CN218285611U - 一种消磁装置及协作机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种消磁装置及协作机器人，应用于抱闸，包括抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端电连接，抱闸的第二端与消磁电路的输入端电连接；消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端电连接，消磁电路的控制端与主控制模块的第一控制端电连接；续流模块的第一端藕接于抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端之间，续流模块的第二端藕接于消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端之间；续流模块在无供电电压时，提供电流流通路径；主控制模块根据第一电源输出端与第二电源输出端的供电电压的有无，控制消磁电路是否对抱闸进行消磁。本实用新型实施例，以加快抱闸掉电消磁的速度，提高抱闸的安全性。

Description

一种消磁装置及协作机器人

技术领域

本实用新型涉及协作机器人技术领域，尤其涉及一种消磁装置及协作机器人。

背景技术

随着的协作机器人发展和普遍应用，在满足各行业需求的同时，安全性也尤为重要，其中，抱闸作为协作机器人不可或缺的器件，发挥着很重要的作用。

由于具有较大的负载能力的协作机器人，需要的抱闸也较大，而抱闸实质上是一个大电感，在协作机器人突然断开电源停止工作时，根据加载在电感上的电流不能突变的原理，抱闸上的电能量会相应大，靠自身慢慢消耗，会造成延时抱紧或抱不紧的问题，无法使协作机器人及时停止运动，容易造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种消磁装置及协作机器人，以加快抱闸掉电消磁的速度，提高抱闸的安全性。

根据本实用新型的一方面，提供了一种消磁装置，其特征在于，应用于抱闸，所述装置包括主控制模块、消磁电路、续流模块和抱闸；

所述主控制模块包括第一电源输出端、第二电源输出端和第一控制端；

所述抱闸的第一端与所述主控制模块的第一电源输出端电连接，所述抱闸的第二端与所述消磁电路的输入端电连接；

所述消磁电路的输出端与所述主控制模块的第二电源输出端电连接，所述消磁电路的控制端与所述主控制模块的第一控制端电连接；

所述续流模块的第一端藕接于所述抱闸的第一端与所述主控制模块的第一电源输出端之间，所述续流模块的第二端藕接于所述消磁电路的输出端与所述主控制模块的第二电源输出端之间；所述续流模块用于在所述第一电源输出端与第二电源输出端无供电电压时，提供电流流通路径；

所述主控制模块用于根据所述第一电源输出端与第二电源输出端的供电电压的有无，控制所述消磁电路是否对所述抱闸进行消磁。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种协作机器人，其特征在于，包括如第一方面所述的任一消磁装置，所述消磁装置应用于所述协作机器人关节中的抱闸。

本实用新型实施例的技术方案，通过设置主控制模块、消磁电路、续流模块和抱闸；主控制模块包括第一电源输出端、第二电源输出端和第一控制端；抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端电连接，抱闸的第二端与消磁电路的输入端电连接；消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端电连接，消磁电路的控制端与主控制模块的第一控制端电连接；使得主控制模块为整个装置提供供电电压，并控制消磁电路的工作模式，使得抱闸松开。续流模块的第一端藕接于抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端之间，续流模块的第二端藕接于消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端之间；在第一电源输出端与第二电源输出端无供电电压时，续流模块继续抱闸上的电流提供流通路径，此时，主控制模块控制消磁电路对抱闸进行消磁，使得抱闸上的电能快速消耗掉，能够及时抱紧，避免安全事故的发生，提高抱闸的可靠性和安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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为本实用新型实施例提供的一种消磁装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种消磁装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种消磁装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的又一种消磁装置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种协作机器人的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型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，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本实用新型实施例提供的一种消磁装置的结构示意图，如图1所示，应用于抱闸，该装置包括主控制模块10、消磁电路20、续流模块30和抱闸40；主控制模块10包括第一电源输出端V1、第二电源输出端V2和第一控制端C1；抱闸40的第一端与主控制模块10的第一电源输出端V1电连接，抱闸40的第二端与消磁电路20的输入端X电连接；消磁电路20的输出端Y与主控制模块10的第二电源输出端V2电连接，消磁电路20的控制端C与主控制模块10的第一控制端C1电连接；续流模块30的第一端藕接于抱闸40的第一端与主控制模块10的第一电源输出端V1之间，续流模块30的第二端藕接于消磁电路20的输出端Y与主控制模块10的第二电源输出端V2之间；续流模块30用于在第一电源输出端V1与第二电源输出端V2无供电电压时，提供电流流通路径；主控制模块10用于根据第一电源输出端V1与第二电源输出端V2的供电电压的有无，控制消磁电路20是否对抱闸40进行消磁。

其中，主控制模块包括但不限于微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者单片机等。

续流模块30包括但不限于二极管或者其他类型的开关管。

具体的，通常抱闸40中包括由储能元件，例如电感，当主控制模块10通过第一电源输出端V1和第二电源输出端V2提供供电电压时，电流流经抱闸40和消磁电路，使得抱闸40中的储能元件(例如电感)存储电能，此时，抱闸处于松开状态，且此时的消磁电路20不进行消磁，换言之，此时的消磁电路20相当于导线。当主控制模块10断开供电时，即此时的第一电源输出端V1和第二电源输出端V2无供电电压，由于抱闸40中的储能元件(例如电感)上的电流不能发生突变，电流会依次通过消磁电路20和续流模块30进行续流，由导通路径上的内阻进行慢慢消耗。可以理解的，由于抱闸40存储由大量的电能，若无法快速完成掉电，将使得抱闸40无法及时抱紧，造成安全事故。因此，当主控制模块10断开供电时，同时会控制消磁电路20进行消磁操作，对抱闸40存储的电能进行快速释放，以保证抱闸40及时进行抱紧，避免安全事故的发生。

需要说明的是，主控制模块10通过第一电源输出端V1和第二电源输出端V2提供供电电压的具体大小，本实用新型实施例不做限定，例如48V。

本实施例中，通过设置主控制模块、消磁电路、续流模块和抱闸；主控制模块包括第一电源输出端、第二电源输出端和第一控制端；抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端电连接，抱闸的第二端与消磁电路的输入端电连接；消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端电连接，消磁电路的控制端与主控制模块的第一控制端电连接；使得主控制模块为整个装置提供供电电压，并控制消磁电路的工作模式，使得抱闸松开。续流模块的第一端藕接于抱闸的第一端与主控制模块的第一电源输出端之间，续流模块的第二端藕接于消磁电路的输出端与主控制模块的第二电源输出端之间；在第一电源输出端与第二电源输出端无供电电压时，续流模块继续抱闸上的电流提供流通路径，此时，主控制模块控制消磁电路对抱闸进行消磁，使得抱闸上的电能快速消耗掉，能够及时抱紧，避免安全事故的发生，提高抱闸的可靠性和安全性。

可选的，图2为本实用新型实施例提供的另一种消磁装置的结构示意图，如图2所示，抱闸40包括电感元件L，电感元件L电连接于主控制模块10的第一电源输出端V1与消磁电路20的输入端X之间；抱闸40的两端存在压差时，处于松开状态，抱闸40的两端不存在压差时，处于抱紧状态。

可以理解的，根据实际抱闸40应用的场景的不同，其对应的具体的类型也不同，本实用新型实施例对此不做限定。

具体的，由于电感元件L的两端存在压差时，电感元件L会产生磁场，使得抱闸40松开。当主控制模块10突然停止断电后，主控制模块10的第一电源输出端V1与第二电源输出端V2无供电电压不再提供供电电压，此时，电感元件L为阻止电流的突变，会产生一个相反的感应电势，同时电流会通过续流模块30进行续流。直到电感元件L两端的压差不存在时，即电感元件L上储存的电能被完全消耗掉后，抱闸40处于完全抱紧状态。

可选的，图3为本实用新型实施例提供的又一种消磁装置的结构示意图，如图3所示，消磁电路20包括切换开关21和第一电阻R1；切换开关21的第一端1’与抱闸40的第二端电连接，切换开关21的第二端2’与第一电阻R1的第一端电连接，切换开关21的第三端3’与消磁电路20的输出端Y电连接；第一电阻R1的第二端藕接于切换开关21的第三端3’与消磁电路20的输出端Y之间；切换开关21与主控制模块10的第一控制端C1电连接，用于根据主控制模块10的控制指令，控制切换开关21的第一端1’和切换开关21的第二端2’的通断，以及控制切换开关21的第一端1’和切换开关21的第三端3’的通断。

其中，切换开关21包括但不限于继电器，可以实现快速相应外部指令进行关断或导通。

第一电阻R1的具体阻值可根据实际工况适应性设置，例如设置为75欧姆，本实用新型实施例对此不做限定。

具体的，当主控制模块10通过第一电源输出端V1与第二电源输出端V2提供供电电压时，同时发送第一控制指令给切换开关21，使得切换开关21的第一端1’和切换开关21的第三端3’的导通，相应的，切换开关21的第一端1’和切换开关21的第二端2’的则关断。如此，主控制模块10的第一电源输出端V1、抱闸40、消磁电路20第一端1’、第三端3’以及主控制模块10的第一电源输出端V2构成一个完成的电流流通路径，此时子啊不考虑各元件的内阻的情况下，电流保持稳定，进而使得抱闸稳定可靠地处于松开状态。当主控制模块10不再通过第一电源输出端V1与第二电源输出端V2提供供电电压时，即断开供电，此时控制模块将会再次发送第二控制指令来控制切换开关21进行导通状态的切换，使得切换开关21的第一端1’和切换开关21的第三端3’的关断，相应的，切换开关21的第一端1’和切换开关21的第二端2’的则导通，则电流会通过第一电阻R1和续流模块30进行续流，并由第一电阻R1将电能进行快速吸收消耗掉，即进行放电，进而使得抱闸40快速失电，并在及时进行抱紧，避免安全事故的发生。

可选的，继续参考图3所示，主控制模块10包括电源单元11，电源单元11分别与主控制模块10的第一电源输出端V1和第二电源输出端V2电连接，用于提供供电电压；主控制模块10用于在判定电源单元11有供电电压输出时，控制切换开关21的第一端1’和切换开关21的第二端2’断开，切换开关21的第一端1’和切换开关21的第三端3’导通，以及在判定电源单元11无供电电压输出时，控制切换开关21的第一端1’和切换开关21的第二端2’导通，切换开关21的第一端1’和切换开关21的第三端3’断开。

具体的，电源单元11包括但不限于直流-直流电源或者交流-直流电源等。根据实际抱闸所需供电电压的不同，对应电源单元11的具体类型以及具体内部电路也不不同，本实用新型实施例对此不做限定。

可选的，继续参考图3所示，主控制模块10还包括电压检测单元12；电压检测单元12电连接在电源单元11与主控制模块10的第一电源输出端V1和第二电源输出端V2之间；电压检测单元12用于检测电源单元10有无供电电压输出。

具体的，电压检测单元12包括电压霍尔传感器或者其他类型的电压传感器。通过电压检测单元12可以检测到电源11是否有供电电压输出，以便于主控制模块10可以快速根据供电电压的有无变化输出相应的控制指令，以调整切换开关21的导通状态，保证抱闸40可以安全可靠地及时松开或抱紧。

可选的，图4为本实用新型实施例提供的又一种消磁装置的结构示意图，如图4所示，续流模块30包括二极管D；二极管D的阴极藕接于抱闸40的第一端与主控制模块10的第一电源输出端V1之间，二极管D的阳极藕接于消磁电路20的输出端Y与主控制模块10的第二电源输出端V2之间；主控制模块10的第一电源输出端V1的供电电压大于第二电源输出端V2的供电电压。

具体的，当主控制模块10的第一电源输出端V1的供电电压大于第二电源输出端V2的供电电压，流经抱闸40的电流的方向可参考图4所示，一旦主控制模块10停止供电时，由于抱闸40上的电流不能发生突变，会产生反电动势，电流继续以图4所示方式流动，并通过二极管D进行续流，且此时的消磁电路20对抱闸40进行消磁，快速消耗电能，使电流在很短的时间内变为零，进而抱闸40两端不再存在压差，从而快速进行抱紧，以避免安全事故的发生。

基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种协作机器人，图5为本实用新型实施例提供的一种协作机器人的结构示意图，如图5所示，该协作机器人包括上述任一实施例的消磁装置100，该消磁装置100应用于协作机器人关节中的抱闸40。

可选的，继续参考图5所示，协作机器人还包括电机200，电机组件位于协作机器人关节中；抱闸40与电机组件200的转轴机械连接，抱闸10用于在两端存在压差时处于松开状态，以使电机组件200的转轴进行转动，在两端不存在压差时处于抱紧状态，以使电机组件200的转轴停止转动；电机组件200用于在转轴转动时，带动协作机器人关节工作。

具体的，电机组件200的具体类型本实用新型实施例不做限定，可以理解的，当电机组件200在工作状态下，其机械轴进行转动，带动机器人的关节进行操作，此时消磁装置100为抱闸40提供供电电压，抱闸处于松开状态。当需要机器人的关节停止操作时，则需要停止消磁装置100对抱闸40的供电，由于抱闸40的自身感性特性无法瞬间失电，需要消磁装置100对抱闸40进行消磁，使得抱闸40快速失电，从而及时对电机组件200的转轴进行抱紧，避免发生安全事故，提高抱闸40的安全性和可靠性。

上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消磁装置，其特征在于，应用于抱闸，所述装置包括主控制模块、消磁电路、续流模块和抱闸；

所述主控制模块包括第一电源输出端、第二电源输出端和第一控制端；

所述抱闸的第一端与所述主控制模块的第一电源输出端电连接，所述抱闸的第二端与所述消磁电路的输入端电连接；

所述消磁电路的输出端与所述主控制模块的第二电源输出端电连接，所述消磁电路的控制端与所述主控制模块的第一控制端电连接；

所述续流模块的第一端藕接于所述抱闸的第一端与所述主控制模块的第一电源输出端之间，所述续流模块的第二端藕接于所述消磁电路的输出端与所述主控制模块的第二电源输出端之间；所述续流模块用于在所述第一电源输出端与第二电源输出端无供电电压时，提供电流流通路径；

所述主控制模块用于根据所述第一电源输出端与第二电源输出端的供电电压的有无，控制所述消磁电路是否对所述抱闸进行消磁。

2.根据权利要求1所述的消磁装置，其特征在于，所述消磁电路包括切换开关和第一电阻；

所述切换开关的第一端与所述抱闸的第二端电连接，所述切换开关的第二端与所述第一电阻的第一端电连接，所述切换开关的第三端与所述消磁电路的输出端电连接；

所述第一电阻的第二端藕接于所述切换开关的第三端与所述消磁电路的输出端之间；

所述切换开关与所述主控制模块的第一控制端电连接，用于根据所述主控制模块的控制指令，控制所述切换开关的第一端和所述切换开关的第二端的通断，以及控制所述切换开关的第一端和所述切换开关的第三端的通断。

3.根据权利要求2所述的消磁装置，其特征在于，所述主控制模块包括电源单元，所述电源单元分别与所述主控制模块的第一电源输出端和第二电源输出端电连接，用于提供供电电压；

所述主控制模块用于在判定所述电源单元有供电电压输出时，控制所述切换开关的第一端和所述切换开关的第二端断开，所述切换开关的第一端和所述切换开关的第三端导通，以及在判定所述电源单元无供电电压输出时，控制所述切换开关的第一端和所述切换开关的第二端导通，所述切换开关的第一端和所述切换开关的第三端断开。

4.根据权利要求3所述的消磁装置，其特征在于，所述主控制模块还包括电压检测单元；

所述电压检测单元电连接在所述电源单元与所述主控制模块的第一电源输出端和第二电源输出端之间；所述电压检测单元用于检测所述电源单元有无供电电压输出。

5.根据权利要求1所述的消磁装置，其特征在于，所述续流模块包括二极管；

所述二极管的阴极藕接于所述抱闸的第一端与所述主控制模块的第一电源输出端之间，所述二极管的阳极藕接于所述消磁电路的输出端与所述主控制模块的第二电源输出端之间；

所述主控制模块的第一电源输出端的供电电压大于所述第二电源输出端的供电电压。

6.根据权利要求1所述的消磁装置，其特征在于，所述抱闸包括电感元件，所述电感元件电连接于所述主控制模块的第一电源输出端与所述消磁电路的输入端之间；

所述抱闸的两端存在压差时，处于松开状态，所述抱闸的两端不存在压差时，处于抱紧状态。

7.一种协作机器人，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的消磁装置，所述消磁装置应用于所述协作机器人关节中的抱闸。

8.根据权利要求7所述的协作机器人，其特征在于，所述协作机器人还包括电机组件，所述电机组件位于所述协作机器人关节中；

所述抱闸与所述电机组件的转轴机械连接，所述抱闸用于在两端存在压差时处于松开状态，以使所述电机组件的转轴进行转动，在两端不存在压差时处于抱紧状态，以使所述电机组件的转轴停止转动；

所述电机组件用于在转轴转动时，带动所述协作机器人关节工作。

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