机械臂断电防跌落装置及机械臂的制作方法

本实用新型涉及机械臂技术领域，特别涉及一种机械臂断电防跌落装置及机械臂。

背景技术：

机械臂是指能模仿人的手臂的某些动作，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，其具有抓举力大和可反复使用的优点，并已被广泛应用于自动化生产线上，以替代人工操作。

众所周知，机械臂是依靠电机驱动的，若机械臂在使用过程中出现断电现象，将会导致机械臂的掉落，容易引发安全事故。为此，现有技术通常是针对其具体使用的机械臂的结构进行改进，以通过机械锁死的方式防止机械臂在断电状况下的跌落。

然而，通过机械锁死的方式防止断电时机械臂的跌落，容易对机械臂和其他机械设备造成损伤。同时，虽然通过机械锁死的方式能够防止机械臂的跌落，但断电时会造成数据丢失和系统文件损坏。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提出一种机械臂断电防跌落装置，旨在解决现有的机械锁死方式存在容易损伤机械臂、丢失数据及损坏系统文件的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种机械臂断电防跌落装置，该机械臂断电防跌落装置包括电源盒和设置在所述电源盒内的控制主板、适配器电源及电池电源，所述控制盒上设置有若干电源接口，所述电源盒通过所述电源接口与机械臂电连接；所述控制主板分别与所述适配器电源和电池电源电连接，所述控制主板上设置有用于切换所述适配器电源和电池电源的控制芯片，当所述适配器电源处于断电状态时，所述控制芯片可切换至电池电源对所述机械臂进行供电。

优选地，所述适配器电源和所述电池电源共用一个电源负极，若干所述电源接口分别对应连接所述适配器电源的正极、所述电池电源的正极和所述电源负极。

优选地，所述电池电源还可与所述适配器电源电连接，当所述适配器电源处于带电状态时，通过所述适配器电源给所述电池电源充电。

优选地，所述机械臂断电防跌落装置还包括与所述控制主板电连接、用于监控所述电池电源的剩余电量的电池管理系统。

优选地，所述机械臂断电防跌落装置还包括与所述控制主板电连接、用于在所述电池电源的剩余电量低于预设值时发出报警信号的声光报警器。

优选地，所述机械臂断电防跌落装置还包括设置在所述电源盒上的信号接口，所述电源盒通过所述信号接口与所述机械臂通讯。

优选地，所述信号接口与所述机械臂通过信号线连接，所述机械臂断电防跌落装置还包括分别与所述控制主板电连接的上拉电路和下拉电路，所述上拉电路用于在所述电池电源的剩余电量高于预设值时拉高所述信号线的电平，所述下拉电路用于在所述电池电源的剩余电量低于预设值时拉低所述信号线的电平。

优选地，所述机械臂断电防跌落装置还包括若干设置在所述电源盒上的散热孔。

优选地，所述机械臂断电防跌落装置还包括设置在所述电源盒上的固定结构，所述固定结构包括安装座和设置在所述安装座上的安装孔。

本实用新型还提出一种机械臂，该机械臂包括机械臂断电防跌落装置，所述机械臂断电防跌落装置包括电源盒和设置在所述电源盒内的控制主板、适配器电源及电池电源，所述电源盒上设置有若干电源接口，所述电源盒通过所述电源接口与机械臂电连接；所述控制主板分别与所述适配器电源和电池电源电连接，所述控制主板上设置有用于切换所述适配器电源和电池电源的控制芯片，当所述适配器电源处于断电状态时，所述控制芯片可切换至电池电源对所述机械臂进行供电。

本实用新型实施例的有益效果在于：当适配器电源处于带电状态时，机械臂由适配器电源进行供电，以保证机械臂的正常运行；当适配器电源处于断电状态时，控制主板切换电池电源对机械臂进行供电，避免出现因适配器电源突然断电而导致机械臂跌落的状况发生，从而保证设备和人身安全，延长机械臂的使用寿命。同时，在适配器电源突然断电的状况下，可由电池电源保证机械臂的正常运行，从而减小因短时间的断电对机械臂的工作效率所产生的影响。

附图说明

图1为本实用新型机械臂断电防跌落装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型机械臂断电防跌落装置的功能模块图；

图3为本实用新型机械臂断电防跌落装置的供电控制流程图；

图4为本实用新型机械臂断电防跌落装置另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种机械臂断电防跌落装置，在一实施方式中，参见图1和图2，该机械臂断电防跌落装置包括电源盒10和设置在电源盒10内的控制主板20、适配器电源30及电池电源40，控制盒上设置有若干电源接口，电源盒10通过该电源接口与机械臂电连接；控制主板20分别与适配器电源30和电池电源40电连接，控制主板20可切换适配器电源30和电池电源40，以对机械臂进行持续供电。

本实施例所涉及的适配器电源30为机械臂外置电源，其通过适配器与外部电源连接，以在生产车间正常供电时，通过适配器电源30对机械臂进行供电。本实施例所涉及的电池电源40为内置电源，其嵌入在电源盒10内，在适配器电源30无法对机械臂进行供电时，由电池电源40对其进行供电，以保证机械臂的正常运行。

也就是说，本实施例所涉及的机械臂断电防跌落装置具有两种供电方式，参见图3，分别为适配器电源30供电和电池电源40供电，并由控制主板20根据实际情况切换机械臂的供电方式。具体的，当适配器电源30处于带电状态时，则由适配器电源30对其进行供电，在此过程中，还可选择性的对电池电源40进行充电，以保证电池电源40的电能补充；当适配器电源30处于断电状态时，则由控制主板20切换至电池电源40供电，以避免因车间突然断电而导致机械臂跌落。

在利用电池电源40对机械臂进行供电的过程中，若电池电源40的电量充足，可供机械臂运行一段时间，则由电池电源40给机械臂进行持续供电，以保证机械臂的正常运行；若电池电源40的电量不足，其剩余电量仅能够供机械臂进行关机回零操作，则由控制主板20控制机械臂执行关机操作，以避免因机械臂的非正常关机而导致的数据丢失和系统文件的损坏。

可以理解的是，控制主板20为集成有控制芯片及存储器等器件的集成电路板，其具备基本的数据处理功能和指令控制功能，该存储器中存储有预先设定的计算机程序，当控制芯片执行相应功能时从存储器内调用计算机程序。比如，本实施例所涉及的对于电池电源40和适配器电源30的切换，即控制芯片根据适配器电源30的带电与否，对电池电源40和适配器电源30执行关闭和打开功能。应当注意的是，对于本实施例所涉及的控制主板20的控制功能，是本领域技术人员能够容易实现的，在其他各个技术领域内也是较为常见的，并且不涉及对于计算机程序的任何改进。也就是说，本实施例所涉及到的控制主板20为具有基本数据处理和指令控制的硬件装置，可以从现有的市场上购买获得。

此外，本实施例所涉及的电源接口是通过pin线与机械臂电连接的，电池电源40对应有正极pin线、负极pin线，适配器电源30对应有正极pin线、负极pin线。也就是说，可在电源盒10上设置四个电源接口，以分别与前述的pin线对应，以实现电池电源40和适配器电源30对于机械臂的供电。当然，还可仅在电源盒10上设置三个电源接口，此时，负极pin线所连接的负极电源接口为电池电源40和适配器电源30所共用的，从而可适当减少本实施例所提出的机械臂断电防跌落装置的制造成本及布线耗时。

在一较佳实施例中，若干电源接口分别对应于适配器电源30正极、电池电源40正极和电源负极，适配器电源30和电池电源40共用一个电源负极。参见图1，vcc1为适配器电源30正极，当有适配器插入且适配器电源30处于带电状态时，机械臂依靠适配器电源30进行供电；vcc2为电池电源40正极，当适配器电源30处于断电状态时，由电池电源40对机械臂进行供电。此外，gnd为电源负极，无论是由适配器电源30对机械臂进行供电，还是由电池电源40对机械臂进行供电，电源负极都是处于导通状态的。

在另一较佳实施例中，电池电源40还可与适配器电源30电连接，当适配器电源30处于带电状态时，通过适配器电源30给电池电源40充电。本实施例中，在适配器电源30处于带电状态时，可根据实际情况，对充电电池进行充电，以保证电池电源40的电能补充。也就是说，在适配器电源30正常供电时，由适配器电源30保证机械臂正常运行所需的电能，同时，适配器电源30还可对电池电源40进行充电。当然，若电池电源40本身的电量充足，则无需适配器电源30对其进行充电。如此，通过适配器电源30和电池电源40的交替供电，可保证机械臂的持续运行，避免机械臂出现因适配器电源30突然断电而导致的跌落问题。

在又一较佳实施例中，本实用新型所涉及的机械臂断电防跌落装置还包括与控制主板20电连接的电池管理系统50，电池管理系统50可监控电池电源40的剩余电量。本实施例中，通过电池管理系统50(batterymanagementsystem，bms)可准确估测电池组的荷电状态(stateofcharge，soc)，即电池电源40的剩余电池量，以据此保证soc维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电而对电池组造成损伤。更为重要的是，本实施例通过bms可实时监测电池电源40的剩余电量，并可将监测到的电量信息反馈给控制主板20。若当前电池电源40的剩余电量接近仅可控制机械臂关闭的状态，则由控制主板20发送关机信号给机械臂，然后机械臂据此执行关机回零操作，以保证机械臂的正常关机。

在再一较佳实施例中，机械臂断电防跌落装置还包括与控制主板20电连接的声光报警器60，声光报警器60可在电池电源40的剩余电量低于预设值时发出声光报警信号。本实施例中，在利用电池电源40对机械臂进行供电的过程中，电池电源40的电量会不断的被消耗，当电池电源40的剩余电量值低于预设值时，则表示电池电源40的剩余电量不足以再支持机械臂的继续运行，需利用剩余的电量保证机械臂的正常关机。也就是说，当电池电源40的剩余电量低于该预设值时，需控制机械臂关机，避免出现非正常关机的现象。为保证能及时的关闭机械臂，在电源盒10上设置有声光报警器60，以在电池电源40的剩余电量低于预设值时，通过声光报警器60发出报警信号，从而起到提示工作人员的作用，由工作人员及时控制机械臂关机。当然，还可以是发送关机信号给到机械臂，由机械臂自身执行关机回零操作。

在上述再一较佳实施例中，本实用新型所涉及的机械臂断电防跌落装置还包括设置在电源盒10上的信号接口，电源盒10通过信号接口与机械臂通讯，以在电池电源40的剩余电量低于预设值时控制机械臂关机。本实施例中，当电池电源40的剩余电量不足以继续支持机械臂运行时，控制主板20会根据电池电源40的剩余电量值，给机械臂发送一个关机信号，以由机械臂自动执行关机回零操作，而无需工作人员手动操作，如此，可节省人力，同时实现对于机械臂的自动化控制。

在再一较佳实施例中，信号接口与机械臂通过信号线连接，机械臂断电防跌落装置还包括分别与控制主板20电连接的上拉电路70和下拉电路80，上拉电路70可在电池电源40的剩余电量高于预设值时拉高信号线的电平，下拉电路80可在电池电源40的剩余电量低于预设值时拉低信号线的电平。参见图1，sig为信号线，其主要用于给机械臂发送关机信号。机械臂可以通过检测sig信号线的电平来判断是否关机，当sig为高电平时机械臂正常运转，当sig为低电平时机械臂执行回零关机操作。也就是说，当电池盒剩余电量过低时只需拉低sig信号线电平即可，机械臂则可据此作出执行关机回零操作的判断。应当注意的是，上拉电路和下拉电路采用现有的电路设计即可实现，本领域技术人员根据本申请的功能描述，可较为容易的实现，故申请人在此不再赘述。

在再一较佳实施例中，参见图4，本实用新型所提出的机械臂断电防跌落装置还包括若干设置在电源盒10上的散热孔90。本实施例中，在利用适配器电源或电池电源对机械臂进行供电时，会不可避免的产生热量，该热量如若不及时排出至电源盒10外部，产生的热量会聚集在电源盒10的内部，导致电源盒10内的温度过高，影响电源盒10的正常供电。为此，本实施例在电源盒10的壳体上设置有若干个散热孔90，以将产生在电源盒10内部的热量散发至外部环境中，从而达到及时散热的目的。至于散热孔90的形状、大小及分布位置，可根据实际情况进行设置，申请人在此不对其作限制。此外，还可在电源盒10内设置一个散热风机，以加快电源盒10内部的空气流动，从而增强电源盒10的散热效果。

在再一较佳实施例中，本实用新型所提出的机械臂断电防跌落装置还包括设置在电源盒10上的固定结构，固定结构包括安装座110和设置在安装座110上的安装孔120。本实施例中，可通过固定结构以将电源盒安装至机械臂上，具体的，将安装座110放置在机械臂的安装位上，并将安装座110上的安装孔120与机械臂上的安装孔对准，再通过螺栓或螺钉将其固定。应当注意的是，上述提及的通过螺栓或螺钉固定的方式仅为示意性的，而非限制性的。另外，需要说明的是，固定结构的形式有多种，比如卡接结构，包括但不限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行设置。

本实用新型进一步提出的一种机械臂包括机械臂断电防跌落装置，该机械臂断电防跌落装置的具体结构参照上述实施例，由于本机械臂采用了上述所有实施例的所有技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的全部技术效果，在此不再一一赘述。

以上所述的仅为本实用新型的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本实用新型保护的范围，凡是在与本实用新型一个整体的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型保护的范围内。