CN213484775U - 电机控制设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电机控制设备，该设备包括：开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；抱闸控制电路，与开关电路电连接，用于将开关电路确定的目标电机解抱闸。本申请解决了不能对电机进行分离抱闸控制的技术问题，使SCARA机器人在无驱动回路的情况下紧急移动变为可能，而且控制电路使用三挡自复位旋钮开关，更可以实施分离抱闸，使得控制拥有更多的选择且更加精准，当不在进行解除制动操作后可以自动恢复抱闸状态，在实施分离抱闸解除制动的基础上大大增加了安全性能。

Description

电机控制设备

技术领域

本申请涉及电机抱闸控制技术领域，尤其涉及一种电机控制设备。

背景技术

随着现代社会的发展，人力劳动成本的不断提高，工业自动化改革越来越普遍，工业机器人可替代人类进行简单的重复工作、繁重的体力工作以及无法预测的高危工作。其中被广泛使用的一种机器人就是SCARA机器人，SCARA机器人安装方便，操作简单，成本低廉，零部件少，易于维护，速度快，动作灵活，工作效率高，重复精度高，稳定性好，结构紧凑，占地面积小，空间利用率大。因此大量使用在一些精度要求高，空间相对比较狭小的场所。

SCARA机器人使用4个电机控制4个关节的运动,其中1、2、4轴负责关节水平旋转，3轴负责关节上下移动。一般来说，末端工装夹具受重力等惯性影响，在断电停止运作时，不会保持原有状态，因此选用的3、4轴电机需要带有制动保持功能，在断电的情况下电机内部抱闸制动，防止关节臂掉落。但在发生安全意外时，需要第一时间移动机械手臂进行救人，或者为了保护资产也需要对机械手臂进行移动操作。

目前，相关技术中，通常采用两轴刹车，但是带有刹车的两轴电机通过一个开关控制解除抱闸时，两轴电机的制动状态相同，无法单独控制其中一轴抱闸的释放，只能同时抱闸或者同时解除抱闸。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本申请的主要目的在于提供一种电机控制设备，以解决不能对电机进行分离抱闸控制的技术问题。

为了实现上述目的，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电机控制设备，包括：开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；抱闸控制电路，与开关电路电连接，用于将开关电路确定的目标电机解抱闸。

可选地，开关电路包括：第一开关档位、第二开关档位及开关旋钮，开关旋钮设置于第一开关档位和第二开关档位之间；第一开关档位用于在闭合状态下导通第一控制信号，第一控制信号用于确定第一电机为目标电机；第二开关档位用于在闭合状态下导通第二控制信号，第二控制信号用于确定第二电机为目标电机。

可选地，开关电路还包括：开关复位档位，设置于第一开关档位和第二开关档位之间，开关旋钮未受到外力作用的情况下从第一开关档位或第二开关档位移动至开关复位档位。

可选地，抱闸控制电路包括：第一磁励线圈和第二磁励线圈，第一磁励线圈与第一电机匹配设置，第二磁励线圈与第二电机匹配设置；第一磁励线圈用于在开关旋钮旋转至第一开关档位时接地导通；第二磁励线圈用于在开关旋钮旋转至第二开关档位时接地导通。

可选地，抱闸控制电路还包括：弹簧压紧板和摩擦盘，弹簧压紧板与磁励线圈电连接，摩擦盘抵触设置于弹簧压紧板上；弹簧压紧板在磁励线圈接地导通时释放摩擦盘。

可选地，抱闸控制电路还包括：第一光耦和刹车电路，刹车电路与磁励线圈电连接，第一光耦与刹车电路电连接；第一光耦用于导通第三控制信号，第三控制信号用于控制电机运行；刹车电路用于在开关旋钮旋转至第一开关档位或第二开关档位的情况下导通，以将第一光耦短接。

可选地，该设备还包括：电流检测反馈电路，与刹车电路电连接，用于对刹车电路和电机进行电流检测。

可选地，电流检测反馈电路包括：数模芯片和可编程逻辑器件，数模芯片与刹车电路电连接，可编程逻辑器件与数模芯片电连接，可编程逻辑器件还与第一光耦连接；数模芯片用于将对刹车电路的电流采样信号发送至可编程逻辑器件，可编程逻辑器件用于控制电机运转。

可选地，该设备还包括：使能灯和第二光耦，第二光耦与可编程逻辑器件连接，使能灯与电机和第二光耦连接；第二光耦在可编程逻辑器件发出的刹车控制信号为目标电平的情况下导通，以使使能灯发光。

可选地，该设备还包括：或门电路，与可编程逻辑器件和第二光耦电连接，用于在任一刹车控制信号为非目标电平的情况下，向第二光耦输出非目标电平。

本申请实施例提供的上述技术方案与相关技术相比具有如下优点：

本申请技术方案提供的一种电机控制设备包括：开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；抱闸控制电路，与开关电路电连接，用于将开关电路确定的目标电机解抱闸。本申请解决了不能对电机进行分离抱闸控制的技术问题，使SCARA机器人在无驱动回路的情况下紧急移动变为可能，而且控制电路使用三挡自复位旋钮开关，更可以实施分离抱闸，使得控制拥有更多的选择且更加精准，当不在进行解除制动操作后可以自动恢复抱闸状态，在实施分离抱闸解除制动的基础上大大增加了安全性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的结构。

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为根据本申请实施例提供的一种可选的电机控制设备的电路示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。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劳动的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。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列装置或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些装置或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它装置或单元。

相关技术中，通常采用两轴刹车，但是带有刹车的两轴电机通过一个开关控制解除抱闸时，两轴电机的制动状态相同，无法单独控制其中一轴抱闸的释放，只能同时抱闸或者同时解除抱闸。

为了解决背景技术中提及的技术问题，本申请实施例提供了一种电机控制设备，包括：开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；抱闸控制电路，与开关电路电连接，用于将开关电路确定的目标电机解抱闸。

如图1所示为该电机控制设备的电路示意图，本申请提供的一种电机控制设备可以应用于电机紧急制动(抱闸)状态下对电机进行接爆炸控制的技术场景。

电机M3为三轴电机，M4为四轴电机，三轴电机、四轴电机通过抱闸控制电路与开关电路连接，开关电路可以通过开关旋钮择一选择一个电机进行解抱闸控制，从而可以实施分离抱闸，使得控制拥有更多的选择且更加精准。

可选地，开关电路包括：第一开关档位K1、第二开关档位K2及开关旋钮S，开关旋钮S设置于第一开关档位K1和第二开关档位K2之间；第一开关档位K1用于在闭合状态下导通第一控制信号，第一控制信号用于确定第一电机M3为目标电机；第二开关档位K2用于在闭合状态下导通第二控制信号，第二控制信号用于确定第二电机M4为目标电机。

本申请实施例中，如图1所示，开关电路可以由第一开关档位K1、第二开关档位K2及开关旋钮S组成，上述三轴电机M3即为第一电机，上述四轴电机M4即为第二电机。

本申请实施例中，开关旋钮S可以在第一开关档位K1和第二开关档位K2之间旋转。当开关旋钮S旋转至第一开关档位K1时，第一开关档位闭合，导通第一控制信号，即第一电机M3的2端口接地导通，控制第一电机M3解抱闸。当开关旋钮S旋转至第二开关档位K2时，第二开关档位闭合，导通第二控制信号，即第二电机M4的2端口接地导通，控制第二电机M4解抱闸。

可选地，如图1所示，开关电路还包括：开关复位档位K3，设置于第一开关档位K1和第二开关档位K2之间，开关旋钮S未受到外力作用的情况下从第一开关档位K1或第二开关档位K2移动至开关复位档位K3。

本申请实施例中，还可以在第一开关档位K1和第二开关档位K2之间设置开关复位档位K3，开关旋钮S的初始位置位于开关复位档位，此时第一电机M3和第二电机M4均处于抱闸控制状态。开关旋钮S在旋转至第一开关档位K1或第二开关档位K2后松开时，受扭力影响从第一开关档位K1或第二开关档位K2逐渐移动回开关复位档位，即控制第一电机或第二电机解抱闸后，重新将第一电机、第二电机恢复制动状态(抱闸)。需要说明的是，在电机受软件控制模块控制时，硬件开关电路处于失效状态。当进行紧急制动时，24V直流电源接入到第一电机、第二电机、抱闸控制电路及开关电路中，从而可以使用开关电路的各个档位对第一电机、第二电机进行分离解抱闸控制。解抱闸控制是为了在发生安全意外时，第一时间移动机械手臂进行救人，或者为了保护资产对机械手臂进行移动操作。

可选地，上述第一开关档位、第二开关档位、开关复位档位还可以垂直设置，采用开关按钮，开关按钮的初始位置位于开关复位档位，提起开关按钮，则可以将第一开关档位闭合，从而选择第一电机解抱闸控制，按下开关按钮，则可以将第二开关档位闭合，从而选择第二电机解抱闸控制。当提起或按下开关按钮后松开时，开关按钮受弹簧拉力或弹簧推力移动到开关复位档位进行复位，从而重新制动第一电机和第二电机(抱闸)。

可选地，抱闸控制电路包括：第一磁励线圈Q1和第二磁励线圈Q2，第一磁励线圈Q1与第一电机M3匹配设置，第二磁励线圈Q2与第二电机M4匹配设置；第一磁励线圈Q1用于在开关旋钮S旋转至第一开关档位K1时接地导通；第二磁励线圈Q2用于在开关旋钮S旋转至第二开关档位K2时接地导通。

本申请实施例中，为第一电机和第二电机增加磁励线圈，从而在紧急制动情况下将24V直流电源接入磁励线圈，由开关旋钮选择某一电机内的磁励线圈接地导通，从而控制电机解抱闸。

可选地，抱闸控制电路还可以包括：弹簧压紧板和摩擦盘(图中未示出)，弹簧压紧板可以与磁励线圈电连接，摩擦盘可以抵触设置于弹簧压紧板上；弹簧压紧板在磁励线圈接地导通时释放摩擦盘。

本申请实施例中，开关旋钮选择某一电机内的磁励线圈接地导通，从而控制电机解抱闸可以是通过该磁励线圈导通电流，从而使磁励线圈通电，磁励线圈通电情况下产生电磁力，弹簧压紧板受电磁力吸引作用抬起，减少与摩擦盘的摩擦力，从而可以移动电机，即解抱闸。

可选地，抱闸控制电路还包括：第一光耦和刹车电路，刹车电路与磁励线圈电连接，第一光耦与刹车电路电连接；第一光耦用于导通第三控制信号，第三控制信号用于控制电机运行；刹车电路用于在开关旋钮旋转至第一开关档位或第二开关档位的情况下导通，以将第一光耦短接。

其中，如图1所示，第一光耦包括TLP_1和TLP_2，刹车电路包括BRK3和BRK4，在本申请实施例中，刹车电路仅简要示出。光耦TLP_1与刹车电路BRK3连接，光耦TLP_2与刹车电路BRK4连接。软件控制模块(即可编程逻辑器件)通过控制光耦TLP_1、TLP_2的输入，从而控制刹车释放(电机解抱闸)，此为非紧急情况下软件控制模块对电机的正常控制，紧急情况可以是突然断电等。

可选地，该设备还包括：电流检测反馈电路，与刹车电路电连接，用于对刹车电路和电机进行电流检测。

可选地，如图1所示，电流检测反馈电路还包括：数模芯片和可编程逻辑器件，数模芯片与刹车电路BRK3、BRK4电连接，可编程逻辑器件与数模芯片电连接，可编程逻辑器件还与第一光耦TLP_1、TLP_2连接；数模芯片用于将对刹车电路BRK3、BRK4进行电流采样的电流采样信号发送至可编程逻辑器件，可编程逻辑器件用于控制电机运转。

可编程逻辑器件在控制电机运转时发出刹车控制信号，本申请实施例中刹车控制信号可以包括FPGA_BRK3和FPGA_BRK4，并且该刹车控制信号还能控制使能灯LED的亮灭。

可选地，该设备还包括：使能灯LED和第二光耦TLP_LED，第二光耦与可编程逻辑器件连接，使能灯与电机和第二光耦连接；第二光耦在刹车控制信号为目标电平的情况下导通，以控制使能灯发光。

本申请实施例中，设置使能灯可以检测电机抱闸是否被释放。可编程逻辑器件还可以作为软件控制模块对电机进行控制。当可编程逻辑器件输出FPGA_BRK3和FPGA_BRK4信号时，控制电机解抱闸控制，此时FPGA_BRK3和FPGA_BRK4信号为低电平，第二光耦前级电路闭合，即二极管输入导通，进而三极管导通，副边允许电流通过，最终使能灯亮起。

可选地，该设备还包括：或门电路OR，与可编程逻辑器件和第二光耦TLP_LED电连接，用于在任一刹车控制信号为非目标电平的情况下，向第二光耦输出非目标电平。

本申请实施例中，使能灯和或门电路可以在软件控制模块控制电机时发出解抱闸提示。软件控制模块控制刹车后，再次控制电机运转需要解除刹车(解抱闸)，即通过可编程逻辑器件输出低电平(BRK3、BRK4信号)，以使第一电机和第二电机解除刹车状态。BRK3、BRK4信号输入或门电路OR，此时或门电路OR也输出低电平，第二光耦前级电路闭合，即二极管输入导通，进而三极管导通，副边允许电流通过，最终使能灯亮起。若第一电机和第二电机中至少一个为成功解除刹车状态，则可编程逻辑器件输出的BRK3、BRK4信号至少有一个为高电平，则或门电路输出高电平，第二光耦的前级电路未导通，即二极管输入端无电流通过，三极管未导通，副边无电流经过，使能灯未亮起。

本申请技术方案提供的一种电机控制设备包括：开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；抱闸控制电路，与开关电路电连接，用于将开关电路确定的目标电机解抱闸。本申请解决了不能对电机进行分离抱闸控制的技术问题，使SCARA机器人在无驱动回路的情况下紧急移动变为可能，而且控制电路使用三挡自复位旋钮开关，更可以实施分离抱闸，使得控制拥有更多的选择且更加精准，当不在进行解除制动操作后可以自动恢复抱闸状态，在实施分离抱闸解除制动的基础上大大增加了安全性能。

本申请所要保护的电机控制设备是一种具有确定形状、构造且占据一定空间的实体产品。可以由电子器件构成；或，微处理器等可以独立运行的、具有具体硬件结构的计算机设备、终端或服务器。

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、模块，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，例如各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电机控制设备，其特征在于，包括：

开关电路，用于在多个待解抱闸的电机中确定目标电机；

抱闸控制电路，与所述开关电路电连接，用于将所述开关电路确定的所述目标电机解抱闸。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述开关电路包括：

第一开关档位、第二开关档位及开关旋钮，其中，所述开关旋钮设置于所述第一开关档位和所述第二开关档位之间；

所述第一开关档位用于在闭合状态下导通第一控制信号，所述第一控制信号用于确定第一电机为所述目标电机；

所述第二开关档位用于在闭合状态下导通第二控制信号，所述第二控制信号用于确定第二电机为所述目标电机。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述开关电路还包括：

开关复位档位，设置于所述第一开关档位和所述第二开关档位之间，所述开关旋钮未受到外力作用的情况下从所述第一开关档位或所述第二开关档位移动至所述开关复位档位。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述抱闸控制电路包括：

第一磁励线圈和第二磁励线圈，所述第一磁励线圈与所述第一电机匹配设置，所述第二磁励线圈与所述第二电机匹配设置；

所述第一磁励线圈用于在所述开关旋钮旋转至所述第一开关档位时接地导通；

所述第二磁励线圈用于在所述开关旋钮旋转至所述第二开关档位时接地导通。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述抱闸控制电路还包括：

弹簧压紧板和摩擦盘，所述弹簧压紧板与所述磁励线圈电连接，所述摩擦盘抵触设置于所述弹簧压紧板上；

所述弹簧压紧板在所述磁励线圈接地导通时释放所述摩擦盘。

6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述抱闸控制电路还包括：

第一光耦和刹车电路，所述刹车电路与所述磁励线圈电连接，所述第一光耦与所述刹车电路电连接；

所述第一光耦用于导通第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述电机运行；

所述刹车电路用于在所述开关旋钮旋转至所述第一开关档位或所述第二开关档位的情况下导通，以将所述第一光耦短接。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

电流检测反馈电路，与所述刹车电路电连接，用于对所述刹车电路和电机进行电流检测。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述电流检测反馈电路包括：

数模芯片和可编程逻辑器件，所述数模芯片与所述刹车电路电连接，所述可编程逻辑器件与所述数模芯片电连接，所述可编程逻辑器件还与所述第一光耦连接；

所述数模芯片用于将对所述刹车电路的电流采样信号发送至所述可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件用于控制电机运转。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

使能灯和第二光耦，所述第二光耦与所述可编程逻辑器件连接，所述使能灯与所述电机和所述第二光耦连接；

所述第二光耦在所述可编程逻辑器件发出的刹车控制信号为目标电平的情况下导通，以使所述使能灯发光。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

或门电路，与所述可编程逻辑器件和所述第二光耦电连接，用于在任一所述刹车控制信号为非目标电平的情况下，向所述第二光耦输出所述非目标电平。

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