CN112769099A - 一种机器人制动方法、装置、机器人及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种机器人制动方法、装置、机器人及计算机存储介质，方法包括：获取输入电压值；判断所述输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；若是，停止为所述机器人供电；若否，根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路。基于上述实施方式，能够对输入电压以及母线电压值进行判断，根据输入电压、预设制动阈值以及电压差值的大小关系对机器人内部电路进行保护，相比现有传统的机器人，使得机器人适应宽压直流供电的场合，应用领域更广。

Description

一种机器人制动方法、装置、机器人及计算机存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种机器人制动方法、装置、机器人及计算机存储介质。

背景技术

目前，电机控制领域中，通常在电机减速、刹车和惯量比较大的情况下,电机会产生反向电动势，也就是泵升电压，当泵升电压超过保护阈值时，会触发开关电源过压保护并关断电压。同时也可能因缺少过压保护，最终导致硬件损坏。

传统的交流伺服领域，因为采用交流转直流直接供电，内部制动电压为固定方式，不需要宽电压范围调整。

而在现有的协作机器人领域，本体通常采用直流供电。动力电源通常直接安装在控制柜里，采用交流-直流电源模块，不支持用户修改。

但在有些应用场合，比如搭配移动小车AGV(Automated Guided Vehicl)使用时，需要改为直流系统供电。此时直流的电源输入对用户开放，且支持宽电压范围输入。

基于上述应用场合，现有的机器人领域为了解决电压泵升超过保护阈值的问题，都具有制动功能，但制动功能较单一，制动阈值固定，不支持诊断输入电压范围，无法对负载提供稳定的保护。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种机器人制动方法、装置、机器人及计算机存储介质。

第一方面，本申请提供了一种机器人制动方法，所述方法包括：

获取输入电压值；

判断所述输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；

若是，停止为所述机器人供电；

若否，根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路。

在上述实现过程中，首先获取输入电压值，通过比较输入电压值以及预设的电压差值的和与预设的制动阈值的大小关系来判断是否为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和大于制动阈值时，说明此时的输入电压过高，电路有较大的几率触发过压保护，或者，如果没有过压保护，机器人的负载可能会发生损坏，此时应该停止为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和小于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压正常，机器人正常工作，此时机器人监测母线电压值，根据母线电压值和预设的制动阈值的关系决定是否开启电压制动电路，保证机器人的负载不损坏。基于上述实施方式，能够对输入电压以及母线电压值进行判断，根据输入电压、预设的制动阈值以及预设的电压差值的大小关系对机器人内部电路进行保护，提高机器人性能的稳定性。

进一步地，所述根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路的步骤，包括：

每隔预设时间获取所述母线电压值；

判断所述母线电压值是否大于或等于所述预设的制动阈值；

若是，开启所述机器人的电压制动电路；

若否，继续获取所述母线电压值。

在上述实现过程中，母线电压值的大小在一定程度上反映了泵升电压大小，通过测量母线的电压可以在一定程度上获取泵升电压值。泵升电压对机器人的内部设备的危害较大，容易引起负载损坏，通过上述方式，能有效地延长机器人的使用寿命。

进一步地，在所述停止为所述机器人供电的步骤之后，还包括：

获取异常电压范围值；

发送所述异常电压范围值给终端。

在上述实现过程中，当输入电压与预设的电压差值的和超过预设的制动阈值时，说明此时的电压范围异常，停止为机器人供电，为了进一步使操作者以及维修人员获取具体的信息，获取此时的异常电压范围，并将异常电压范围发送给终端。基于上述实施方式，工作人员以及维修人员可以快速地获取故障信息，调整输入电压。

进一步地，所述开启电压制动电路的步骤之后，在所述开启所述机器人的电压制动电路的步骤之后，包括：

将所述母线电压值发送给终端。

第二方面，本申请提供了一种机器人制动装置，包括：

获取模块，用于获取输入电压值；

判断模块，用于判断所述输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；

执行模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，停止为所述机器人供电；当所述判断模块的判断结果为否时，根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路。

在上述实现过程中，获取模块首先获取输入电压值，判断模块通过比较输入电压值以及预设的电压差值的和与预设的制动阈值的大小来判断是否为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和大于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压过高，电路有较大的几率触发过压保护，或者，如果没有过压保护，机器人的负载可能会发生损坏，此时执行模块应该停止为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和小于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压正常，机器人正常工作，此时执行模块监测母线电压值，根据母线电压值和预设的制动阈值的关系决定是否开启电压制动电路，保证机器人的负载不损坏。基于上述实施方式，能够对输入电压以及母线电压值进行判断，根据输入电压、预设的制动阈值以及预设的电压差值的大小关系对机器人内部电路进行保护，提高机器人性能的稳定性。

进一步地，所述获取模块还用于每隔预设时间获取所述母线电压值；

所述执行模块包括：

判断单元，用于判断所述母线电压值是否大于或等于所述预设的制动阈值；

执行单元，用于当所述判断单元的判断结果为是时，开启所述机器人的电压制动电路；当所述判断单元的判断结果为否时，由所述获取模块继续获取所述母线电压值。

在上述实现过程中，母线电压值的大小在一定程度上反映了泵升电压大小，通过测量母线的电压可以在一定程度上获取泵升电压值。获取单元首先获取母线电压值，判断单元进一步判断母线电压值与预设的制动阈值之间关系，如果母线电压值大于或等于预设的制动阈值，说明此时的泵升电压较高，执行单元开启制动电路，如果母线电压值小于预设的制动阈值，说明此时的泵升电压在正常范围内，继续进行获取母线电压值并进行判断。泵升电压对机器人的内部设备的危害较大，容易引起负载损坏，通过上述实现方式，能有效地延长机器人的使用寿命。

进一步地，所述装置还包括发送模块，所述获取模块还用于获取异常电压范围值；所述发送模块用于发送所述异常电压范围值给终端。

在上述实现过程中，输入电压与电压差值的和超过预设的制动阈值时，说明此时的电压范围异常，停止为机器人供电，为了进一步使操作者以及维修人员获取具体的信息，执行模块获取此时的异常电压范围，并将异常电压范围发送给终端。基于上述实施方式，工作人员以及维修人员可以快速地获取故障信息。

进一步地，所述发送模块还用于将母线电压值发送给终端。

在上述实现过程中，在开启制动电路之后，执行模块将母线电压值发送给终端可以使操作人员或者维修人员了解当前机器人的工作状态。

第三方面，本申请提供了一种机器人，包括：机器人本体、交互设备、驱动电路、功率开关及如第二方面所述的机器人制动装置；其中，所述交互设备用于获取预设的制动阈值和电压差值；所述驱动电路用于驱动所述功率开关，使所述机器人本体工作。

第四方面，本申请提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机的处理器读取并运行时，执行第一方面所述的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的机器人制动方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的开启电压制动电路的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的机器人制动装置的结构组成示意图；

图4为本申请实施例提供的机器人的结构组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在机器人的电机制动时，将电阻串接在电机的绕组中，电动机相当于发电机，将拥有的能量转换成电能，消耗在所串接电阻上。这种方法在各种电机制动中广泛应用。电机从高速到低速转换时，电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载(生产机械)，具有较大的机械惯性，不可能很快停止，这样就产生反电势EU(端电压)，电动机处于发电状态，其产生的反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来。但由于变频器通常是交－直－交变频器，主电力整流电路是不可逆的，因此无法回馈到电网上去，造成主电路电容器两端的电压升高，此时的EU称泵升电压。机器人的电机在工作时也会产生泵升电压，影响机器人内部电机以及其他负载的性能。同时，机器人不属于传统的交流伺服领域，不是单纯采用交流转直流直接供电，有时是直流供电，支持宽电压输入，但是由于没有诊断输入电压范围的方法以及诊断泵升电压的大小的方法，且制动阈值固定，无法对负载提供稳定的保护。

为了解决上述问题，本申请提供了一种机器人制动方法、装置、机器人以及计算机存储介质。

实施例1

参见图1，本申请实施例提供了一种机器人制动方法，包括：

S1：获取输入电压值；

S2：判断输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；若是，执行S3；若否，执行S4；

S3：停止为机器人供电；

S4：根据母线电压值和预设的制动阈值开启机器人的电压制动电路。

上述实施例中，首先获取输入电压值，通过比较输入电压值和预设的电压差值的和与预设的制动阈值的大小来判断是否为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和大于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压过高，电路有较大的几率触发过压保护，或者，如果没有过压保护，机器人的负载可能会发生损坏，此时应该停止为机器人供电。当输入电压值和预设的电压差值的和小于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压正常，机器人正常工作，此时机器人监测母线电压值，根据母线电压值和预设的制动阈值的关系决定是否开启机器人的电压制动电路，保证机器人的负载不损坏。基于上述实施方式，能够对输入电压以及母线电压值进行判断，根据输入电压值、预设的制动阈值以及预设的电压差值的大小关系对机器人内部电路进行保护，提高机器人性能的稳定性。

值得注意的是，这里预设的制动阈值是可以调整的。具体地，可以通过人机交互设备获取用户输入的预设的制动阈值。机器人根据最近输入的预设的制动阈值执行上述方法。还可以是，机器人的存储器中存储有多个制动阈值，每个制动阈值对应不同型号、品牌、参数的电源，在机器人工作时，获取与当前电源最匹配的制动阈值。特别地，当直流供电为不同AC-DC或者DC-DC开关电源时，具有不同过压保护值，可以预设不同的制动阈值以及电压差值。

值得注意的是，电压差值取决于开关电源保护电压值，电压差值可以是根据人为经验，参考开关电源保护电压值进行设置；也可以是机器人的控制单元根据历史数据生成。

参见图2，在一种可能的实施方式中，S4包括以下子步骤：

S41：每隔预设时间获取母线电压值；

S42：判断母线电压值是否大于或等于预设的制动阈值；若是，执行S43；若否，执行S44；

S43：开启机器人的电压制动电路；

S44：继续获取母线电压值。

母线电压值的大小在一定程度上反映了泵升电压大小，通过测量母线的电压可以在一定程度上获取泵升电压值。泵升电压对机器人的内部设备的危害较大，容易引起负载损坏，通过上述方式，能有效地延长机器人的使用寿命。

值得注意的是，本申请不对预设时间的大小作具体的限制，在本申请方案的基础上通过改变预设时间大小而形成的新方案仍然属于本申请的保护范围。

由于母线电压值的大小在一定程度上反映了泵升电压值的大小，因此，为了更准确地获取当前泵升电压值的大小，可以获取机器人各个关节处产生的泵升电压值，统计各个泵升电压值的和，当各个泵升电压值的和超过预设的泵升电压值时，开启机器人的电压制动电路，减少泵升电压的值。

在一种可能的实施方式中，在停止为机器人供电的步骤之后，还包括：

获取异常电压范围值；

发送异常电压范围值给终端。

当输入电压值与电压差值的和超过预设的制动阈值时，说明此时的电压范围异常，停止为机器人供电，为了进一步使操作者以及维修人员获取具体的信息，获取此时的异常电压范围值，并将异常电压范围值发送给终端。基于上述实施方式，工作人员以及维修人员可以快速地获取故障信息，调整输入电压。上述电压范围为输入电压的范围。

在一种可能的实施方式中，在开启机器人的电压制动电路的步骤之后，包括：

将母线电压值发送给终端。

在开启制动电路之后，将母线电压值发送给终端，可以使操作人员或者维修人员了解当前机器人的工作状态。

实施例2

参见图3，本申请实施例提供了一种机器人的制动装置，包括：

获取模块1，用于获取输入电压值；

判断模块2，用于判断输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；

执行模块3，用于当判断模块2的判断结果为是时，停止为机器人供电；当判断模块2的判断结果为否时，根据母线电压值和预设的制动阈值开启机器人的电压制动电路。

上述实施例中，获取模块1首先获取输入电压值，判断模块2通过比较输入电压值以及预设的电压差值的和与预设的制动阈值的大小来判断是否为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和大于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压过高，电路有较大的几率触发过压保护，或者，如果没有过压保护，机器人的负载可能会发生损坏，此时执行模块3应该停止为机器人供电。当输入电压值以及预设的电压差值的和小于预设的制动阈值时，说明此时的输入电压正常，机器人正常工作，此时执行模块3监测母线电压值，根据母线电压值和预设的制动阈值的关系决定是否开启电压制动电路，保证机器人的负载不损坏。基于上述实施方式，能够对输入电压以及母线电压值进行判断，根据输入电压、预设的制动阈值以及预设的电压差值的大小关系对机器人内部电路进行保护，提高机器人的性能的稳定性。

值得注意的是，这里预设的电压值是可以调整的。示例性，可以通过人际交互设备获取用户输入的预设的制动阈值。机器人根据最近输入预设的制动阈值执行上述方法。还可以是，机器人的控制单元中包含有多个制动阈值，多个制动阈值对应不同型号、品牌、参数的电源，在机器人工作时，获取与当前电源最接近的制动阈值。

在一种可能的实施方式中，获取模块1还用于每隔预设时间获取母线电压值；

执行模块3包括：

判断单元，用于判断母线电压值是否大于或等于预设的制动阈值；

执行单元，用于当判断单元的判断结果为是时，开启机器人的电压制动电路；当判断单元的判断结果为否时，由获取模块1继续获取母线电压值。

母线电压值的大小在一定程度上反映了泵升电压大小，通过测量母线的电压可以在一定程度上获取泵升电压值。获取模块1首先获取母线电压值，判断单元进一步判断母线电压值与预设的制动阈值之间关系，如果母线电压值大于或等于预设的制动阈值，说明此时的泵升电压较高，由执行单元开启机器人的制动电路，如果母线电压值小于预设的制动阈值，说明此时的泵升电压在正常范围内，继续获取母线电压值并进行判断。泵升电压对机器人的内部设备的危害较大，容易引起负载损坏，通过上述实现方式，能有效地延长机器人的使用寿命。

值得注意的是，本申请不对预设时间的大小作具体的限制，在本申请方案的基础上通过改变预设时间大小而形成的新方案仍然属于本申请的保护范围。

在一种可能的实施方式中，制动装置还包括发送模块(图中未示出)。

具体地，由获取模块1获取异常电压范围值；由发送模块将异常电压范围值发送给终端。

输入电压与电压差值的和超过预设的制动阈值时，说明此时的电压范围异常，停止为机器人供电，为了进一步使操作者以及维修人员获取具体的信息，由获取模块1获取此时的异常电压范围，并将异常电压范围发送给终端。基于上述实施方式，工作人员以及维修人员可以快速地获取故障信息。

在一种可能的实施方式中，发送模块还用于将母线电压值发送给终端。

在开启制动电路之后，发送模块将母线电压值发送给终端，可以使操作人员或者维修人员了解当前机器人的工作状态。

实施例3

本申请实施例提供了一种机器人，安装有实施例2的机器人制动装置。

参见图4，为本申请提供的机器人的结构组成示意图，该机器人包括：交互设备M1、机器人制动装置M2、机器人本体M3、驱动电路M4和功率开关M5，其中，交互设备M1、机器人本体M3、驱动电路M4分别和机器人制动装置M2连接，驱动电路M4还通过功率开关M5和机器人本体M3连接。

交互设备M1用于获取预设的制动阈值和电压差值，驱动电路M4用于驱动功率开关M5，使机器人本体M3工作。在实际的电路中，制动装置M2中的获取模块具体为输入电压采样电路和母线电压检测电路，其中，输入电压采样电路用于获取输入电压值，母线电压检测电路用于每隔预设时间获取母线电压值。

具体实施中，制动装置M2中的判断模块2和执行模块3的功能可以由微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)实现，具体地，通过MCU判断输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；当判断结果为是时，停止为机器人供电；当判断结果为否时，根据母线电压值和预设的制动阈值开启机器人的电压制动电路。

其它的单元、模块的功能及原理实现可参见制动装置实施例的相关描述，这里不再赘述。

实施例4

本申请实施例提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被计算机的处理器读取并运行时，执行实施例1的方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种机器人制动方法，其特征在于，所述方法包括：

获取输入电压值；

判断所述输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；

若是，停止为所述机器人供电；

若否，根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路。

2.根据权利要求1所述的机器人制动方法，其特征在于，所述根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路的步骤，包括：

每隔预设时间获取所述母线电压值；

判断所述母线电压值是否大于或等于所述预设的制动阈值；

若是，开启所述机器人的电压制动电路；

若否，继续获取所述母线电压值。

3.根据权利要求1所述的机器人制动方法，其特征在于，在所述停止为所述机器人供电的步骤之后，还包括：

获取异常电压范围值；

发送所述异常电压范围值给终端。

4.根据权利要求2所述的机器人制动方法，其特征在于，在所述开启所述机器人的电压制动电路的步骤之后，包括：

将所述母线电压值发送给终端。

5.一种机器人制动装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取输入电压值；

判断模块，用于判断所述输入电压值和预设的电压差值的和是否大于预设的制动阈值；

执行模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，停止为所述机器人供电；当所述判断模块的判断结果为否时，根据母线电压值和所述预设的制动阈值开启所述机器人的电压制动电路。

6.根据权利要求5所述的机器人制动装置，其特征在于，所述获取模块还用于每隔预设时间获取所述母线电压值；

所述执行模块包括：

判断单元，用于判断所述母线电压值是否大于或等于所述预设的制动阈值；

执行单元，用于当所述判断单元的判断结果为是时，开启所述机器人的电压制动电路；当所述判断单元的判断结果为否时，由所述获取模块继续获取所述母线电压值。

7.根据权利要求6所述的机器人制动装置，其特征在于，所述装置还包括发送模块，所述获取模块还用于获取异常电压范围值；所述发送模块用于发送所述异常电压范围值给终端。

8.根据权利要求7所述的机器人制动装置，其特征在于，所述发送模块还用于将所述母线电压值发送给终端。

9.一种机器人，其特征在于，包括：机器人本体、交互设备、驱动电路、功率开关及如权利要求5-8任一项所述的机器人制动装置；其中，

所述交互设备用于获取所述预设的制动阈值和所述预设的电压差值；

所述驱动电路用于驱动所功率开关，使所述机器人本体工作。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被计算机的处理器读取并运行时，执行权利要求1-4中任一项所述的方法。

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