一种机器人插针式刹车及其控制方法与流程

本发明涉及机器人插针式刹车及其控制方法技术领域，具体为一种机器人插针式刹车及其控制方法。

背景技术：

随着现代化建设步伐的加快，电器产品、家电产品的需求量不断上升，机械化和自动化生产、装配流水线大量增加，工业机器人及机械臂的使用越来越多。

中国专利公开了一种机器人关节避开刹车位置启动的方法(公开号：201811346048.2)，包括以下步骤：a、控制电机慢速启动；b、对电机的驱动电流进行采样，c、控制挡柱脱离制动盘和档杆的位置；d、控制电机开始正常工作，利用电机低速运转过程中的电流突变来检测档柱位置，但是该方法存在以下缺陷：(1)电机启动时间过长；(2)运动过程中会对挡柱有冲击，频繁启动会导致档柱和档杆的磨损，影响机器人运行的稳定。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种机器人插针式刹车及其控制方法，解决了电机启动时间过长，且挡柱和档杆磨碎导致运行不稳定的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种机器人插针式刹车，包括电机、电磁推杆和减速机，所述电机输出端的外表面固定连接有制动片，所述制动片的外表面固定连接有档杆，所述档杆的数量设置有多个，并且均匀的分布在制动片的外表面，所述电磁推杆位于电机上方的左侧，并且电磁推杆的底端固定连接有挡柱，所述挡柱的外表面与档杆的外表面相接触。

本发明还公开了一种机器人插针式刹车控制方法，具体包括以下步骤：

s1、当机器人上电时，获取机器人各轴当前角度，计算当前位置各轴的重力矩；

s2、控制电机进行转动，并按照重力矩反向运动一段距离，待档杆到位后，通过电磁推杆拔起挡柱，从而使得机器人正确启动；

s3、当机器人断电后，电机停止运动，此时启动电磁推杆，使得电磁推杆下方的挡柱向下运动；

s4、再次获取机器人各轴当前的角度，并计算当前位置各轴的重力矩；

s5、电机运动模式切换到力矩模式，给电机施加一个扭矩，机器人各关节在重力矩与电机出力差值的作用下缓慢运动设定的时间后给电机断电；

s6、档杆最终滑动至挡柱处，并与挡柱相接触，减小冲击。

优选的，所述步骤s1中通过多个角度传感器获取机器人各轴角度。

优选的，所述步骤s2中电机进行转动，并按照重力矩反向运动一段距离，制动片4上的所有档杆均按照重力矩反向运动一段距离。

优选的，所述步骤s4中获取各轴前角度的方式和计算各轴的重力矩方法均与机器人上电时计算获取各轴前角度的方式和计算各轴的重力矩方法相同。

优选的，所述步骤s5中扭矩大小为计算的重力矩乘以系数，并且扭矩的方向与重力矩方向相反。

优选的，所述步骤s5中电机通过电机驱动器控制电机的转动速度以及转动时间。

优选的，所述步骤s6中任意一个档杆的一侧与挡柱的外表面相接触均。

(三)有益效果

本发明提供了一种机器人插针式刹车及其控制方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该机器人插针式刹车及其控制方法，通过s1、当机器人上电时，获取机器人各轴当前角度，计算当前位置各轴的重力矩；s2、控制电机进行转动，并按照重力矩反向运动一段距离，待档杆到位后，通过电磁推杆拔起挡柱，从而使得机器人正确启动；s3、当机器人断电后，电机停止运动，此时释放电磁推杆，使得电磁推杆下方的挡柱向下运动；s4、再次获取机器人各轴当前的角度，并计算当前位置各轴的重力矩；s5、电机运动模式切换到力矩模式，给电机施加一个扭矩，机器人各关节在重力矩与电机出力差值的作用下缓慢运动设定的时间后给电机断电；s6、档杆最终滑动至挡柱处，并与挡柱相接触，减小冲击，通过在给机器人上电时，控制电机按照重力矩的大小反向运动一端距离，再拔起挡柱，能够防止挡柱与档杆之间产生摩擦，在机器人断电时，通过给电机施加一个扭矩，使得电机缓慢运动一定时间后断电，能够很大程度的减小挡柱与档杆相撞击，影响机器人运行的稳定性，通过该种方式，能够避免电机多次启动，进一步增强其稳定性。

附图说明

图1为本发明电机的外部结构立体图；

图2为本发明图1中a处的局部结构放大图；

图3为本发明机器人插针式刹车及其控制方法的流程图。

图中，1-电机、2-电磁推杆、3-减速机、4-制动片、5-档杆、6-挡柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种机器人插针式刹车，包括电机1、电磁推杆2和减速机3，电机1输出端的外表面固定连接有制动片4，制动片4的外表面固定连接有档杆5，档杆5的数量设置有多个，并且均匀的分布在制动片4的外表面，电磁推杆2位于电机1上方的左侧，并且电磁推杆2的底端固定连接有挡柱6，挡柱6的外表面与档杆5的外表面相接触。

本发明还公开了一种机器人插针式刹车控制方法，具体包括以下步骤：

s1、当机器人上电时，获取机器人各轴当前角度，计算当前位置各轴的重力矩；

s2、控制电机1进行转动，并按照重力矩反向运动一段距离，待档杆5到位后，通过电磁推杆2拔起挡柱6，从而使得机器人正确启动；

s3、当机器人断电后，电机停止运动，此时启动电磁推杆2，使得电磁推杆2下方的挡柱6向下运动；

s4、再次获取机器人各轴当前的角度，并计算当前位置各轴的重力矩；

s5、电机1运动模式切换到力矩模式，给电机1施加一个扭矩，机器人各关节在重力矩与电机1出力差值的作用下缓慢运动设定的时间后给电机1断电；

s6、档杆5最终滑动至挡柱6处，并与挡柱6相接触。

本发明中，步骤s1通过多个角度传感器获取机器人各轴角度。

本发明中，步骤s2电机1进行转动，并按照重力矩反向运动一段距离，制动片4上的所有档杆5均按照重力矩反向运动一段距离。

本发明中，步骤s4中获取各轴前角度的方式和计算各轴的重力矩方法均与机器人上电时计算获取各轴前角度的方式和计算各轴的重力矩方法相同,其中重力矩计算公式为g(q)＝[g1,g2,g3,g4,g5]^t；

本发明中，步骤s5扭矩大小为计算的重力矩乘以系数，并且扭矩的方向与重力矩方向相反。

本发明中，步骤s5电机1通过plc控制器电机1的转动速度以及转动时间。

本发明中，步骤s6任意一个档杆5的一侧与挡柱6的外表面相接触均可。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。