抱闸供电电路及用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法技术

本发明专利技术提供了一种抱闸供电电路，包括：第一供电路径，包括串联的开关电路和第一防倒灌电路，第一供电路径一端用于输入第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈；第二供电路径，包括串联的DC/DC电源电路和第二防倒灌电路，第二供电路径一端用于输入第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈，DC/DC电源电路用于将第一直流电压转换为第二直流电压，第二直流电压小于第一直流电压；控制电路，连接开关电路和DC/DC电源电路，控制电路配置为根据抱闸工作阶段选择性地导通所述第一供电路径和所述第二供电路径。电路径。电路径。

【技术实现步骤摘要】
抱闸供电电路及用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法


[0001]本专利技术主要涉及机器人制动器驱动领域，尤其涉及一种抱闸供电电路及用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法。

技术介绍

[0002]机器人制动器通常称之为抱闸装置，在机器人出现误动、意外碰撞等情形时提供安全保障，是机器人的安全功能的执行机构之一，是机器人的重要组成部分。抱闸装置是一种机电类型的零部件，一般套装在电机转轴上，通过电磁铁原理实现对电机转轴的抱闸和开闸，当给抱闸线圈供电时，产生电磁力，制动器松开电机转轴实现开闸，当抱闸线圈断电时，失去电磁力，制动器卡紧电机转轴实现抱闸。
[0003]为了使抱闸线圈开启，需要给其提供一个较高的电压，然而如果使用这一较高的电压维持抱闸开启，抱闸线圈会产生严重的发热现象，存在一定的安全隐患。为了改进这一问题，现有技术中最常用的手段是首先提供一较高电压实现开闸，再提供一PWM波维持抱闸打开状态，以减少发热。然而这一方法在维持抱闸打开状态时，提供给抱闸的电流是震荡的，电磁力忽大忽小，引起制动器也跟随高频振动，严重时制动器会产生啸叫，影响制动器寿命。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种既能减轻发热现象，又不会引发震动问题的抱闸供电电路以及用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种抱闸供电电路，包括：第一供电路径，包括串联的开关电路和第一防倒灌电路，第一供电路径一端用于输入第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈；第二供电路径，包括串联的DC/DC电源电路和第二防倒灌电路，第二供电路径一端用于输入第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈，DC/DC电源电路用于将第一直流电压转换为第二直流电压，第二直流电压小于第一直流电压；控制电路，连接开关电路和DC/DC电源电路，控制电路配置为根据抱闸工作阶段选择性地导通第一供电路径和第二供电路径。
[0006]可选地，在本专利技术的一实施例中，控制电路配置为根据抱闸工作阶段选择性地导通第一供电路径和第二供电路径的步骤包括：检测第一直流电压；当第一直流电压大于电压阈值时，将输出给开关电路的一第一使能信号置为有效，使开关电路打开，将第一直流电压提供给抱闸线圈，且将输出给DC/DC电源电路的一第二使能信号置为无效；经过一第一时间后，将输出给DC/DC电源电路的第二使能信号置为有效，使DC/DC电源电路将第一直流电压转换为第二直流电压提供给抱闸线圈，经过一第二时间后，将输出给开关电路的第一使能信号置为无效，使开关电路关断。
[0007]可选地，在本专利技术的一实施例中，控制电路具有电压检测电路，用于检测第一直流电压。
[0008]可选地，在本专利技术的一实施例中，第一防倒灌电路是二极管、NMOS或PMOS；和/或第二防倒灌电路是二极管、NMOS或PMOS。
[0009]可选地，在本专利技术的一实施例中，抱闸供电电路还包括电流反馈检测电路，电流反馈检测电路包括设于开关电路、DC/DC电源电路与抱闸线圈之间的电流采样电路，电流采样电路用于产生随抱闸线圈的电流大小变化的模拟电压信号。
[0010]可选地，在本专利技术的一实施例中，电流采样电路包括采样电阻和电流感应放大器，采样电阻的第一端连接至第一供电路径以及第二供电路径，采样电阻的第二端用于连接至抱闸线圈，采样电阻的第一端和采样电阻的第二端分别还连接至电流感应放大器的两个输入端，电流感应放大器的输出端输出模拟电压信号。
[0011]可选地，在本专利技术的一实施例中，电流反馈检测电路还包括第一比较电路，第一比较电路用于对模拟电压信号和最小电流基准电压进行比较，得到第一比较结果，并将第一比较结果发送至控制电路。
[0012]可选地，在本专利技术的一实施例中，控制电路还配置为根据第一比较结果控制开关电路和DC/DC电源电路的工作状态，当模拟电压信号小于最小电流基准电压时，控制电路将第一使能信号和第二使能信号置为无效。
[0013]可选地，在本专利技术的一实施例中，电流反馈检测电路还包括第二比较电路，第二比较电路配置为对模拟电压信号和过流基准电压进行比较，得到第二比较结果，并将第二比较结果发送至控制电路。
[0014]可选地，在本专利技术的一实施例中，控制电路还配置为根据第二比较结果判断控制开关电路和DC/DC电源电路的工作状态，当模拟电压信号大于过流基准电压时，控制电路将第一使能信号和第二使能信号置为无效。
[0015]本专利技术还提供了一种用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法，包括：a.检测第一直流电压；b.在第一直流电压大于电压阈值时，将第一直流电压提供给抱闸线圈；c.在打开抱闸后，将第一直流电压转换为第二直流电压，并将第二直流电压提供给抱闸线圈，其中，第二直流电压小于第一直流电压。
[0016]可选地，在本专利技术的一实施例中，抱闸供电方法还包括：在将第一直流电压提供给抱闸线圈之后，检测流向抱闸线圈的电流，在电流小于最小有效电流的情况下，或在电流大于可以流经抱闸线圈的最大电流的情况下，停止向抱闸线圈供电。
[0017]与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案能够维持抱闸打开，减小抱闸线圈的发热量，降低能耗并降低对散热的要求。同时，由于本方法一直向抱闸线圈提供直流电流，相对于向抱闸线圈提供PWM波形驱动信号的方案，可以保持电磁力稳定，不会导致制动器产生高频振动，避免制动器振动或啸叫，延长制动器的寿命。
附图说明
[0018]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本专利技术原理的作用。附图中：
[0019]图1是本专利技术一实施例的抱闸供电电路框图；
[0020]图2是本专利技术一实施例的抱闸供电电路各组件电压信号波形图；
[0021]图3是本专利技术另一实施例的抱闸供电电路框图；
[0022]图4是本专利技术一实施例的用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法流程图；
[0023]图5是本专利技术另一实施例的用于驱动机器人制动器的抱闸供电方法流程图。
具体实施方式
[0024]为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
[0025]如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
[0026]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抱闸供电电路，包括：第一供电路径，包括串联的开关电路和第一防倒灌电路，所述第一供电路径一端用于输入第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈；第二供电路径，包括串联的DC/DC电源电路和第二防倒灌电路，所述第二供电路径一端用于输入所述第一直流电压，另一端用于连接抱闸线圈，所述DC/DC电源电路用于将所述第一直流电压转换为第二直流电压，所述第二直流电压小于所述第一直流电压；控制电路，连接所述开关电路和DC/DC电源电路，所述控制电路配置为根据抱闸工作阶段选择性地导通所述第一供电路径和所述第二供电路径。2.如权利要求1所述的抱闸供电电路，其中所述控制电路配置为根据抱闸工作阶段选择性地导通所述第一供电路径和所述第二供电路径的步骤包括：检测所述第一直流电压；当所述第一直流电压大于电压阈值时，将输出给所述开关电路的一第一使能信号置为有效，使所述开关电路打开，将所述第一直流电压提供给所述抱闸线圈，且将输出给所述DC/DC电源电路的一第二使能信号置为无效；经过一第一时间后，将输出给所述DC/DC电源电路的第二使能信号置为有效，使所述DC/DC电源电路将所述第一直流电压转换为第二直流电压提供给所述抱闸线圈；经过一第二时间后，将输出给所述开关电路的第一使能信号置为无效，使所述开关电路关断。3.如权利要求1所述的抱闸供电电路，其特征在于，所述控制电路具有电压检测电路，用于检测所述第一直流电压。4.如权利要求1所述的抱闸供电电路，其特征在于，所述第一防倒灌电路是二极管、NMOS或PMOS；和/或所述第二防倒灌电路是二极管、NMOS或PMOS。5.如权利要求2所述的抱闸供电电路，其特征在于，还包括电流反馈检测电路，所述电流反馈检测电路包括设于所述开关电路、DC/DC电源电路与所述抱闸线圈之间的电流采样电路，所述电流采样电路用于产生随所述抱闸线圈的电流大小变化的模拟电压信号。6.如权利要求5所述的抱闸供电电路，其特征在于，所述电流采样电路包括采样电阻和电流感应放大器，所述采样电阻的第一端连接至...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄舒平，贺岩，康炬，朱秀娟，
申请(专利权)人：上海捷勃特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：