【技术实现步骤摘要】
本申请涉及机器人控制，具体而言，涉及一种机器人安全控制系统。
技术介绍
1、机器人一般会遵照iec 61800-5-1《可调速电力驱动系统第5-1部分：安全要求电力、热能和能源》、iso 13849《机械安全控制系统安全设计原则》等安全标准设置基本安全功能，以在必要时产生急停信号（如急停开关触发信号、安全门触发信号、输入电源异常掉电信号、控制器急停命令等）促使机器人进行紧急停止，一般直接把急停信号输入控制器（如mcu），并由控制器根据该急停信号控制机器人急停；然而，当控制器本身运行异常时（如死机、无法响应等），则会导致无法及时响应急停信号，使机器人无法及时停止而造成安全事故。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种机器人安全控制系统，能够及时有效地响应机器人的急停信号，提高机器人安全性。
2、第一方面，本申请提供了一种机器人安全控制系统，包括依次电性连接的急停信号输入端、控制器和急停控制信号输出端，所述控制器用于在接收到急停信号时向所述急停控制信号输出端输出第一急停控制信号，以控制机器人停止；还包括：依次电性连接的急停信号检测模块、信号响应延时模块和急停输出控制模块；
3、所述急停信号检测模块与所述急停信号输入端连接，并用于对急停信号进行整形滤波，形成检测触发信号，用以驱使所述信号响应延时模块延时输出第一触发信号；
4、所述急停输出控制模块与所述急停控制信号输出端电性连接，并用于在接收到所述第一触发信号时向所述急停控制信号输出端输出第二急停控
5、在正常状态下，接收到急停信号时，控制器会即时输出第一急停控制信号，急停信号检测模块对急停信号进行整形滤波后经信号响应延时模块的延时作用使急停输出控制模块输出延迟的第二急停控制信号，机器人接收到第一急停控制信号时立即停止；在控制器故障情况下，接收到急停信号时，控制器无法正常输出第一急停控制信号，此时，通过急停信号检测模块、信号响应延时模块和急停输出控制模块依然可以输出第二急停控制信号，从而使机器人及时停止；从而，能够及时有效地响应机器人的急停信号，提高机器人安全性。
6、优选地，所述的机器人安全控制系统，还包括自诊断模块，所述自诊断模块连接在所述急停信号检测模块和所述信号响应延时模块之间，且所述自诊断模块及所述急停信号检测模块均还与所述控制器电性连接；
7、所述急停信号检测模块还用于对急停信号进行整形滤波形成检测信号，并把所述检测信号发送至所述控制器；所述急停信号检测模块还用于把所述检测触发信号输入所述自诊断模块；
8、所述自诊断模块用于根据所述检测触发信号生成控制信号，并把所述控制信号发送至所述信号响应延时模块和所述控制器；
9、所述信号响应延时模块在接收到所述控制信号时延时输出第一触发信号；
10、所述控制器还用于根据所述控制信号和所述检测信号判断所述急停信号检测模块和所述自诊断模块是否故障。
11、在正常工作过程中（即非急停过程中），由控制器对急停信号检测模块和自诊断模块的故障状态进行实时诊断，以便于维护急停信号检测模块和自诊断模块的正常，从而当控制器突发故障时，急停信号检测模块和自诊断模块可以可靠地工作。
12、优选地，所述急停输出控制模块还与所述控制器电性连接，所述控制器还用于在接收到急停信号时向所述急停输出控制模块输出第二触发信号，所述急停输出控制模块还用于在接收到所述第二触发信号时向所述急停控制信号输出端输出第二急停控制信号，以控制机器人停止。
13、控制器在直接输出第一急停控制信号的同时还向急停输出控制模块输出第二触发信号，以使急停输出控制模块输出第二急停控制信号，只要两个急停控制信号中的一个能够被机器人接收到，即可使机器人停止，这种冗余设计能够进一步提高机器人的安全性。
14、优选地，所述急停信号检测模块包括至少一个急停信号检测电路，所述急停信号检测电路包括滤波隔离模块、第一整形支路和第二整形支路；
15、所述滤波隔离模块的输入端与所述急停信号输入端连接，所述滤波隔离模块用于对急停信号进行滤波和隔离；
16、所述第一整形支路的输入端与所述滤波隔离模块的输出的连接，并用于对所述滤波隔离模块的输出信号进行整形，形成所述检测触发信号；
17、所述第二整形支路的输入端与所述滤波隔离模块的输出的连接，并用于对所述滤波隔离模块的输出信号进行整形，形成所述检测信号。
18、优选地，所述自诊断模块包括至少一个自诊断电路，所述自诊断电路包括第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二三极管q2、第二稳压二极管d2、带寄生二极管的mos管m1、第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8、第五电容c5和第六电容c6；
19、所述第十三电阻r13的第一端与所述自诊断电路的输入端连接，所述第十三电阻r13的第二端和所述第十四电阻r14的第一端均与所述第二三极管q2的栅极连接，所述第五二极管d5的正极与所述第二三极管q2的发射极连接，所述第五二极管d5的负极接地，所述第十五电阻r15的第一端与所述第二三极管q2的集电极连接，所述第十六电阻r16的第一端、所述第二稳压二极管d2的正极以及所述mos管m1的栅极均与所述第十五电阻r15的第二端连接，所述第十四电阻r14的第二端、所述第十六电阻r16的第二端、所述第二稳压二极管d2的负极、所述mos管m1的漏极以及所述第五电容c5的第一端并接后与24v电源连接，所述第五电容c5的第二端接地；
20、所述第十七电阻r17的第一端和所述第十八电阻r18的第一端均与所述mos管m1的源极连接，所述第十七电阻r17的第二端与所述第六二极管d6的负极连接，所述第六二极管d6的正极接地，所述第十九电阻r19的第一端、所述第六电容c6的第一端、所述第七二极管d7的负极、所述第八二极管d8的正极以及所述自诊断电路的信号输出端均与所述第十八电阻r18的第二端连接，所述第十九电阻r19的第二端、所述第六电容c6的第二端以及所述第七二极管d7的正极均接地，所述第八二极管d8的负极连接3v电源。
21、优选地，所述信号响应延时模块包括至少一个输入电路、第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第三三极管q3、第七电容c7、第八电容c8、第九电容c9和555定时器u3；
22、所述输入电路的一端为控制信号输入端，另一端与所述第二十电阻r20的第一端连接；所述第二十电阻r20的第二端以及所述第二十一电阻r21的第一端均与所述第三三极管q3的栅极连接，所述第三三极管q3的集电极连接5v电源；所述第二十一电阻r21的第二端、所述第三三极管q3的发射极、所述第七电容c7的第一端以及所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人安全控制系统，包括依次电性连接的急停信号输入端（1）、控制器（2）和急停控制信号输出端（3），所述控制器（2）用于在接收到急停信号时向所述急停控制信号输出端（3）输出第一急停控制信号，以控制机器人停止；其特征在于，还包括：依次电性连接的急停信号检测模块（4）、信号响应延时模块（5）和急停输出控制模块（6）；
2.根据权利要求1所述的机器人安全控制系统，其特征在于，还包括自诊断模块（7），所述自诊断模块（7）连接在所述急停信号检测模块（4）和所述信号响应延时模块（5）之间，且所述自诊断模块（7）及所述急停信号检测模块（4）均还与所述控制器（2）电性连接；
3.根据权利要求1所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停输出控制模块（6）还与所述控制器（2）电性连接，所述控制器（2）还用于在接收到急停信号时向所述急停输出控制模块（6）输出第二触发信号，所述急停输出控制模块（6）还用于在接收到所述第二触发信号时向所述急停控制信号输出端（3）输出第二急停控制信号，以控制机器人停止。
4.根据权利要求2所述的机器人安全控制系统，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述自诊断模块（7）包括至少一个自诊断电路，所述自诊断电路包括第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二三极管Q2、第二稳压二极管d2、带寄生二极管的MOS管M1、第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8、第五电容C5和第六电容C6；
6.根据权利要求5所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述信号响应延时模块（5）包括至少一个输入电路、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第三三极管Q3、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和555定时器U3；
7.根据权利要求6所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述信号响应延时模块（5）的延时时间为：
8.根据权利要求6所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停信号检测模块（4）包括两个急停信号检测电路，所述自诊断模块（7）包括两个自诊断电路，所述信号响应延时模块（5）包括两个输入电路；两个所述急停信号检测电路的第一整形支路（402）的信号输出端分别与两个所述自诊断电路的输入端连接；两个所述自诊断电路的信号输出端分别与所述信号响应延时模块（5）的两个输入电路的控制信号输入端连接。
9.根据权利要求3所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停输出控制模块（6）包括第一控制电路（601）、第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13、信号继电器K1、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第十电容C10和第十一电容C11；所述急停输出控制模块（6）包括两个信号输出端；
10.根据权利要求9所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停输出控制模块（6）包括第二控制电路（602）；所述第二控制电路（602）包括第二十九电阻R29、第三十一电阻R31和第五三极管Q5，所述第二十九电阻R29的第一端用于输入所述第二触发信号，所述第二十九电阻R29的第二端以及所述第三十一电阻R31的第一端均与所述第五三极管Q5的栅极连接，所述第三十一电阻R31的第二端以及所述第五三极管Q5的发射极均接地，所述第五三极管Q5的集电极与所述第四三极管Q4的集电极连接。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人安全控制系统，包括依次电性连接的急停信号输入端（1）、控制器（2）和急停控制信号输出端（3），所述控制器（2）用于在接收到急停信号时向所述急停控制信号输出端（3）输出第一急停控制信号，以控制机器人停止；其特征在于，还包括：依次电性连接的急停信号检测模块（4）、信号响应延时模块（5）和急停输出控制模块（6）；
2.根据权利要求1所述的机器人安全控制系统，其特征在于，还包括自诊断模块（7），所述自诊断模块（7）连接在所述急停信号检测模块（4）和所述信号响应延时模块（5）之间，且所述自诊断模块（7）及所述急停信号检测模块（4）均还与所述控制器（2）电性连接；
3.根据权利要求1所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停输出控制模块（6）还与所述控制器（2）电性连接，所述控制器（2）还用于在接收到急停信号时向所述急停输出控制模块（6）输出第二触发信号，所述急停输出控制模块（6）还用于在接收到所述第二触发信号时向所述急停控制信号输出端（3）输出第二急停控制信号，以控制机器人停止。
4.根据权利要求2所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述急停信号检测模块（4）包括至少一个急停信号检测电路，所述急停信号检测电路包括滤波隔离模块（401）、第一整形支路（402）和第二整形支路（403）；
5.根据权利要求4所述的机器人安全控制系统，其特征在于，所述自诊断模块（7）包括至少一个自诊断电路，所述自诊断电路包括第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二三极管q2、第二稳压二极管d2、带寄生二极管的mos管m1、第五二极管d5、第六二极管d6、第七二极管d7、第八二极管d8、第五电容c5和第六电容c6；
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡荏，罗凌云，邓锦祥，牛兰，徐潇，李奕宏，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：
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