专利名称：一种机械臂失效保护装置的制作方法
技术领域：
本发明属于机器人多关节机械臂失效保护装置，特别涉及一种机电式复合失效保护装置背景技术机器人技术是近十年来迅速发展起来的一门综合技术。它集中了机械工程、自动控制以 及人工智能等多种技术的最新研究成果，体现了光机电一体化的最新成就，是当代科学技术 发展最为活跃的领域之一，也是我国科技界跟踪国际高技术大战的重要课题。作为机器人技术中最为成熟的工业机器人技术已经有40多年的历史，并且在制造业中得 到广泛应用，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运等项目，极大的提高劳动效率，保证产品的质量。机器人的机器臂是工业机器人重要的执行机构，是用来抓取物品或工具的部件。其结构 一般包括臂部的伸縮，回旋，俯仰或升降等运动结构以及与其有关的构件，如传动装置、驱 动装置、导向定位装置、支承连接件和位置检测元件等机构。为了实现生产的要求，通常需 要机器臂运动要平稳，定位精度高，运动惯性小。在由电机驱动的机械臂中，当驱动器失效 或因其它原因输出中断时，由于惯性可能导致机械臂失去控制，急速下降，导致意外发生。 目前的技术对于机械臂的失电或过载保护研究较少，并且大多数解决方法由于程序过于简单 或价格昂贵缺乏实用性。发明内容本发明的技术问题是提供一种机电式的机械臂失效保护装置，克服现有机械臂在失电或 过载情况下缺乏可靠保护性问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种机械臂失效保护装置，其特征在于包括第一继电器、第二继电器、抱闸串联成的主控电路，失效模式控制电路，所述第一继电器连接机械 臂的操作控制信号，所述第二继电器连接失效模式控制电路，所述抱闸连接机械臂关节电机 轴。作为进一步的技术方案，所述失效模式控制电路包括MOS管、失效控制逻辑，所述M0S管 的集电极接高电平，发射极接地，基极连接所述失效控制逻辑，失效控制逻辑用于接收机械 臂失效信号，并进行逻辑处理后发送到所述MOS管的基极，所述第二继电器连接MOS管的集电 极。本发明的控制过程为当系统上电后，机械臂电机驱动正常，失效控制逻辑使固态继电 器K2得电闭合；机械臂控制系统发控制指令使固态继电器K1闭合，此时，失电锁紧型抱闸 Bl得电释放，解除对机械臂电机轴的锁定。当系统掉电或电机过电流、驱动供电过压或因卡 死导致跟踪失败，抱闸失电锁紧，使机械臂停止运动。本发明的技术进步点是1.通过综合多种机械臂的失效模式，实现了对机械臂的可靠 保护；2.有高的安全性，突出了对机器人的重要、昂贵部件的可靠保护；3.作用电路与控 制系统、电机驱动器关联，提高了本质可靠性；4.用软件和硬件结合实现控制逻辑；5.结 构简单、体积小，可装配成独立部件，改善了机械臂的可靠性。经过多次反复的机械臂失电试验验证表明，本装置抗干扰强，对不同类型失效模式作用 可靠性高，具有通用性，能通用于多种机械臂保护装置。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。 图l为本发明的控制电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，第一继电器K1、第二继电器K2、抱闸B1组成主控电路，第一继电器K1、第 二继电器K2分别为固态继电器。二极管V1、电阻R1、 M0S管V2、失效控制逻辑连接组成失效 模式控制电路。第一继电器K1连接机械臂的操作控制信号，抱闸B1连接机械臂关节电机轴。 M0S管V2的集电极接高电平，发射极接地，基极连接所述失效控制逻辑，失效控制逻辑接收 机械臂的失效信号包括跟踪失败、过电压、过电流信号，并进行逻辑处理后发送到M0S管V2 的基极，所述第二继电器连接MOS管的集电极。抱闸B1为失电锁紧型，锁住机械臂关节电机轴，使机械臂不会发生不期望的运动。当系 统上电后，电机驱动正常，控制逻辑使固态继电器K2得电闭合；控制系统发操作控制信号使 固态继电器K1闭合，此时抱闸B1得电释放，解除对电机轴的锁定。当系统掉电或电机过电流 、驱动供电过压或因卡死导致跟踪失败，固态继电器K2失电断开，则抱闸失电锁紧，使机械臂停止运动。
权利要求
1.一种机械臂失效保护装置，其特征在于包括第一继电器、第二继电器、抱闸串联成的主控电路，失效模式控制电路，所述第一继电器连接机械臂的操作控制信号，所述第二继电器连接失效模式控制电路，所述抱闸连接机械臂关节电机轴。
2 根据权利要求l所述的机械臂失效保护装置，其特征在于所述失 效模式控制电路包括MOS管、失效控制逻辑，所述MOS管的集电极接高电平，发射极接地，基极连接所述失效控制逻辑，失效控制逻辑用于接收机械臂失效信号，并进行逻辑处理后发送到所述M0S管的基极，所述第二继电器连接M0S管的集电极。
全文摘要
本发明涉及一种机械臂失效保护装置，克服现有针对机械臂失电或过载保护方式简单、可靠性不高的问题。本发明包括第一继电器、第二继电器、抱闸串联成的主控电路，失效模式控制电路，所述第一继电器连接机械臂的操作控制信号，所述第二继电器连接失效模式控制电路，所述抱闸连接机械臂关节电机轴。本发明结构简单、体积小，电气和结构上易实现，彻底解决了机器人机械臂的失电保护问题；对不同失电类型作用可靠性高，具有通用性，能通用于多种机器人机械臂。
文档编号B25J19/06GK101653945SQ200910307959
公开日2010年2月24日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者孙魁元, 强 尹, 左久林, 易建天, 李建华, 邓丽君 申请人:国营红林机械厂