CN116079763B - 一种机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机器人的安全控制技术领域，公开了一种机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法，该安全扭矩关断电路包括：第一输入电路接收第一扭矩关断信号；第二输入电路接收第二扭矩关断信号；电源开关连接第一输入电路与第二输入电路，且接入电源电压，电源开关基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现通断；缓冲器连接第一输入电路与第二输入电路，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现开闭；缓冲器连接电源开关，基于电源开关的通断状态实现开闭。本申请通过扭矩关断信号控制接入电源电压的电源开关通断以及与电机相连的缓冲器开闭，通过逻辑电路实现缓冲器开闭，同时双路扭矩关断信号提高控制的安全可靠性。

Description

一种机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法

技术领域

本申请涉及机器人的安全控制技术领域，特别是涉及一种机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法。

背景技术

随着机器人的广泛应用，人机协作场景越来越多，协作机器人、自动导向车(AGV，Automated Guided Vehicle)、移动机器人等产品的安全性对人们来说至关重要。当用户人身安全受到威胁时，一般通过按下急停按钮，通过控制电机停止输出转矩、机器停止运行，进而防止机器的意外动作对人体造成伤害。

其中，控制机器人的电机停止输出转矩，具体通过控制机器人内部的变频器或伺服驱动器断电实现，该功能被称为安全转矩关断(STO，Safe Torque Off)功能，能够防止驱动器在电机停止时仍在其中产生转矩，从而有效防止因电机意外起动造成的人身伤害事故。

在相关技术中，通常设置由单路STO信号控制与电机连接的脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)缓冲器的开通与使能，当生成STO信号的模块异常，或由于其他问题导致输出的STO信号异常时，则无法准确控制机器人实现安全转矩关断，存在一定的安全隐患。并且，现有机器人的安全转矩关断功能需要搭配软件进行控制，测试周期长且生产成本高。

发明内容

本申请提供一种机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法，以解决上述问题。

本申请第一方面提供一种安全扭矩关断电路，该安全扭矩关断电路包括：

第一输入电路，用于接收第一扭矩关断信号；

第二输入电路，用于接收第二扭矩关断信号；其中第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号一致；

电源开关，与第一输入电路、第二输入电路连接，且用于接入电源电压，电源开关基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现通断；

缓冲器，与第一输入电路、第二输入电路连接，并基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现开闭；缓冲器还与电源开关连接，以基于电源开关的导通状态实现打开，基于电源开关的断开状态实现关闭。

可选地，安全扭矩关断电路还包括第一诊断电路，第一诊断电路连接第一输入电路和第二输入电路，用于对第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号进行交叉验证，以确定第一输入电路或第二输入电路是否故障。

可选地，第一诊断电路的数量为二，两个第一诊断电路分别连接第一输入电路和第二输入电路，以同时接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号。

可选地，安全扭矩关断电路还包括第二诊断电路，第二诊断电路连接第一诊断电路以及电源开关，并基于第一诊断电路的输出信号和电源开关的输出信号确定安全扭矩关断电路是否异常。

可选地，第二诊断电路的数量为二，一第二诊断电路连接一第一诊断电路和电源开关，另一第二诊断电路连接另一第一诊断电路和电源开关。

可选地，安全扭矩关断电路还包括第一逻辑器件和伺服控制电路，第一逻辑器件连接两个第二诊断电路，伺服控制电路连接缓冲器和第一逻辑器件，第一逻辑器件基于任一第二诊断电路的输出信号产生伺服控制信号，以使伺服控制电路停止向缓冲器输出伺服驱动信号。

可选地，电源开关的数量为二，一电源开关连接第一输入电路和一第二诊断电路，另一电源开关连接第二输入电路和另一第二诊断电路；

其中，一电源开关接入电源电压，并连接另一电源开关，另一电源开关的输出端分别连接两个第二诊断电路的输入端，以形成两个信号反馈控制回路，两个信号反馈控制回路分别基于第二诊断电路的输出信号控制电源开关的启止。

可选地，安全扭矩关断电路还包括第二逻辑器件和信号输出电路，第二逻辑器件连接另一电源开关的输出端以及信号输出电路，基于另一电源开关的输出信号形成反馈信号，并传输至与信号输出电路连接的主控制板。

可选地，安全扭矩关断电路还包括第一工作开关和第二工作开关，第一工作开关设置于第一输入电路与一电源开关之间，用于控制第一扭矩关断信号的信号传输；第二工作开关设置于第二输入电路与另一电源开关之间，用于控制第二扭矩关断信号的信号传输。

可选地，电源开关的数量为二，一电源开关接入电源电压，并连接第一输入电路和另一电源开关，另一电源开关进一步连接第二输入电路和缓冲器的电源端口。

本申请第二方面提供一种机器人，该机器人包括：

主体；

电机，设置于机器人的关节，用于控制机器人；

安全扭矩关断电路，设置在主体内，连接电机，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号控制电机的启止；

其中，安全扭矩关断电路为上述所述的安全扭矩关断电路。

本申请第三方面提供一种安全扭矩控制方法，该安全扭矩控制方法基于上述的安全扭矩关断电路控制执行，该安全扭矩控制方法包括：

接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号；其中第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号一致；

基于第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号，控制电源开关导通或断开；

基于电源开关的导通状态，控制缓冲器打开；

基于电源开关的断开状态，控制缓冲器关闭；

基于第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号，控制缓冲器打开或关闭。

区别于相关技术，本申请的安全扭矩关断电路由输入电路、电源开关以及缓冲器组成，通过输入电路接收的扭矩关断信号控制接入电源电压的电源开关通断，以及通过扭矩关断信号和/或电源开关的通断状态控制缓冲器开闭，进而控制与缓冲器相连的电机的扭矩关断；同时，本申请设置两路输入电路分别接收扭矩关断信号，防止其中一路输入电路异常导致无法正常接收扭矩关断信号，而且两路扭矩关断信号通过控制电源开关的开闭实现控制缓冲器是否接入电源电压，以及直接通过两路扭矩关断信号控制缓冲器开闭，实现对缓冲器的冗余控制，提高了本申请安全扭矩关断电路进行安全转矩关断控制的安全可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请安全扭矩关断电路第一实施例的结构示意图；

图2是本申请安全扭矩关断电路第二实施例的结构示意图；

图3是本申请安全扭矩关断电路第三实施例的结构示意图；

图4是本申请安全扭矩关断电路第四实施例的结构示意图；

图5是本申请安全扭矩关断电路第五实施例的结构示意图；

图6是本申请安全扭矩关断电路第六实施例的结构示意图；

图7是本申请安全扭矩关断电路第七实施例的结构示意图；

图8是本申请安全扭矩关断电路第八实施例的结构示意图；

图9是本申请安全扭矩关断电路第九实施例的结构示意图；

图10是本申请安全扭矩关断电路第十实施例的结构示意图；

图11是本申请机器人一实施例的结构示意图；

图12是本申请安全扭矩控制方法一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的机器人、安全扭矩关断电路及安全扭矩控制方法做进一步详细描述。可以理解的是，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

本申请提供的安全扭矩关断电路，能够降低通过单路STO信号控制与电机连接的脉冲宽度调制缓冲器的开通与使能所存在的安全控制隐患，提高安全控制的可靠性。

请参阅图1，图1是本申请安全扭矩关断电路第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例安全扭矩关断电路1包括第一输入电路11、第二输入电路12、电源开关13以及缓冲器14。

其中，第一输入电路11用于接收第一扭矩关断信号，第二输入电路12用于接收第二扭矩关断信号，扭矩关断信号均为机器人接收到控制指令所产生的用于控制电机扭矩关断的信号。

可选地，扭矩关断信号具体可为与外接安全设备的输入电路接收外接安全设备的触发信号所产生的。其中，外接安全设备则可为急停按钮、安全门锁、安全光栅、激光雷达、手压开关、插销式开关、安全拉伸开关、绞索连锁开关、安全使能开关、安全限位开关或安全地毯开关等等。

可选地，在一实施例中，两个输入电路接收的扭矩关断信号一致，即第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号为同一控制模块针对同一控制对象产生的信号，所包括的控制指令也相同。或者第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号就是同一个信号。

电源开关13连接第一输入电路11和第二输入电路12，并且接入电源电压VCC，以基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现通断。

具体地，电源开关13的输入端分别连接第一输入电路11及第二输入电路12的输出端，以通过第一输入电路11和第二输入电路12分别接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号。

由于电源电压VCC用于为后续电路元件供电，当两路扭矩关断信号中的任一者包括电源截止指令时，则电源开关13基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号断开，实现断开电源电压VCC对后续电路元件供电，进而实现扭矩关断。

可选地，本实施例所述的后续电路元件可包括多种类型的缓冲器或驱动器中的一者或多者，且多种类型的缓冲器或驱动器可根据实际使用串联或并联设置。

缓冲器14连接第一输入电路11和第二输入电路12，并基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现开闭。具体地，缓冲器14的使能端口连接第一输入电路11和第二输入电路12，其中第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号包括使能控制指令，当两者中的任意一者包括使能中止指令时，缓冲器14则基于该指令实现使能中止。

缓冲器14连接电源开关13，以基于电源开关13的通断状态实现开闭。具体地，缓冲器14的电源端口连接电源开关13的输出端，以通过电源开关13接收电源电压VCC，实现电压启动。

当电源开关13根据第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号导通时，缓冲器14接收到电源电压VCC，并基于电源电压VCC进行工作，即处于打开状态。当电源开关13根据第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号断开时，缓冲器14无法接收电源电压VCC，即缓冲器14实现电源中止，即处于关闭状态。

进一步地，本实施例的缓冲器14具体为脉冲宽度调制(PWM，Pulse WidthModulation)缓冲器14，分别连接伺服控制板以及电机，用于将伺服控制板的伺服控制指令传输至电机，控制电机正常工作。

具体地，PWM控制是指在保持整流得到的直流电压大小不变的条件下，利用半导体开关器件的导通与关断把直流电压变换为电压脉冲序列，并通过控制电压脉冲的宽度(或用占比表示)或周期，达到改变等效输出电压的一种方法。

当缓冲器14基于两路扭矩关断信号中的至少一者实现使能中止或电源中止时，则可实现中止对电源电压VCC进行调制，进而停止输出伺服控制指令，继而实现对电机的扭矩关断控制。

其中，在现有的控制系统中，一些控制系统将开关串联在功率器件的母线上，通过开关控制功率器件的电源，实现转矩关断控制，进而关断或者使能功率器件。然而这种方案在控制系统正常工作时，会产生较大的电流电压损耗以及较大的热量，其产生的热量所带来的散热问题不容忽视，并且大电流开关的体积也不能忽视，同时大功率器件以及大电流开关的成本较高。并且，通过直接切断系统的母线电源来关断功率器件，会导致微控制单元(MCU，Microcontroller Unit)同时掉电。断电重启需要重新对机器人调零位，往往需要较长时间才能使机器重新运行，特别是大功率变频器或驱动器，影响工作效率。

本申请的安全扭矩关断电路1为纯逻辑电路，由两个输入电路、电源开关13以及缓冲器14组成，通过输入电路接收的扭矩关断信号控制接入电源电压VCC的电源开关13通断，以及通过扭矩关断信号和电源开关13的通断状态控制缓冲器14开闭，进而控制与缓冲器14相连的电机的扭矩关断，整个电路的控制逻辑由硬件电路实现，区别于搭配软件控制的扭矩关断，本申请安全扭矩关断电路1的认证时间更短。

其次，两个输入电路均未对输入的扭矩关断信号进行信号处理，可看为简单电路设置；且本申请的电源开关13设置于电源电压VCC与缓冲器14之间，缓冲器14不是大功率大电流的功率器件，整个安全扭矩关断电路1具有体积小、功率低以及成本低的优点。

并且，本申请设置两路输入电路分别接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号，防止其中一路输入电路异常导致无法正常接收扭矩关断信号，而且两路扭矩关断信号分别通过控制电源开关13的开闭实现控制缓冲器14电源启止，以及控制缓冲器14使能启止，实现对缓冲器14的冗余控制，提高了本申请安全扭矩关断电路1进行安全转矩关断控制的安全可靠性，且使得本申请安全扭矩关断电路1满足国际标准ISO-13849-1的Cat3架构要求。

结合图1，进一步参阅图2，图2是本申请安全扭矩关断电路第二实施例的结构示意图。如图2所示，本实施安全扭矩关断电路1设置有两个电源开关13，且两个电源开关13为串联设置。本实施例将两个电源开关13分别定义为电源开关13A和电源开关13B。

具体地，电源开关13A接入电源电压VCC，并连接第一输入电路11和电源开关13B，电源开关13B连接第二输入电路12和缓冲器14的电源端口。即，电源开关13A的输入端分别连接电源电压VCC以及第一输入电路11，电源开关13A的输出端连接电源开关13B的输入端，电源开关13B的输入端连接第二输入电路12，电源开关13B的输出端连接缓冲器14的电源端口。

本实施例通过串联设置电源开关13，且不同电源开关13接收对应的扭矩关断信号，能够防止单个电源开关13异常或损坏时，无法正确基于扭矩关断信号导通或截止，进而影响对缓冲器14的电压控制的情况，提高本实施例安全扭矩关断电路1的安全可靠性。

可选地，在本实施例中，电源开关13A和电源开关13B可为同一类别的电源开关。可选地，在其他实施例中，电源开关13A和电源开关13B可为不同类别的电源开关。

结合图1，进一步参阅图3，图3是本申请安全扭矩关断电路第三实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例安全扭矩关断电路1进一步设置有第一诊断电路15。

其中，第一诊断电路15连接第一输入电路11和第二输入电路12，以接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号，对两个扭矩关断信号进行交叉验证，以确定第一输入电路11或第二输入电路12是否故障。

具体地，由于本实施例的两路扭矩关断信号一致，当两个输入电路均正常工作时，则第一诊断电路15接收到两个扭矩关断信号，且两个扭矩关断信号为相同信号。

当第一输入电路11或第二输入电路12异常工作时，第一诊断电路15所接收到的第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号不同，则可基于交叉验证结果判断第一输入电路11或第二输入电路12异常。

本实施例安全扭矩关断电路1通过设置第一诊断电路15，对两个输入电路进行状态监测，进一步提高本实施例安全扭矩关断电路1的安全控制可靠性。

可选地，本实施例第一诊断电路15可采用纯逻辑硬件电路来实现。可选地，在其他实施例中，本实施例第一诊断电路15也可采用CPLD（Complex Programming logic device，复杂可编程逻辑器件）、FPGA（field program gate way，现场可编程的门阵列）、MCU（Microcontroller Unit，微控制器）等可编程器件实现。

结合图3，进一步参阅图4，图4是本申请安全扭矩关断电路第四实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例安全扭矩关断电路设置两个第一诊断电路15。

其中，两个第一诊断电路15分别连接第一输入电路11和第二输入电路12，以同时接收两路扭矩关断信号。具体地，两个第一诊断电路15分别为第一诊断电路15A和第一诊断电路15B，第一诊断电路15A的输入端连接第一输入电路11和第二输入电路12，第一诊断电路15B的输入端连接第一输入电路11和第二输入电路12，同时获取第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号，并同时对两个扭矩关断信号进行交叉验证。

由于本实施例的两路扭矩关断信号一致，当两路输入电路均正常工作时，则第一诊断电路15A和第一诊断电路15B均接收到两个相同的扭矩关断信号，对两个相同的扭矩关断信号进行交叉验证，得到的交叉验证结果应当也相同。第一诊断电路15A和第一诊断电路15B的验证结果不同，则可认为第一诊断电路15A或第一诊断电路15B异常。

同时，本实施例安全扭矩关断电路1设置双冗余检测的第一诊断电路15交叉验证两路扭矩关断信号，防止任一第一诊断电路15异常时无法正确检测第一输入电路11和第二输入电路12的情况，同时冗余设置两个第一诊断电路15还可根据两个检测结果判断其工作状态是否正常，能够提高本实施例安全扭矩关断电路1的安全可靠性。

结合图4，进一步参阅图5，图5是本申请安全扭矩关断电路第五实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例安全扭矩关断电路1进一步设置有第二诊断电路16。

其中，第二诊断电路16连接第一诊断电路15以及电源开关13。具体为第二诊断电路16的输入端连接第一诊断电路15的输出端以及电源开关13的输出端，同时第二诊断电路16基于第一诊断电路15的输出信号和电源开关13的输出信号确定安全扭矩关断电路1是否异常，实现对整体工作的监测。

具体地，由于第一诊断电路15的数量为二，第二诊断电路16需要获取两个第一诊断电路15的输出信号，因此需要分别连接两个第一诊断电路15，以基于两个第一诊断电路15的交叉验证结果判断是否存在异常工作的第一诊断电路15。

其中，当电源开关13导通时，电源开关13的输出信号为高电平信号；当电源开关13断开时，电源开关13的输出信号为低电平信号。

可选地，第一诊断电路15的输出信号可包括对两路扭矩关断信号的交叉验证结果以及输入的两路扭矩关断信号。

例如，当第一诊断电路15输出的交叉验证结果为正常，且第一输入电路11接收到第一扭矩关断信号时，则证明需要控制电源开关13断开，以实现缓冲器14电源中止。此时第二诊断电路16若接收到电源开关13的输出信号为高电平信号时，则证明安全扭矩关断电路1的整体工作异常。若此时第二诊断电路16接收到电源开关13的输出信号为低电平信号，则判断安全扭矩关断电路1正常工作。

本实施例安全扭矩关断电路1设置连接第一诊断电路15以及电源开关13的第二诊断电路16，检测第一诊断电路15以及安全扭矩关断电路1整体的工作状态，通过设置二级诊断的电路，能够提高安全扭矩关断电路1的安全可靠性。

可选地，本实施例第二诊断电路16可采用纯逻辑硬件电路来实现。可选地，在其他实施例中，本实施例第二诊断电路16也可采用CPLD、FPGA、MCU等可编程器件实现。

结合图5，进一步参阅图6，图6是本申请安全扭矩关断电路第六实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例安全扭矩关断电路1设置有两个第二诊断电路16。其中，本实施例的两个第二诊断电路16对第一诊断电路15和电源开关13进行冗余监测。

具体地，一第二诊断电路16连接一第一诊断电路15和电源开关13，另一第二诊断电路16连接另一第一诊断电路15和电源开关13。

可选地，在其他实施例，当设置有两个串联设置的电源开关13时，两个第二诊断电路16的输入端均连接至与缓冲器14连接的电源开关13的输出端。

本实施例安全扭矩关断电路1包括双冗余设置的第二诊断电路16，进一步对两个第二诊断电路16的诊断结果进行互检，可进一步提高本实施例安全扭矩关断电路1的安全可靠性。

结合图6，进一步参阅图7，图7是本申请安全扭矩关断电路第七实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例安全扭矩关断电路1进一步设置有第一逻辑器件171和伺服控制电路18。其中，伺服控制电路18具体可为伺服控制器（MCU）或伺服控制板。

其中，第一逻辑器件171连接两个第二诊断电路16的输出端以及伺服控制电路18，伺服控制电路18连接缓冲器14，第一逻辑器件171基于任一第二诊断电路16的输出信号产生伺服控制信号，以使伺服控制电路18停止输出伺服驱动信号至缓冲器14。

具体地，第一逻辑器件171可为或门、或非门、其他逻辑器件或其中任意两者的组合。仅有当第二诊断电路16判断第一诊断电路15输出的诊断结果或者电源开关13的输出信号异常时，第二诊断电路16才会产生输出信号，即反馈信号，并输出至电源开关13，以控制电源开关13导通或断开。

本实施例通过第一逻辑器件171将两个第二诊断电路16中任一者的诊断结果输出至伺服控制电路18，在判断安全扭矩关断电路1工作异常时，控制伺服控制电路18停止向缓冲器14输出伺服驱动信号，进而实现控制电机的扭矩关断，提高本实施例安全扭矩关断电路1的安全可靠性。

结合图1和图6，进一步参阅图8，图8是本申请安全扭矩关断电路第八实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例电源开关13的数量为二，并将两个第二诊断电路16定义为第二诊断电路16A和第二诊断电路16B。

其中，两个电源开关13中的一电源开关13连接第一输入电路11的输出端和一第二诊断电路16的输出端，即连接第二诊断电路16A的输出端，另一电源开关13连接第二输入电路12的输出端和另一第二诊断电路16的输出端，即连接第二诊断电路16B的输出端。

其中，一电源开关13的输入端接入电源电压VCC，输出端连接另一电源开关13，以形成串联结构；另一电源开关13的输出端分别连接两个第二诊断电路16的输入端，以形成两个信号反馈控制回路，两个信号反馈控制回路分别基于第二诊断电路16的输出信号控制电源开关13的启止。

具体地，将两个电源开关13区分为电源开关13A和电源开关13B，电源开关13A连接第一输入电路11的输出端和第二诊断电路16A的输出端，以基于第一输入电路11输出的第一扭矩关断信号或第二诊断电路16A的反馈信号实现导通或断开；电源开关13B连接第二输入电路12的输出端和第二诊断电路16B的输出端，以基于第二输入电路12输出的第二扭矩关断信号或第二诊断电路16B的反馈信号实现导通或断开。

本实施例通过第二诊断电路16基于对安全扭矩关断电路1整体工作状态进行监测，并基于其输出的反馈信号进一步对电源开关13的工作状态进行调整，实现对安全扭矩关断电路1的整体安全控制。

结合图8，进一步参阅图9，图9是本申请安全扭矩关断电路第九实施例的结构示意图。如图9所示，安全扭矩关断电路1进一步设置有第二逻辑器件172和信号输出电路19。

其中，第二逻辑器件172连接电源开关13B的输出端以及信号输出电路19，基于电源开关13B的输出信号形成反馈信号，并传输至与信号输出电路19连接的主控制板。

可选地，第二逻辑器件172可为与门、与非门、其他逻辑器件或其中任意两者的组合。当两个电源开关13中的任一电源开关13输出的输出信号为低电平时，则判断接收到了扭矩关断信号，此时控制电机实现扭矩关断之后，还需要进一步向机器人的主控制板发送已实现扭矩关断的信号，防止主控制板持续发送对应的控制指令。

可选地，本实施例信号输出电路19也并未对第二逻辑器件172输出的反馈信号进行信号处理，可将信号输出电路19视为简单电路设置。或者，在其他实施例中，输出电路19也可不用设置，直接设置第二逻辑器件172与机器人的主控制板连接。

结合图8，进一步参阅图10，图10是本申请安全扭矩关断电路第十实施例的结构示意图。如图10所示，本实施例安全扭矩关断电路1进一步包括第一工作开关101和第二工作开关102。

其中，第一工作开关101设置于第一输入电路11与电源开关13A之间，用于控制第一扭矩关断信号的信号传输。第二工作开关102设置于第二输入电路12与电源开关13B之间，用于控制第二扭矩关断信号的信号传输。

可选地，第一工作开关101和第二工作开关102可进一步连接监测电路，该电路用于监测输入电路是否异常，当判断第一输入电路11和/或第二输入电路12异常，即判断第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号异常时，关断第一工作开关101和/或第二工作开关102，以避免异常的扭矩关断信号对电源开关13造成错误的控制。

可选地，在其他实施例中，可选择或组合本实施例安全扭矩关断电路1中的任意电路组件，以形成一新的实施例。

本申请还提供一种机器人，请参阅图11，图11是本申请机器人一实施例的结构示意图。如图11所示，本申请机器人20包括主体21、安全扭矩关断电路22以及电机23。其中，安全扭矩关断电路22为上述任一实施例所述的安全扭矩关断电路1，在此不再赘述。

具体地，电机23设置于机器人20的关节201，基于伺服驱动指令控制机器人20的移动，安全扭矩关断电路22设置在主体21内，连接电机23，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号控制电机23的启止，进而实现控制电机的扭矩关断。

其中，主体21可进一步设置有主控制板、伺服控制板以及产生扭矩关断信号的控制模块，扭矩关断信号具体可为与外接安全设备的输入电路接收外接安全设备的触发信号所产生的。

主控制板连接伺服控制板，伺服控制板连接电机23，基于主控制板的控制指令控制伺服控制板输出驱动指令，使电机23正常工作。本实施例的安全扭矩关断电路22进一步连接主控制板和伺服控制板，用于控制伺服控制板停止输出伺服驱动指令，并反馈至主控制板。

本申请还提供一种安全扭矩控制方法，执行主体具体可为上述任一实施例所述的安全扭矩关断电路1，或者为上述实施例所述的机器人20。请参阅图12，图12是本申请安全扭矩控制方法一实施例的流程示意图。如图12所示，本实施例安全扭矩控制方法的步骤具体如下所示。

步骤S31：接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号。

其中，第一输入电路11和第二输入电路12分别接收第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号，且第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号一致，即第一扭矩关断信号与第二扭矩关断信号为同一控制模块产生的相同的控制信号。

步骤S32：基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号，控制电源开关导通或断开。

其中，电源开关13接收第一输入电路11输入的第一扭矩关断信号，和/或接收第二输入电路12输入的第二扭矩关断信号，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号导通或断开，进而控制接入的电源电压VCC是否输入至后续的电路元件。

步骤S33：基于电源开关的导通状态，控制缓冲器打开。

其中，缓冲器14与电源开关13连接，当电源开关13导通时，缓冲器14接收电源电压VCC，以实现打开缓冲器14。

步骤S34：基于电源开关的断开状态，控制缓冲器关闭。

其中，缓冲器14与电源开关13连接，当电源开关13断开时，电源电压VCC无法输入至后续的电路元件，则缓冲器14关闭。

因此，本实施例通过电源开关13的通断状态实现对缓冲器14的电源控制。

步骤S35：基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号，控制缓冲器打开或关闭。

其中，缓冲器14接收第一输入电路11输入的第一扭矩关断信号，和/或接收第二输入电路12输入的第二扭矩关断信号，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号打开或关闭，具体可通过第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号实现对缓冲器14的使能控制。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种安全扭矩关断电路，其特征在于，包括：

第一输入电路，用于接收第一扭矩关断信号；

第二输入电路，用于接收第二扭矩关断信号；其中所述第一扭矩关断信号与所述第二扭矩关断信号一致；

电源开关，与所述第一输入电路、所述第二输入电路连接，且用于接入电源电压，所述电源开关基于所述第一扭矩关断信号和/或所述第二扭矩关断信号实现通断；

缓冲器，与所述第一输入电路、所述第二输入电路连接，并基于所述第一扭矩关断信号和/或所述第二扭矩关断信号实现开闭；所述缓冲器还与所述电源开关连接，以基于所述电源开关的导通状态实现打开，基于所述电源开关的断开状态实现关闭；

所述安全扭矩关断电路还包括第一诊断电路，所述第一诊断电路连接所述第一输入电路和所述第二输入电路，用于对所述第一扭矩关断信号和所述第二扭矩关断信号进行交叉验证，以确定所述第一输入电路或所述第二输入电路是否故障。

2.根据权利要求1所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述第一诊断电路的数量为二，两个所述第一诊断电路分别连接所述第一输入电路和所述第二输入电路，以同时接收所述第一扭矩关断信号和所述第二扭矩关断信号。

3.根据权利要求2所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述安全扭矩关断电路还包括第二诊断电路，所述第二诊断电路连接所述第一诊断电路以及所述电源开关，并基于所述第一诊断电路的输出信号和所述电源开关的输出信号确定所述安全扭矩关断电路是否异常。

4.根据权利要求3所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述第二诊断电路的数量为二，一所述第二诊断电路连接一所述第一诊断电路和所述电源开关，另一所述第二诊断电路连接另一所述第一诊断电路和所述电源开关。

5.根据权利要求4所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述安全扭矩关断电路还包括第一逻辑器件和伺服控制电路，所述第一逻辑器件连接两个所述第二诊断电路，所述伺服控制电路连接所述缓冲器和所述第一逻辑器件，所述第一逻辑器件基于任一所述第二诊断电路的输出信号产生伺服控制信号，以使所述伺服控制电路停止向所述缓冲器输出伺服驱动信号。

6.根据权利要求4所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述电源开关的数量为二，一所述电源开关连接所述第一输入电路和一所述第二诊断电路，另一所述电源开关连接所述第二输入电路和另一所述第二诊断电路；

其中，一所述电源开关接入所述电源电压，并连接另一所述电源开关，另一所述电源开关的输出端分别连接两个所述第二诊断电路的输入端，以形成两个信号反馈控制回路，两个所述信号反馈控制回路分别基于所述第二诊断电路的输出信号控制所述电源开关的启止。

7.根据权利要求6所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述安全扭矩关断电路还包括第二逻辑器件和信号输出电路，所述第二逻辑器件连接所述另一所述电源开关的输出端以及所述信号输出电路，基于所述另一所述电源开关的输出信号形成反馈信号，并传输至与所述信号输出电路连接的主控制板。

8.根据权利要求6所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述安全扭矩关断电路还包括第一工作开关和第二工作开关，所述第一工作开关设置于所述第一输入电路与一所述电源开关之间，用于控制第一扭矩关断信号的信号传输；所述第二工作开关设置于所述第二输入电路与另一所述电源开关之间，用于控制所述第二扭矩关断信号的信号传输。

9.根据权利要求1所述的安全扭矩关断电路，其特征在于，所述电源开关的数量为二，一所述电源开关接入所述电源电压，并连接所述第一输入电路和另一所述电源开关，另一所述电源开关进一步连接所述第二输入电路和所述缓冲器的电源端口。

10.一种机器人，其特征在于，包括：

主体；

电机，设置于所述机器人的关节，用于控制所述机器人；

安全扭矩关断电路，设置在所述主体内，连接所述电机，基于第一扭矩关断信号和/或第二扭矩关断信号控制所述电机的启止；

其中，所述安全扭矩关断电路为权利要求1至9任一项所述的安全扭矩关断电路。

11.一种安全扭矩控制方法，其特征在于，所述安全扭矩控制方法基于如权利要求1-9中任一项所述的安全扭矩关断电路控制执行，所述安全扭矩控制方法包括：

接收第一扭矩关断信号和第二扭矩关断信号；其中所述第一扭矩关断信号与所述第二扭矩关断信号一致；

基于所述第一扭矩关断信号和/或所述第二扭矩关断信号，控制电源开关导通或断开；

基于所述电源开关的导通状态，控制缓冲器打开；

基于所述电源开关的断开状态，控制所述缓冲器关闭；

基于所述第一扭矩关断信号和/或所述第二扭矩关断信号，控制所述缓冲器打开或关闭。

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