一种关节电机反电动势泄放电路制造技术

本申请实施例提供了一种关节电机反电动势泄放电路，泄放电路包括母线电压超限检测电路和超限持续泄放电路，其中：所述母线电压超限检测电路，包括电连接的驱动单元和电压比较单元，所述驱动单元用于驱动所述超限持续泄放电路，所述电压比较单元用于在所述母线电压超过电压阈值时输出第一电平；所述超限持续泄放电路，与所述母线电压超限检测电路电连接，用于在所述电压比较单元输出第一电平时对母线电压进行泄放。本申请实施例解决了立柱上的低压元器件受到高压冲击的问题。压元器件受到高压冲击的问题。压元器件受到高压冲击的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种关节电机反电动势泄放电路


[0001]本申请涉及手术机器人
，尤其涉及一种关节电机反电动势泄放电路。

技术介绍

[0002]目前微创手术已基本取代开放手术成为外科医学领域发展的主要方向。相比于传统的开放式手术，微创手术具有创伤小、病痛轻、恢复快等优势。随着机器人技术的发展，基于腹腔镜手术机器人的微创手术逐渐成熟，并被广泛应用。
[0003]腔镜手术机器人系统在使用过程中，需要根据不同的术式调节手术车的立柱的高度，立柱承载的重量约380KG左右。立柱的关节内安装了关节电机，通过关节电机可驱动立柱进行升降。由于不同功率的关节电机体积差距较大，为节省关节电机的安装空间，可采用小功率电机搭配气弹簧的驱动方式驱动立柱进行升降。气弹簧安装在立柱关节内，在立柱下降时，将动能转化为弹性势能，在立柱上升时，将弹性势能转化为立柱关节的动能。在立柱上升过程中，所在位置越低，弹性势能转化为立柱动能的瞬时功率越大，关节电机产生的反电动势越大。经测试，关节电机的反电动势峰值可达到300V以上，而手术车系统母线上连接的元器件以低压元器件为主，普遍耐压低于60V，容易受到不可逆的损害。此外，在关节电机启停过程时，也同样会产生电机反电动势，同理会对手术车内部的元器件产生不可逆的损害。相关技术中，手术车上缺乏一种保护元器件不受反电动势损害的保护电路。

技术实现思路

[0004]为解决手术机器人的反电动势损害低压元器件的问题，本申请提供了一种关节电机反电动势泄放电路。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种关节电机反电动势泄放电路，该电路包括母线电压超限检测电路和超限持续泄放电路，其中：
[0006]所述母线电压超限检测电路，包括电连接的驱动单元和电压比较单元，所述驱动单元用于驱动所述超限持续泄放电路，所述电压比较单元用于在母线电压超过电压阈值时输出第一电平；
[0007]所述超限持续泄放电路，与所述母线电压超限检测电路电连接，用于在所述电压比较单元输出第一电平时对母线电压进行泄放。
[0008]在一些实施例中，还包括瞬时尖峰电压吸收电路，所述瞬时尖峰电压吸收电路与所述母线电压超限检测电路电连接，用于抑制母线电压升高速率。
[0009]在一些实施例中，所述瞬时尖峰电压吸收电路包括第一瞬态抑制管、功率电感和电解电容阵列，其中，所述电解电容阵列包括多个并联的电解电容。
[0010]在一些实施例中，所述第一瞬态抑制管的两端分别串联有所述功率电感。
[0011]在一些实施例中，所述电压比较单元包括电压比较芯片，所述电压比较芯片的输入端通过多个串联的分压电阻接入所述母线电压，所述电压比较芯片的输出端与所述超限持续泄放电路电连接。
[0012]在一些实施例中，所述母线电压超限检测电路包括两个并联的所述电压比较单元。
[0013]在一些实施例中，所述母线电压超限检测电路还包括防抖动单元，所述防抖动单元包括第二瞬态抑制管和瞬态抑制电容，所述第二瞬态抑制管和瞬态抑制电容并联在电压比较单元的输出端和接地端之间。
[0014]在一些实施例中，所述防抖动单元还包括第一二极管和第一限流电阻，所述第一二极管和第一限流电阻串联在所述驱动单元的输出端和电压比较芯片的输出端之间。
[0015]在一些实施例中，所述超限持续泄放电路包括泄放单元，所述泄放单元包括多个分压电阻、泄放NMOS管、常闭继电器、连接器和水泥电阻，所述泄放NMOS管的栅极通过多个所述分压电阻电连接至所述电压比较芯片的输出端，所述泄放NMOS管的源极接地，所述泄放NMOS管的漏极经所述常闭继电器电连接至所述连接器，所述连接器还与所述水泥电阻电连接，所述泄放NMOS管用于在所述电压比较单元输出所述第一电平时导通。
[0016]在一些实施例中，所述泄放NMOS管包括第一泄放NMOS管和第二泄放NMOS管，所述第一泄放NMOS管的漏极和第二泄放NMOS管的源极电连接。
[0017]在一些实施例中，所述超限持续泄放电路还包括电压检测单元，所述电压检测单元包括多个分压电阻，多个所述分压电阻串联在所述泄放NMOS管的源极和母线电压之间。
[0018]在一些实施例中，所述超限持续泄放电路还包括继电器控制单元，所述超限持续泄放电路还包括继电器控制单元，所述继电器控制单元与所述常闭继电器电连接，所述常闭继电器用于接收上层控制器的控制信号，并根据所述控制信号控制所述常闭继电器的线圈为闭合状态或断开状态。
[0019]在一些实施例中，所述控制信号的电平根据电压检测单元的分压电压值确定。
[0020]在一些实施例中，所述继电器控制单元包括NPN型三极管，所述NPN型三极管与常闭继电器电连接，用于在所述控制信号为高电平时导通，使所述常闭继电器的线圈为断开状态。
[0021]在一些实施例中，所述超限持续泄放电路还包括第一防静电单元，所述第一防静电单元包括第一防静电电容和第三瞬态抑制管，所述第一防静电电容和第三瞬态抑制管并联在所述泄放NMOS管的栅极和接地端之间。
[0022]在一些实施例中，所述超限持续泄放电路还包括第二防静电单元，所述第二防静电单元包括第二防静电电容和第四瞬态抑制管，所述第二防静电电容和第四瞬态抑制管并联在第一泄放NMOS管的漏极和接地端之间。
[0023]本申请提供的关节电机反电动势泄放电路的有益效果包括：
[0024]本申请提供的关节电机反电动势泄放电路，包括母线电压超限检测电路和超限持续泄放电路，母线电压超限检测电路在检测到关节电机的反电动势较大时通过输出第一电平导通超限持续泄放电路，超限持续泄放电路在导通后对母线电压进行快速泄放，有效保护了低压元器件。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1中示例性示出了一种关节电机反电动势泄放电路的架构示意图；
[0027]图2中示例性示出了一种瞬时尖峰电压吸收电路的示意图；
[0028]图3中示例性示出了一种母线电压超限检测电路的示意图；
[0029]图4中示例性示出了一种超限持续泄放电路的示意图；
[0030]图5中示例性示出了一种关节电机反电动势泄放方法的流程示意图。
具体实施方式
[0031]为使本申请的目的和实施方式更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。
[0033]本申请中说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，包括母线电压超限检测电路和超限持续泄放电路，其中：所述母线电压超限检测电路，包括电连接的驱动单元和电压比较单元，所述驱动单元用于驱动所述超限持续泄放电路，所述电压比较单元用于在母线电压超过电压阈值时输出第一电平；所述超限持续泄放电路，与所述母线电压超限检测电路电连接，用于在所述电压比较单元输出第一电平时对母线电压进行泄放。2.根据权利要求1所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，还包括瞬时尖峰电压吸收电路，所述瞬时尖峰电压吸收电路与所述母线电压超限检测电路电连接，用于抑制母线电压升高速率。3.根据权利要求2所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述瞬时尖峰电压吸收电路包括第一瞬态抑制管、功率电感和电解电容阵列，其中，所述电解电容阵列包括多个并联的电解电容。4.根据权利要求3所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述第一瞬态抑制管的两端分别串联有所述功率电感。5.根据权利要求1所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述电压比较单元包括电压比较芯片，所述电压比较芯片的输入端通过多个串联的分压电阻接入所述母线电压，所述电压比较芯片的输出端与所述超限持续泄放电路电连接。6.根据权利要求5所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述母线电压超限检测电路包括两个并联的所述电压比较单元。7.根据权利要求5所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述母线电压超限检测电路还包括防抖动单元，所述防抖动单元包括第二瞬态抑制管和瞬态抑制电容，所述第二瞬态抑制管和瞬态抑制电容并联在电压比较单元的输出端和接地端之间。8.根据权利要求7所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述防抖动单元还包括第一二极管和第一限流电阻，所述第一二极管和第一限流电阻串联在所述驱动单元的输出端和电压比较芯片的输出端之间。9.根据权利要求1所述的关节电机反电动势泄放电路，其特征在于，所述超限持续泄放电路包括泄放单元，所述泄放单元包括多个分压电阻、泄放NMOS管、常闭继电器、连接器和水泥电阻，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家鹏，刘志勇，屈超峰，
申请(专利权)人：佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：