CN216956284U - 一种电机抱闸状态检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机抱闸状态检测电路。所述电路包括电机抱闸控制电路，用于根据输入的控制信号控制电机抱闸的运行状态；所述电机抱闸控制电路中设置有脉冲发生单元，所述状态检测电路还包括电机抱闸输出电压检测电路，所述输出电压检测电路的两个输入端分别与电机抱闸控制电路的两个输出端相连，用于输出抱闸状态反馈信号。所述电机抱闸状态检测电路，电路结构简单，能够在伺服驱动器工作的过程中，输出抱闸状态反馈信号，能够为进一步判断电机抱闸是否断线提供依据。该电机抱闸状态检测电路还改进了传统的电机抱闸控制电路，使用两个MOS管作为电路双开关器件控制电机抱闸的制动与释放，降低了抱闸误释放的几率，提高了可靠性。

Description

一种电机抱闸状态检测电路

技术领域

本申请涉及电机抱闸技术领域，特别是涉及一种电机抱闸状态检测电路。

背景技术

在工业机器人的伺服系统中，通常会选用带抱闸功能的电机作为驱动电机。目前常见的做法是：伺服驱动器内设有电机抱闸电路，如图1所示(M指电机)，电机抱闸电路包括电机抱闸控制电路，其中抱闸开关器件为继电器，通过电机抱闸控制电路控制抱闸开关，进而控制电机抱闸，使电机抱闸线圈得电抱闸释放、电机抱闸线圈失电抱闸制动。

现有技术中的电机抱闸控制电路常采用数字输出电路的方式进行控制，即通过闭合或断开开关控制电机抱闸输出电源来释放或制动电机。但是，上述这种电机抱闸控制电路采用简单开关，因而可靠性差；并且若电机抱闸无输出或断线，通过现有电机抱闸电路往往难以及时察觉，容易导致电机在电机抱闸处于制动状态下强制运行，进而对电机造成损坏。

实用新型内容

基于此，针对上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电机抱闸状态检测电路。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电机抱闸状态检测电路，包括电机抱闸控制电路，用于根据输入的抱闸控制信号INPUT控制电机抱闸的运行状态，使电机抱闸线圈得电抱闸释放、电机抱闸线圈失电抱闸制动；所述电机抱闸控制电路中设置有脉冲发生单元，所述电机抱闸状态检测电路还包括电机抱闸输出电压检测电路，所述电机抱闸输出电压检测电路的两个输入端分别与电机抱闸控制电路的两个输出端相连，用于根据检测到的抱闸有效电压，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

优选地，所述电机抱闸控制电路包括电阻R1、电阻R2、金氧半场效晶体管Q1、金氧半场效晶体管Q2和瞬态二极管TVS；所述金氧半场效晶体管Q1的源极与电源正极相连，所述金氧半场效晶体管Q1的漏极与电机抱闸线圈一端相连；所述金氧半场效晶体管Q2的源极与电源负极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的漏极与电机抱闸线圈另一端相连；所述瞬态二极管TVS的一端与金氧半场效晶体管Q1的漏极相连，另一端与金氧半场效晶体管Q2的漏极相连。

进一步优选地，所述电机抱闸控制电路的输入端设置有隔离光耦U1，所述隔离光耦U1的输入端用于接收抱闸控制信号INPUT；所述电阻R1的一端与电源正极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的集电极相连；所述电阻R2的一端与电源负极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的发射极相连；所述金氧半场效晶体管Q1的栅极与隔离光耦U1输出端的集电极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的栅极与隔离光耦U1输出端的发射极相连。

进一步优选地，所述电机抱闸输出电压检测电路包括隔离光耦U2、电阻R3、稳压管Z1和整流桥D1，其中，所述隔离光耦U2的输出端用于输出抱闸状态反馈信号STATUS；所述电阻R3的一端与隔离光耦U2输入端的正极相连，另一端与整流桥D1的输出端正极相连；所述稳压管Z1的正极与整流桥D1的输出端负极相连，稳压管Z1的负极与隔离光耦U2输入端的负极相连；所述整流桥D1的两个输入端分别与金氧半场效晶体管Q1的漏极和金氧半场效晶体管Q2的漏极相连，用于对检测到的有效电压进行整流处理，然后输出有效电平；所述电机抱闸输出电压检测电路会根据所述有效电平，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

进一步优选地，所述电阻R1的一端和金氧半场效晶体管Q1的源极加载正24V电压，所述电阻R2的一端和金氧半场效晶体管Q2的源极加载负24V电压。

进一步优选地，输出的所述抱闸状态反馈信号STATUS的有效电压值，通过调整电阻R3和稳压二极管Z1的参数来设定。

本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的电机抱闸状态检测电路，相比目前常用的电机抱闸电路，增加了电机抱闸输出电压检测电路，在保证电路结构简单的同时，能够在伺服驱动器工作的过程中，检测抱闸两端的有效电压，输出抱闸状态反馈信号，能够为进一步判断电机抱闸是否断线提供依据；结合抱闸控制信号和抱闸状态反馈信号，能够实现对电机抱闸线圈是否断线的有效检测，避免电机在电机抱闸处于制动状态下强制持续运行而对电机造成损坏。

本实用新型还改进了传统的电机抱闸控制电路，不同于传统的使用一个继电器作为电路开关器件，本实用新型使用两个金氧半场效晶体管作为电路双开关器件控制电机抱闸的制动与释放，降低了抱闸误释放的几率，提高了电机抱闸控制的可靠性。

附图说明

图1为现有电机抱闸电路的结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例提供的一种电机抱闸状态检测电路的整体结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例提供的一种电机抱闸状态检测电路的具体内部结构示意图；

图4本实用新型一个实施例提供的一个电机抱闸未断线时的抱闸控制信号INPUT和抱闸状态反馈信号STATUS示意图；

图5本实用新型一个实施例提供的一个电机抱闸断线时的抱闸控制信号INPUT和抱闸状态反馈信号STATUS示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电机抱闸状态检测电路，包括电机抱闸控制电路，用于根据输入的抱闸控制信号INPUT控制电机抱闸的运行状态，当电机抱闸控制电路导通时，使电机抱闸线圈得电抱闸释放；当电机抱闸控制电路未导通时，电机抱闸线圈失电抱闸制动；所述电机抱闸控制电路中设置有脉冲发生单元，所述电机抱闸状态检测电路还包括电机抱闸输出电压检测电路，所述电机抱闸输出电压检测电路的两个输入端分别与电机抱闸控制电路的两个输出端相连，用于根据检测到的抱闸有效电压，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

具体地，如图3所示，所述电机抱闸控制电路包括电阻R1、电阻R2、金氧半场效晶体管(MOS管)Q1、金氧半场效晶体管(MOS管)Q2和瞬态二极管TVS；所述金氧半场效晶体管Q1的源极与电源正极相连，所述金氧半场效晶体管Q1的漏极与电机抱闸线圈一端相连；所述金氧半场效晶体管Q2的源极与电源负极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的漏极与电机抱闸线圈另一端相连；所述瞬态二极管TVS的一端与金氧半场效晶体管Q1的漏极相连，另一端与金氧半场效晶体管Q2的漏极相连。

进一步地，如图3所示，所述电机抱闸控制电路的输入端设置有隔离光耦U1，所述隔离光耦U1的输入端用于接收抱闸控制信号INPUT；所述电阻R1的一端与电源正极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的集电极相连；所述电阻R2的一端与电源负极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的发射极相连；所述金氧半场效晶体管Q1的栅极与隔离光耦U1输出端的集电极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的栅极与隔离光耦U1输出端的发射极相连。

进一步来说，当隔离光耦U1的输入端有输入抱闸控制信号INPUT时，通过隔离光耦U1使MOS管Q1和MOS管Q2导通，也就是说所述MOS管Q1和MOS管Q2在电路中作为两个开关器件。当MOS管Q1和MOS管Q2导通后，电机抱闸两端会存在电压，BK+和BK-会输出抱闸电压；反之，隔离光耦U1的输入端没有输入抱闸控制信号INPUT时，BK+和BK-无电压输出。

进一步地，如图3所示，所述电机抱闸输出电压检测电路包括隔离光耦U2、电阻R3、稳压管Z1和整流桥D1，其中，所述隔离光耦U2的输出端用于输出抱闸状态反馈信号STATUS；所述电阻R3的一端与第二隔离光耦U2输入端的正极相连，另一端与整流桥D1的输出端正极相连；所述稳压管Z1的正极与整流桥D1的输出端负极相连，稳压管Z1的负极与隔离光耦U2输入端的负极相连；所述整流桥D1的两个输入端分别与MOS管Q1的漏极和MOS管Q2的漏极相连，用于对检测到的有效电压进行整流处理，然后输出有效电平。进一步地，所述电机抱闸输出电压检测电路会根据该有效电平，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

具体地，所述电阻R1的一端和金氧半场效晶体管Q1的源极加载正24V电压，所述电阻R2的一端和金氧半场效晶体管Q2的源极加载负24V电压。

进一步地，输出的所述抱闸状态反馈信号STATUS的有效电压值，通过调整电阻R3和稳压二极管Z1的参数来设定。

进一步地，结合所述控制信号INPUT和抱闸状态反馈信号STATUS，能够判断电机抱闸线圈是否断线。具体来说：

根据电机抱闸线圈特性，如图4所示，当抱闸控制信号INPUT中设置一个脉冲信号时，对输入的抱闸控制信号INPUT中加入的脉冲信号部分，抱闸状态反馈信号STATUS无脉冲信号返回，说明已连接电机抱闸，电机抱闸线圈没有断线。换一种说法，当连接电机抱闸的时候，在输入的电平信号处于低电平的短暂时刻，也就是电机抱闸控制电路没有导通的短暂时间内，根据电机抱闸线圈特性，抱闸线圈会存储部分能量，存储的能量可为线圈供压几十毫秒至上百毫秒的时间；也就是说当连接电机抱闸的时候，在电机抱闸控制电路没有导通的瞬间，电机抱闸两端依然是有电压的，因此抱闸状态反馈信号STATUS依然会保持电机抱闸控制电路导通时的状态，不会因为输入的脉冲信号瞬间处于低电平而出现低电平的输出。

类似地，如图5所示，当抱闸控制信号INPUT中设置一个脉冲信号时，对于输入的抱闸控制信号INPUT中加入的脉冲信号部分，抱闸状态反馈信号STATUS有脉冲信号返回，和输入的脉冲信号保持一致，说明未连接电机抱闸，电机抱闸线圈发生断线。换一种说法，当没有连接电机抱闸的时候，由于没有抱闸线圈的存在，在输入的电平信号处于低电平的短暂时刻，也就是电机抱闸控制电路没有导通的短暂时间内，抱闸状态反馈信号STATUS同样会出现低电平的瞬间。

综上，能够判断出电机抱闸线圈是否断线，从而避免电机在电机抱闸处于制动状态下强制持续运行而对电机造成损坏。

本实用新型实施例提供的电机抱闸状态检测电路，相比目前常用的电机抱闸电路，增加了电机抱闸状态检测电路，在保证电路结构简单的同时，能够在伺服驱动器工作的过程中，检测抱闸两端的有效电压，输出抱闸状态反馈信号，能够为进一步判断电机抱闸是否断线提供依据。该电机抱闸状态检测电路还改进了传统的电机抱闸控制电路，不同于传统的使用一个继电器作为电路开关器件，使用两个MOS管作为电路双开关器件控制电机抱闸的制动与释放，降低了抱闸误释放的几率，提高了电机抱闸控制的可靠性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种电机抱闸状态检测电路，包括电机抱闸控制电路，用于根据输入的抱闸控制信号INPUT控制电机抱闸的运行状态，使电机抱闸线圈得电抱闸释放、电机抱闸线圈失电抱闸制动；其特征在于，所述电机抱闸控制电路中设置有脉冲发生单元，所述电机抱闸状态检测电路还包括电机抱闸输出电压检测电路，所述电机抱闸输出电压检测电路的两个输入端分别与电机抱闸控制电路的两个输出端相连，用于根据检测到的抱闸有效电压，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

2.根据权利要求1所述的电机抱闸状态检测电路，其特征在于，所述电机抱闸控制电路包括电阻R1、电阻R2、金氧半场效晶体管Q1、金氧半场效晶体管Q2和瞬态二极管TVS；所述金氧半场效晶体管Q1的源极与电源正极相连，所述金氧半场效晶体管Q1的漏极与电机抱闸线圈一端相连；所述金氧半场效晶体管Q2的源极与电源负极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的漏极与电机抱闸线圈另一端相连；所述瞬态二极管TVS的一端与金氧半场效晶体管Q1的漏极相连，另一端与金氧半场效晶体管Q2的漏极相连。

3.根据权利要求2所述的电机抱闸状态检测电路，其特征在于，所述电机抱闸控制电路的输入端设置有隔离光耦U1，所述隔离光耦U1的输入端用于接收抱闸控制信号INPUT；所述电阻R1的一端与电源正极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的集电极相连；所述电阻R2的一端与电源负极相连，另一端与隔离光耦U1输出端的发射极相连；所述金氧半场效晶体管Q1的栅极与隔离光耦U1输出端的集电极相连，所述金氧半场效晶体管Q2的栅极与隔离光耦U1输出端的发射极相连。

4.根据权利要求3所述的电机抱闸状态检测电路，其特征在于，所述电机抱闸输出电压检测电路包括隔离光耦U2、电阻R3、稳压管Z1和整流桥D1，其中，所述隔离光耦U2的输出端用于输出抱闸状态反馈信号STATUS；所述电阻R3的一端与隔离光耦U2输入端的正极相连，另一端与整流桥D1的输出端正极相连；所述稳压管Z1的正极与整流桥D1的输出端负极相连，稳压管Z1的负极与隔离光耦U2输入端的负极相连；所述整流桥D1的两个输入端分别与金氧半场效晶体管Q1的漏极和金氧半场效晶体管Q2的漏极相连，用于对检测到的有效电压进行整流处理，然后输出有效电平；所述电机抱闸输出电压检测电路会根据所述有效电平，输出抱闸状态反馈信号STATUS。

5.根据权利要求4所述的电机抱闸状态检测电路，其特征在于，所述电阻R1的一端和金氧半场效晶体管Q1的源极加载正24V电压，所述电阻R2的一端和金氧半场效晶体管Q2的源极加载负24V电压。

6.根据权利要求4所述的电机抱闸状态检测电路，其特征在于，输出的所述抱闸状态反馈信号STATUS的有效电压值，通过调整电阻R3和稳压二极管Z1的参数来设定。

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