同位置而处于伸出状态或缩回状态，所述挡销处于伸出状态时限制所述环形制动元件旋转以制动所述关节，所述关节包括：信号采集模块，用于对所述电磁铁施加脉冲激励，检测所述电磁铁的电压和/或电流，获取所述电磁铁的电感量；信号处理模块，用于根据所述电磁铁的电感量判断铁芯位置，确定所述电磁铁是否正常工作。
[0007]进一步的，所述关节具有制动状态和解除制动状态，当所述关节应处于制动状态时，所述信号采集模块对所述电磁铁施加正向激励脉冲，获取所述电磁铁的电感量；当所述关节应处于解除制动状态时，所述信号采集模块对所述电磁铁施加负向激励脉冲，获取所述电磁铁的电感量。
[0008]进一步的，所述信号采集模块用于在机器人上电执行工作前和机器人结束执行工作下电前，对所述电磁铁施加脉冲激励，获取所述电磁铁的电感量。
[0009]进一步的，所述信号处理模块用于设置预设电感量，将所述电磁铁的电感量与所述预设电感量比较，满足条件时确定所述电磁铁正常工作。
[0010]进一步的，所述信号处理模块用于当所述电磁铁的电感量至少连续三次不满足条件时，确认所述电磁铁未正常工作。
[0011]进一步的，所述信号处理模块用于确定所述电磁铁未正常工作时，控制所述机器
人保持电机励磁，和/或，控制所述机器人发出报警信号。
[0012]与现有技术相比，本技术具体实施方式的有益效果为：工业机器人通过对电磁铁施加脉冲激励获取电感，确认铁芯位置确定电磁铁是否正常工作，避免了电磁铁故障导致机器人存在的不安全因素，同时能够准确的锁定机器人制动故障的原因，有利于排除故障，有利于机器人安全运行。
附图说明
[0013]以上所述的本技术的目的、技术方案以及有益效果可以通过下面附图实现：
[0014]图1是本技术一个实施例的工业机器人的示意图
[0015]图2是本技术一个实施例的工业机器人的关节分解示意图
[0016]图3是本技术一个实施例的铁芯处于释放位置和吸附位置的示意图
[0017]图4是本技术一个实施例的工业机器人的关节处于制动状态的示意图
[0018]图5是本技术一个实施例的工业机器人的关节处于解除制动状态的示意图
[0019]图6是本技术一个实施例的电磁铁电压变化示意图
[0020]图7是本技术一个实施例的电磁铁时域电流波形图
具体实施方式
[0021]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]本技术保护一种工业机器人，参图1
‑
图2，图1是本技术一个实施例的工业机器人10的示意图，图2是本技术一个实施例的工业机器人10的关节分解示意图。工业机器人10包括连杆1和关节2，所述关节2包括驱动电机21和制动器，所述制动器包括：环形制动元件24、挡销22、电磁铁23。驱动电机21提供所述关节2动力源，所述环形制动元件24套设于所述驱动电机21的电机轴25并跟随转动，所述电磁铁23包括铁芯231和线圈，所述线圈得电和失电时铁芯231处于不同位置，所述挡销22根据铁芯231不同位置而处于伸出状态或缩回状态，所述挡销22处于伸出状态时与所述环形制动元件24接触以制动所述关节2。所述关节2包括：信息采集模块，用于对所述电磁铁23施加脉冲激励，检测所述电磁铁23的电压和/或电流，获取所述电磁铁23的电感量；信号处理模块，用于根据所述电磁铁23的电感量判断铁芯231位置，确定所述电磁铁23是否正常工作。具体的，参图3，图3a和图3b分别示出了所述铁芯231处于释放位置和吸附位置的示意图，所述铁芯231具有释放位置和吸附位置，当所述线圈得电时，所述铁芯231被吸附而处于吸附位置，所述挡销22与所述铁芯231接触，所述挡销22根据铁芯231处于吸附位置而处于缩回状态；当所述线圈失电时，所述铁芯231被释放而处于释放位置，所述挡销22与所述铁芯231接触，所述挡销22根据所述铁芯231处于释放位置而处于伸出状态，进而限制所述环形制动元件24的旋转以制动所述关节。所述线圈得电时，所述铁芯231被吸附，所述挡销22处于缩回状态，所述环形制动元件24能够自由转动，所述关节为2解除制动状态；所述线圈失电时，所述铁芯231被释放，所述挡销22
处于伸出状态，能够限制所述环形制动元件24的转动，所述关节2为制动状态。当铁芯231处于不同位置时，所述信号采集模块获取的电感量不同，具体的，铁芯处于吸附位置时，电感量相对小，而铁芯处于释放位置时，电感量相对大，从而能够根据电感量不同判断铁芯231的位置，确定电磁铁23是否正常工作，从而确定制动器是否正常制动。具体的，本技术所提供的工业机器人10，检测制动器是否正常工作，避免因机器人异常而引起砸臂等安全风险，机器人安全性好，同时，硬件设计简单，易于实现。
[0023]参图4
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图5，工业机器人10的关节2具有制动状态和解除制动状态，图4和图5分别示出了关节2处于制动状态和解除制动状态的示意图，当所述关节2处于制动状态时，所述挡销22处于伸出状态，所述铁芯处于释放位置；当所述关节2处于解除制动状态时，所述挡销22处于缩回状态，所述铁芯处于吸附位置。
[0024]当关节2应处于制动状态时，所述信号采集模块对所述电磁铁2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括制动器状态监测的工业机器人，其特征在于，包括连杆和关节，所述关节包括驱动电机和制动器，所述制动器包括：环形制动元件、挡销、电磁铁，所述环形制动元件套设于所述驱动电机的电机轴并跟随转动，所述电磁铁包括铁芯和线圈，所述线圈得电和失电时铁芯处于不同位置，所述铁芯具有吸附位置和释放位置；所述挡销根据铁芯不同位置而处于伸出状态或缩回状态，所述挡销根据铁芯处于吸附位置而处于缩回状态，所述挡销根据铁芯处于释放位置而处于伸出状态；所述挡销处于伸出状态时限制所述环形制动元件旋转以制动所述关节，所述关节包括：信号采集模块，用于对所述电磁铁施加脉冲激励，检测所述电磁铁的电压和/或电流，获取所述电磁铁的电感量；信号处理模块，用于根据所述电磁铁的电感量判断铁芯位置，确定所述电磁铁是否正常工作。2.根据权利要求1所述的工业机器人，其特征在于，所述关节具有制动状态和解除制动状态，当所述关节应处于制动状态时，所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙恺，
申请(专利权)人：苏州艾利特机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：