机器人关节制动断电保护装置的制作方法

本实用新型涉及机器人技术，特别是涉及一种机器人关节制动断电保护装置的技术。

背景技术：

机器人的机械臂关节都是通过电机及制动机构的配合来实现动、停动作的，机械臂关节的主电机驱动其中的一个机械肢节相对另一机械肢节转动至预定角度后，通过制动机构对主电机的转轴实施制动，使得两个机械肢节保持在当前的相对角度上。

常用刹车机构基于电磁原理，保持通电吸合释放刹车机构，断电依靠弹簧力实现刹车制动。还有一种刹车机构采用电机正反旋转释放或启用刹车，具有不必长期通电的优点。但是当机械臂关节的制动电源意外短暂失电时，会由于电机无法旋转来维持机器人手臂姿态，从而导致安全事故。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能在意外短暂失电时维持机器人手臂的姿态，从而能避免安全事故发生的机器人关节制动断电保护装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种机器人关节制动断电保护装置，包括第一机械肢节、第二机械肢节、主电机，所述主电机安装在第一机械肢节上，主电机的转轴通过传动部件连接第二机械肢节；

所述第一机械肢节上设有用于对主电机的转轴实施制动的制动机构，及用于驱动制动机构运行的制动电机，及用于控制制动电机运行的制动驱动电路；

其特征在于：所述制动驱动电路包括制动主电源、供电切换开关，及能储存电能的储能部件；

所述供电切换开关为电子开关，制动主电源的供电端口接到储能部件的电源端口，并且制动主电源的供电端口接到供电切换开关的控制端口，并且制动主电源的供电端口接到制动电机的电源输入端口，储能部件通过供电切换开关接到制动电机的电源输入端口。

本实用新型提供的机器人关节制动断电保护装置，在制动驱动电路中设置了供电切换开关及储能部件，在制动主电源意外短暂失电时，可通过储能部件向制动电机供电，从而能维持机器人手臂的姿态，能避免安全事故发生。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的机器人关节制动断电保护装置的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的机器人关节制动断电保护装置中的制动机构的结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的机器人关节制动断电保护装置中的制动驱动电路的电路图；

图4是本实用新型第二实施例的机器人关节制动断电保护装置中的制动驱动电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围，本实用新型中的顿号均表示和的关系。

如图1-图3所示，本实用新型第一实施例所提供的一种机器人关节制动断电保护装置，包括第一机械肢节1、第二机械肢节2、主电机3，所述主电机3安装在第一机械肢节1上，主电机3的转轴通过传动部件连接第二机械肢节2；

所述第一机械肢节上设有用于对主电机3的转轴实施制动的制动机构5，及用于驱动制动机构运行的制动电机X1，及用于控制制动电机X1运行的制动驱动电路；

其特征在于：所述制动驱动电路包括制动主电源U1、储能电容C1、供电切换开关Q1；

所述供电切换开关Q1为场效应管，制动主电源U1的供电端口接到储能电容C1，并且制动主电源U1的供电端口接到供电切换开关Q1的控制端口（即场效应管的栅极），并且制动主电源U1的供电端口接到制动电机X1的电源输入端口，储能电容C1通过供电切换开关Q1接到制动电机X1的电源输入端口。

本实用新型第一实施例中，所述制动机构为现有技术，制动机构采用的是鼓刹式制动机构，本实用新型其它实施例中，制动机构也可以采用碟刹式制动机构。

本实用新型第一实施例的工作原理如下：

常规情况下，主电机3的转轴处于可自由转动状态，此时可由主电机3的转轴驱动第二机械肢节2相对第一机械肢节1转动，当第二机械肢节2相对第一机械肢节1转动至所需角度时，通过制动驱动电路控制制动电机X1运行，由制动电机X1驱动制动机构5对主电机3的转轴实施制动，从而将第二机械肢节2锁定在当前角度。

当制动主电源U1正常工作时，供电切换开关Q1处于关断状态，此时由制动主电源U1向制动电机X1供电，储能电容C1不会向制动电机X1供电，制动主电源U1可经过供电切换开关Q1的寄生二极管向储能电容C1充电。

当制动主电源U1停止供电时，制动主电源U1的输出端电压下降，使得供电切换开关Q1的门极电压下降，从而使得供电切换开关Q1导通，此时即可由储能电容C1会向制动电机X1供电，并维持一段时间，储能电容C1的供电时间长短可通过选择不同容量的电容来调整，稳压管Z1可对供电切换开关Q1的门极电压进行钳位，防止供电切换开关Q1开启和关闭时刻出现损坏，二极管D1可防止储能电容C1的供电反向流入制动主电源U1。

如图4所示，本实用新型第二实施例与第一实施例的区别在于：第二实施例中的制动驱动电路与第一实施例中的制动驱动电路不一样，第二实施例中的制动驱动电路包括制动主电源U2、充电电池B1、供电切换开关K1；

所述供电切换开关K1为常闭型继电器，制动主电源U2的供电端口接到充电电池B1，并且制动主电源U2的供电端口接到供电切换开关K1的控制端口（即供电切换开关K1的控制线圈），并且制动主电源U2的供电端口通过供电切换开关K1的常开触点接到制动电机X2的电源输入端口，充电电池B1通过供电切换开关K1的常闭触点接到制动电机X2的电源输入端口。

本实用新型第二实施例中的制动驱动电路的工作原理如下：

当制动主电源U2正常工作时，供电切换开关K1的控制线圈得电，此时供电切换开关K1的常开触点吸合，常闭触点则断开，此时由制动主电源U2向制动电机X2供电，充电电池B1不会向制动电机X2供电，制动主电源U2可经过二极管D2向充电电池B1充电。

当制动主电源U2停止供电时，供电切换开关K1的控制线圈失电，此时供电切换开关K1的常开触点断开，常闭触点则吸合，此时由充电电池B1向制动电机X2供电。

本实用新型其它实施例中，制动驱动电路还可以采用能实现制动电机延时断电功能的其它现有电路。