CN207664906U - 一种步进电机电子刹车装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出一种步进电机电子刹车装置，步进电机Dn包括n个第一绕组Q11～Q1n和n个第二绕组Q21～Q2n；第一绕组Q1n与第一开关K1n并联，第一绕组Q1n与驱动器Tn连接；第二绕组Q2n与第一开关K2n并联，第二绕组Q2n与驱动器Tn连接；电子刹车模块U包括n个第一短接控制端子X11～X1n、n个第二短接控制端子X21～X2n和n个短接信号端子Y1～Yn；第一开关K1n与第一短接控制端子X1n电连接；第二开关K2n与第二短接控制端子X2n电连接；驱动器Tn与短接信号端子Yn电连接。本实用新型有益效果：可同时控制多个步进电机实现断电快速停转，体积小，重量轻，响应快，成本低，无噪声，寿命长，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字程序控制系统，涉及一种步进电机控制系统，特别是指一种步进电机电子刹车装置。
背景技术
在关节机器人和直角坐标机构里的Z轴，根据其工作特性，在断电状态下，电机保持力矩没有了，电机轴处于自由状态。在电机转子和负载惯性的作用下，电机还有可能会继续转动或移动(直线步进电机)。而在一些场合，要求断电后必须迅速制动，因此必须在电机上装有断电刹车器，来确保断电后电机被抱紧不转动或移动(直线步进电机)。传统的刹车器是在步进电机后端加一个电磁刹车器，并联在步进电机装置的电路上，电机上电时，抱闸也上电，刹车装置脱离步进电机输出轴，电机正常运转；当断电时，刹车释放紧紧抱住电机轴。使用传统的刹车器，重量和体积增加很多，而且步进电机的响应慢，安装不方便，造价高，噪声大，寿命短。
实用新型内容
本实用新型提出一种步进电机电子刹车装置，解决了现有技术中的上述问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种步进电机电子刹车装置，包括电子刹车模块U、n个驱动器T1～Tn、n个步进电机D1～Dn、n个第一开关K11～K1n和n个第二开关K21～K2n；
n为大于或等于1的整数；
步进电机Dn包括n个第一绕组Q11～Q1n和n个第二绕组Q21～Q2n；
第一绕组Q1n与第一开关K1n并联，第一绕组Q1n与驱动器Tn连接；
第二绕组Q2n与第一开关K2n并联，第二绕组Q2n与驱动器Tn连接；
电子刹车模块U包括n个第一短接控制端子X11～X1n、n个第二短接控制端子X21～X2n和n个短接信号端子Y1～Yn；
第一开关K1n与第一短接控制端子X1n电连接；
第二开关K2n与第二短接控制端子X2n电连接；
驱动器Tn与短接信号端子Yn电连接。
进一步地，本实用新型所述的步进电机电子刹车装置，电子刹车模块U包括电源单元U1、刹车控制单元U2、浪涌吸收单元U3和输入输出端子单元U4；
电源单元U1与刹车控制单元U2电连接；
刹车控制单元U2与浪涌吸收单元U3电连接；
浪涌吸收单元U3与输入输出端子单元U4电连接；
第一短接控制端子X11～X1n设置在输入输出端子单元U4上；
第二短接控制端子X21～X2n设置在输入输出端子单元U4上；
短接信号端子Y1～Yn设置在输入输出端子单元U4上。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型所述的步进电机电子刹车装置，可同时控制多个步进电机实现断电快速停转，体积小，重量轻，响应快，成本低，无噪声，寿命长，安装方便。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种步进电机电子刹车装置实施例一的电路结构示意图；
图2为本实用新型一种步进电机电子刹车装置实施例二的电路结构示意图；
图3为本实用新型一种步进电机电子刹车装置实施例三的电路结构示意图；
图4为本实用新型一种步进电机电子刹车装置中电子刹车模块的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅
是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
为了使本实用新型的技术方案能更清晰地表示出来，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
实施例一如图1所示，以两相步进电机为例，本实用新型所述的一种步进电机电子刹车装置，包括电子刹车模块U、驱动器T1、步进电机D1、第一开关K11和第二开关K21；
步进电机D1包括第一绕组Q11和第二绕组Q21；
第一绕组Q11与第一开关K11并联，第一绕组Q11与驱动器T1连接；
第二绕组Q21与第一开关K21并联，第二绕组Q21与驱动器T1连接；
电子刹车模块U包括第一短接控制端子X11、第二短接控制端子X21和短接信号端子Y1；
第一开关K11与第一短接控制端子X11电连接；
第二开关K21与第二短接控制端子X21电连接；
驱动器T1与短接信号端子Y1电连接。
本实施例中包含一台永磁式两相步进电机D1，驱动器T1控制步进电机D1的运转。在步进电机运转时，电子刹车模块U通过短接信号端子Y1得到电机D1正在运转的信号，通过驱动第一短接控制端子X11使第一开关K11断开，通过驱动第二短接控制端子X21使第二开关K21断开。
在步进电机运转时，电子刹车模块U通过短接信号端子Y1得到电机D1正在运转的信号，通过驱动第一短接控制端子X11使第一开关K11断开，通过驱动第二短接控制端子X21使第二开关K21断开。
当驱动器T1发出停止信号后，第一绕组Q11和第二绕组Q12断电，失去动力来源。同时，电子刹车模块U通过短接信号端子Y1获得驱动器T1停止的信号，然后驱动第一短接控制端子X11使第一开关K11闭合，从而使第一绕组Q11短路；通过驱动第二短接控制端子X21使第二开关K21闭合，从而使第二绕组Q21短路。由于第一绕组Q11和第二绕组Q21形成闭合回路，如果当电机转子因惯性继续旋转时，势必切割电机的磁场形成电流，从而产生制动力矩，促使电机迅速停止转动。
实施例二如图2所示，本实用新型所述的一种步进电机电子刹车装置，包括电子刹车模块U、驱动器T1～T2，步进电机D1～D2、第一开关K11～K12、第二开关K21～K22；
步进电机D1包括第一绕组Q11和第二绕组Q21；
第一绕组Q11与第一开关K11并联，第一绕组Q11与驱动器T1连接；
第二绕组Q21与第一开关K21并联，第二绕组Q21与驱动器T1连接；
电子刹车模块U包括第一短接控制端子X11～X12、第二短接控制端子X21～X22和短接信号端子Y1～Y2；
第一开关K11与第一短接控制端子X11电连接；
第二开关K21与第二短接控制端子X21电连接；
驱动器T1与短接信号端子Y1电连接。
步进电机D2包括第一绕组Q12和第二绕组Q22；
第一绕组Q12与第一开关K12并联，第一绕组Q12与驱动器T2连接；
第二绕组Q22与第一开关K22并联，第二绕组Q22与驱动器T2连接；
第一开关K12与第一短接控制端子X12电连接；
第二开关K22与第二短接控制端子X22电连接；
驱动器T2与短接信号端子Y2电连接。
在实施例二中，包含两台永磁式两相步进电机D1～D2，驱动器T1控制步进电机D1的运转，驱动器T2控制步进电机T2运转。
以步进电机D1为例，在步进电机运转时，电子刹车模块U通过短接信号端子Y1得到电机D1正在运转的信号，通过驱动第一短接控制端子X11使第一开关K11断开，通过驱动第二短接控制端子X21使第二开关K21断开。
当驱动器T1发出停止信号后，第一绕组Q11和第二绕组Q12断电，失去动力来源。同时，电子刹车模块U通过短接信号端子Y1获得驱动器T1停止的信号，然后驱动第一短接控制端子X11使第一开关K11闭合，从而使第一绕组Q11短路；通过驱动第二短接控制端子X21使第二开关K21闭合，从而使第二绕组Q21短路。由于第一绕组Q11和第二绕组Q21形成闭合回路，如果当电机转子因惯性继续旋转时，势必切割电机的磁场形成电流，从而产生制动力矩，促使电机迅速停止转动。
步进电机D2的运转情况与步进电机D1类似，在此不再赘述。
实施例三如图3所示，本实用新型所述的一种步进电机电子刹车装置，包括电子刹车模块U、n个驱动器T1～Tn、n个步进电机D1～Dn、n个第一开关K11～K1n和n个第二开关K21～K2n；
n为大于或等于1的整数；
步进电机Dn包括n个第一绕组Q11～Q1n和n个第二绕组Q21～Q2n；
第一绕组Q1n与第一开关K1n并联，第一绕组Q1n与驱动器Tn连接；
第二绕组Q2n与第一开关K2n并联，第二绕组Q2n与驱动器Tn连接；
电子刹车模块U包括n个第一短接控制端子X11～X1n、n个第二短接控制端子X21～X2n和n个短接信号端子Y1～Yn；
第一开关K1n与第一短接控制端子X1n电连接；
第二开关K2n与第二短接控制端子X2n电连接；
驱动器Tn与短接信号端子Yn电连接。
对实施例三的分析与以上两个实施例类似，在此不再赘述。
进一步地，本实用新型所述的步进电机电子刹车装置，电子刹车模块U包括电源单元U1、刹车控制单元U2、浪涌吸收单元U3和输入输出端子单元U4；
电源单元U1与刹车控制单元U2电连接；
刹车控制单元U2与浪涌吸收单元U3电连接；
浪涌吸收单元U3与输入输出端子单元U4电连接；
第一短接控制端子X11～X1n设置在输入输出端子单元U4上；
第二短接控制端子X21～X2n设置在输入输出端子单元U4上；
短接信号端子Y1～Yn设置在输入输出端子单元U4上。
通过设置浪涌吸收单元U3，可有效避免电路回路中的电气设备在上电和断电过程中被损坏。
第一开关K1n和第二开关K2n可以采用继电器，也可以采用电子开关电路。
对于三相式步进电机、四相式步进电机、五相式步进电机以及其它多相式步进电机，也可采用类似以上实施例中的电路，通过断电时把电机绕组短路，实现快速停转的目的。
由于直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。因此，以上实施例中的分析也适用于直线电机。
本实用新型所述的步进电机电子刹车装置，可同时控制多个步进电机实现断电快速停转，体积小，重量轻，响应快，成本低，无噪声，寿命长，安装方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种步进电机电子刹车装置，其特征在于，包括电子刹车模块U、n个驱动器T1～Tn、n个步进电机D1～Dn、n个第一开关K11～K1n和n个第二开关K21～K2n；
n为大于或等于1的整数；
步进电机Dn包括n个第一绕组Q11～Q1n和n个第二绕组Q21～Q2n；
第一绕组Q1n与第一开关K1n并联，第一绕组Q1n与驱动器Tn连接；
第二绕组Q2n与第一开关K2n并联，第二绕组Q2n与驱动器Tn连接；
电子刹车模块U包括n个第一短接控制端子X11～X1n、n个第二短接控制端子X21～X2n和n个短接信号端子Y1～Yn；
第一开关K1n与第一短接控制端子X1n电连接；
第二开关K2n与第二短接控制端子X2n电连接；
驱动器Tn与短接信号端子Yn电连接。
2.根据权利要求1所述的步进电机电子刹车装置，其特征在于，电子刹车模块U包括电源单元U1、刹车控制单元U2、浪涌吸收单元U3和输入输出端子单元U4；
电源单元U1与刹车控制单元U2电连接；
刹车控制单元U2与浪涌吸收单元U3电连接；
浪涌吸收单元U3与输入输出端子单元U4电连接；
第一短接控制端子X11～X1n设置在输入输出端子单元U4上；
第二短接控制端子X21～X2n设置在输入输出端子单元U4上；
短接信号端子Y1～Yn设置在输入输出端子单元U4上。
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| CN114884409A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-08-09 | 深圳市杰美康机电有限公司 | 一种用于步进电机的刹车控制电路 |
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