一种电机驱动装置以及机器人的制作方法

文档序号:32699327发布日期:2022-12-27 22:07阅读:46来源:国知局
一种电机驱动装置以及机器人的制作方法

1.本发明涉及机器人控制技术领域,尤其涉及一种电机驱动装置以及机器人。


背景技术:

2.目前,服务机器人多采用永磁同步电机(pmsm)进行移动,所述永磁同步电机用作执行原件,将收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。通过将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,进一步的控制机器人的移动。其中,以永磁同步电机为工作原理的轮毂电机是将车子的“动力系统、传动系统、刹车系统”集成到一起设计出来的电机,通常用于高性能和高效电机驱动。高性能电机控制的特点包括电机的全速平稳、准确地旋转。
3.因此,为保证机器人运行的精准和平稳性,所述永磁同步电机配备有电机驱动器,通过电机驱动器进行驱动控制。当机器人断电时,所述电机驱动器随之断电,电机失去了动力来源,存在失速的风险。由于不同型号的电机应用到机器人时,电机自身的参数存在最小和最大电机速度以及加速度,同时,还规定了电机可以提供的最大扭矩。如果电机给定的加速度时间过短,变频器的输出频率变化远远超过电机转速的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运行停止,导致失速。


技术实现要素:

4.本发明提供了一种电机驱动装置以及机器人,解决了机器人的电机驱动器意外断电时容易出现电机失速的问题,有效的提升机器人的工作性能。
5.根据本发明的第一方面,提供了一种电机驱动装置,应用于机器人,包括:电机驱动器和电控开关组,所述电机驱动器的输出端通过所述电控开关组连接所述机器人中的电机;
6.其中,所述电机驱动器未通电或者断电的情况下,所述电控开关组闭合且接地,使所述电机短接后停止;
7.所述电机驱动器通电的情况下,所述电控开关组断开,所述电机驱动器驱动所述电机运行。
8.可选的,所述电机为三相电机。
9.可选的,所述电控开关组包括第一继电器、第二继电器和第三继电器,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别连接在所述电机驱动器的输出端的一个端点与所述电机中的一根相线之间。
10.可选的,所述电机驱动器包括:电源、控制芯片、第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组,所述控制芯片通过所述第一驱动芯片控制所述第一电控开关组,所述控制芯片通过所述第二驱动芯片控制所述第二电控开关组,所述控制芯片通过所述第三驱动芯片控制所述第三电控开关组,所述第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组与所述电源并联,所述第一电控开关组、第
二电控开关组和第三电控开关组分别与所述输出端的一个端点相连。
11.可选的,所述第一电控开关组包括串联的第一mos管和第二mos管,所述第一mos管和第二mos管的连接点与所述输出端的第一端点相连;
12.进一步的,所述第二电控开关组包括串联的第三mos管和第四mos管,所述第三mos管和第四mos管的连接点与所述输出端的第二端点相连;
13.进一步的,所述第三电控开关组包括串联的第五mos管和第六mos管,所述第五mos管和第六mos管的连接点与所述输出端的第三端点相连。
14.可选的,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别为单刀单掷继电器。
15.可选的,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的常闭触点接地,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的公共触点分别连接所述电机驱动器的输出端中的一个端点以及所述电机中的一根相线,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的继电器控制线与所述电机驱动器的控制芯片的第一控制端相连。
16.可选的,电机驱动装置还包括:急停按钮和急停开关组,所述急停开关组连接在所述电控开关组和所述电机之间,所述急停按钮与所述急停开关组的控制端相连;所述急停按钮被按下,则所述急停开关组断开所述电机驱动器与所述电机的连接。
17.根据本发明的第二方面,提供了一种机器人,包括电机和第一方面中任意一项所述的电机驱动装置,所述电机驱动装置用于对所述电机进行驱动控制。
18.进一步的,所述电机为永磁同步轮毂电机。
19.本发明提供了一种电机驱动装置以及机器人,所述电机驱动装置包括:电机驱动器和电控开关组,所述电机驱动器的输出端通过所述电控开关组连接所述机器人中的电机;其中,所述电机驱动器未通电或者断电的情况下,所述电控开关组闭合且接地,使所述电机短接后停止。电机驱动器通电的情况下,电控开关组断开,电机驱动器驱动电机运行。电机驱动器的输出端通过电控开关组连接机器人中的电机,当检测到电机驱动器处于未通电或者断电,控制电控开关组闭合接地,以使电机短接后停止,电机的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器断电之后,电机失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
20.应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明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
21.为了更清楚地说明本技术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技术的一些实施例,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。
22.图1是常规电机驱动装置的结构示意图;
23.图2是根据本发明实施例一提供的一种电机驱动装置的结构示意图;
24.图3是根据本发明实施例二提供的另一种电机驱动装置的结构示意图;
25.图4是根据本发明实施例三提供的一种未通电或者异常断电的情况下电机驱动装置的结构示意图;
26.图5是根据本发明实施例四提供的一种正常通电的情况下电机驱动装置的结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术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技术一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都应当属于本技术保护的范围。
28.需要说明的是,本技术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,以便这里描述的本技术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。
29.电机驱动器是将电脉冲转化为角位移的执行机构。当电机驱动器的输入端接收到一个脉冲信号,电机驱动器的输出端则会驱动同步电机按设定的方向转动一个固定的角度,它的旋转是以固定的角度一步步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速和定位的目的。
30.如图1所示,提供了一种常规的电机驱动装置,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和急停按钮12。所述电机驱动器10通过一组急停开关与电机30相连,其中,每个急停开关连接电机的一根相线。在输入电源意外断电时,电机驱动器没有驱动能力输出,断开了与电机的连接,电机有失速的风险。
31.实施例一
32.根据本发明实施例,提供了一种应用于机器人的电机驱动装置,如图2所示,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30。
33.其中,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组20闭合且接地,使所述电机30短接后停止。
34.电机30是将电能转换为动力的设备,通过利用磁场和电流相互作用来实现旋转运动。反之,电机30也能够通过电磁感应将机械能(运动)转换为电能,电机30具有发电作用。所述永磁同步电机30的转子是永磁体,只要电机30在旋转,所述定子绕组上就存在感应电动势,通过将所述电机30的三相线接地,使得定子绕组短路,产生短路电流使所述电机30短接;相当于把转子上的机械能通过定子绕阻泄放,作为热能消耗掉了,从而帮助三相电机制动。
35.所述电机驱动器10通电的情况下,所述电控开关组20断开,所述电机驱动器10驱动所述电机30运行。
36.可选的,所述电机30为三相电机。
37.三相电机是指用三相交流电驱动的交流电动机,三相电机是指当电机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流,所述转子绕组是闭合通路,载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
38.示例性的,如图1所示,电机30中存在相差120度电角度三相定子绕组,所述电角度是实际的空间几何角度。每个定子绕组引出三条相线。
39.可选的,所述电控开关组20包括第一继电器、第二继电器和第三继电器,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别连接在所述电机驱动器10的输出端的一个端点与所述电机30中的一根相线之间。所述第一继电器、第二继电器和第三继电器分别为单刀单掷继电器。可选的,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的常闭触点接地,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的公共触点分别连接所述电机驱动器的输出端的一个端点以及所述电机中的一根相线,所述第一继电器、第二继电器和第三继电器的继电器控制线与所述电机驱动器的控制芯片的第一控制端相连。
40.可以理解的是,在三相电机的每一根相线和电机驱动器10的输出端之间都设置有一个继电器,比如,所述电机30的第一根相线连接所述电控开关组20的第一继电器,所述电机30的第二根相线连接所述电控开关组20的第二继电器,所述电机30的第三根相线连接所述电控开关组20的第三继电器。继电器是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”,在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。当检测到电机驱动器10处于未通电或者断电的情况,控制第一继电器、第二继电器和第三继电器闭合接地,以使电机短接后停止,电机的动能则能够转换为电能,再通过将电能转化为磁能、转矩,以使电机能够较为平稳地停止工作,能够很好地提升机器人运行的安全性和稳定性,提升机器人的使用体验,能够有效避免机器人失速造成不利后果。
41.机器人在电池电压过低或者电子版线路故障中的元器件损坏时,会出现断电的情况,机器人断电导致电机驱动器未通电或者断电,然而,脱离了电机驱动器控制的电机失速进一步会导致机器人故障。当电机驱动器突然断电时,电机失去了电机驱动器的驱动控制,电机驱动器此时没有能力输出,断开了与电机的连接。此时的电机还存在上一通电状态下的速度,从能量的角度分析,电机在通电状态下,将从电源传来的电能一部分转换为热能,一部分转换为磁能,剩下的转换为机械能(电磁转矩)。在磁场空间中,将电机由于转动速度而产生的动能转换成电能;又因为电流的变化会产生电磁能的变化,将电能转换成磁能;事实上,若主磁场能量发生变化,就会有部分的磁场能量转化为机械能,那么,电机机械能的体现之一就是转矩。综上所述,当机器人中的电机驱动器突然断电时,所述电控开关组中的第一继电器、第二继电器和第三继电器闭合且接地,经过电机自身的动能转换成电能,又将电能转换成磁能,继而将磁能转换成转矩。
42.可选的,所述电机驱动器10包括:电源、控制芯片、第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组,所述控制芯片通过所述第一驱动芯片控制所述第一电控开关组,所述控制芯片通过所述第二驱动芯片控制所述第二电控开关组,所述控制芯片通过所述第三驱动芯片控制所述第三电控开关组,所述第
一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组与所述电源并联,所述第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组分别与所述输出端的一个端点相连。
43.具体的,所述第一电控开关组包括串联的第一mos管和第二mos管,所述第一mos管和第二mos管的连接点与所述输出端的第一端点相连;所述第二电控开关组包括串联的第三mos管和第四mos管,所述第三mos管和第四mos管的连接点与所述输出端的第二端点相连;所述第三电控开关组包括串联的第五mos管和第六mos管,所述第五mos管和第六mos管的连接点与所述输出端的第三端点相连。
44.可选的,所述电机驱动装置,还包括:急停按钮和急停开关组,所述急停开关组连接在所述电控开关组和所述电机之间,所述急停按钮与所述急停开关组的控制端相连;所述急停按钮被按下,则所述急停开关组断开所述电机驱动器与所述电机的连接。
45.本发明实施例提供了一种电机驱动装置,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30;其中,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组20闭合且接地,使所述电机30短接后停止。电机驱动器10通电的情况下,电控开关组20断开,电机驱动器10驱动电机30运行。电机驱动器10的输出端通过电控开关组20连接机器人中的电机30,当检测到电机驱动器10处于未通电或者断电,控制电控开关组20闭合接地,以使电机30短接后停止,电机30的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机30自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器10断电之后,电机30失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
46.实施例二
47.根据本发明实施例,提供了另一种应用于机器人的电机驱动装置,如图3所示,该电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30。所述电机30为三相电机。
48.可选的,所述电机驱动器10包括:电源、控制芯片、第一驱动芯片、第二驱动芯片、第三驱动芯片、第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组,所述控制芯片通过所述第一驱动芯片控制所述第一电控开关组,所述控制芯片通过所述第二驱动芯片控制所述第二电控开关组,所述控制芯片通过所述第三驱动芯片控制所述第三电控开关组,所述第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组与所述电源并联,所述第一电控开关组、第二电控开关组和第三电控开关组分别与所述输出端的一个端点相连。
49.具体的,所述第一电控开关组包括串联的第一mos管和第二mos管,所述第一mos管和第二mos管的连接点与所述输出端的第一端点相连;所述第二电控开关组包括串联的第三mos管和第四mos管,所述第三mos管和第四mos管的连接点与所述输出端的第二端点相连;所述第三电控开关组包括串联的第五mos管和第六mos管,所述第五mos管和第六mos管的连接点与所述输出端的第三端点相连。
50.一方面,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组20闭合且接地,使所述电机30短接后停止。
51.可选的,所述电控开关组20包括第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123分别连接在所述电机驱动器10的输出端的一个端点与所述电机30中的一根相线之间。所述第一继电器121、第二继电器
122和第三继电器123分别为单刀单掷继电器。
52.进一步的,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的常闭触点接地,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的公共触点分别连接所述电机驱动器的输出端的一个端点以及所述电机中的一根相线,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的继电器控制线与所述电机驱动器10的控制芯片的第一控制端相连。
53.另一方面,所述电机驱动器10通电的情况下,所述电控开关组20断开,所述电机驱动器10驱动所述电机30运行。
54.可选的,所述电机驱动装置,还包括:急停按钮和急停开关组,所述急停开关组连接在所述电控开关组20和所述电机30之间,所述急停按钮与所述急停开关组的控制端相连;所述急停按钮被按下,则所述急停开关组断开所述电机驱动器10与所述电机30的连接。
55.本发明实施例提供了一种电机驱动装置,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30;其中,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组20闭合且接地,使所述电机30短接后停止。电机驱动器10通电的情况下,电控开关组20断开,电机驱动器10驱动电机30运行。电机驱动器10的输出端通过电控开关组20连接机器人中的电机30,当检测到电机驱动器10处于未通电或者断电,控制电控开关组20闭合接地,以使电机30短接后停止,电机30的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机30自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器10断电之后,电机30失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
56.实施例三
57.根据本发明实施例,提供了一种未通电或者异常断电的情况下电机驱动装置,本发明实施例可以应用于上述实施例一和实施例二所述的任意一种电机驱动装置。如图4所示,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30;所述电机30为三相电机。
58.可选的,所述电机驱动器10包括:电源110、控制芯片100、第一驱动芯片101、第二驱动芯片102、第三驱动芯片103、第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113,所述控制芯片100通过所述第一驱动芯片101控制所述第一电控开关组111,所述控制芯片100通过所述第二驱动芯片102控制所述第二电控开关组112,所述控制芯片100通过所述第三驱动芯片103控制所述第三电控开关组113,所述第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113与所述电源110并联,所述第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113分别与所述输出端的一个端点相连。
59.具体的,所述第一电控开关组111包括串联的第一mos管t1和第二mos管t4,所述第一mos管t1和第二mos管t4的连接点与所述输出端的第一端点相连;所述第二电控开关组112包括串联的第三mos管t3和第四mos管t6,所述第三mos管t3和第四mos管t6的连接点与所述输出端的第二端点相连;所述第三电控开关组113包括串联的第五mos管t5和第六mos管t2,所述第五mos管t5和第六mos管t2的连接点与所述输出端的第三端点相连。
60.示例性的,如图4所示,所述第一电控开关组111与所述电机驱动器10输出端的第一端点相连;所述第二电控开关组112与所述电机驱动器10输出端的第二端点相连;所述第三电控开关组113与所述电机驱动器10输出端的第三端点相连。
61.可选的,所述电控开关组20包括第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123分别连接在所述电机驱动器10的输出端的一个端点与所述电机30中的一根相线之间。所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123分别为单刀单掷继电器。
62.可以理解的是,所述单刀单掷继电器便于继电器控制电路的通断,稳定好;继电器一般都有能反映一定输入变量(如电流、电压,功率等)等的感应机构,以及有能对被控电流实现“通”“断”控制的执行机构;所述感应机构相当于输入部分,所述执行机构相当于输出部分,在继电器的输入部分和输出部分之间还有对输入量进行耦合隔离功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构,所述中间机构为驱动部分。
63.示例性的,如图4所示,第一继电器121的两端分别连接电机驱动器10输出端的所述第一端点和所述三相电机的第一相线301;第二继电器122的两端分别连接电机驱动器10输出端的所述第二端点和所述三相电机的第二相线302;第三继电器123的两端分别连接电机驱动器10输出端的所述第三端点和所述三相电机的第三相线303。其中,第一电控开关组111对应的控制第一继电器121,第二电控开关组112对应的控制第二继电器122,第三电控开关组113对应的控制第三继电器123,使得在电机驱动器10处于未通电或者断电的情况下,控制第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123闭合接地,使得电机30短接,将电机30自身的动能转换成电能,电能转换成磁能,磁能转换成转矩之后停下来,维持在静止或者可控的状态。
64.可选的,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的常闭触点接地,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的公共触点分别连接所述电机驱动器10的输出端的一个端点以及所述电机30中的一根相线,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的继电器控制线11与所述电机驱动器的控制芯片100的第一控制端相连。
65.可以理解的是,所述控制芯片100通过继电器控制线11直接与第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的公共触点连接,当电机驱动器10处于正常运行状态下,控制芯片通过继电器控制线11控制第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123断开,有利于电机驱动器11对于电机30的正常驱动,很好的提升电机30的稳定性。
66.可选的,所述电机驱动装置,还包括:急停按钮12和急停开关组130,所述急停开关组130连接在所述电控开关组20和所述电机30之间,所述急停按钮12与所述急停开关组130的控制端相连;所述急停按钮12被按下,则所述急停开关组130断开所述电机驱动器10与所述电机30的连接。
67.其中,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组20闭合且接地,使所述电机30短接后停止。
68.示例性的,如图4所示,当机器人断电时,即所述电机驱动器10未通电或者异常断电之后,所述第一mos管至第六mos管(t1-t6)自动断开,控制芯片100通过继电器控制线11控制第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123自动闭合,同时接地,使得电机30的第一相线301、第二相线302和第三相线303短接。值得注意的是:如果需要人为推动机器人时,可以通过操作急停按钮,使得电机30的第一相线301、第二相线302和第三相线303断开与所述电机驱动器10的连接。
69.本发明实施例提供了一种电机驱动装置,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30;其中,所述电机驱动器10未通电或者断电的情况下,所述电控开关组闭合且接地,使所述电机短接后停止。电机驱动器10的输出端通过电控开关组20连接机器人中的电机30,当检测到电机驱动器10处于未通电或者断电,控制电控开关组20闭合接地,以使电机30短接后停止,电机30的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机30自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器10断电之后,电机30失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
70.实施例四
71.根据本发明实施例,提供了一种正常通电的情况下电机驱动装置,本发明实施例可以应用于上述实施例一和实施例二所述的任意一种电机驱动装置。如图5所示,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30。
72.可选的,所述电机驱动器10包括:电源110、控制芯片100、第一驱动芯片101、第二驱动芯片102、第三驱动芯片103、第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113,所述控制芯片100通过所述第一驱动芯片101控制所述第一电控开关组111,所述控制芯片100通过所述第二驱动芯片102控制所述第二电控开关组112,所述控制芯片100通过所述第三驱动芯片103控制所述第三电控开关组113,所述第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113与所述电源110并联,所述第一电控开关组111、第二电控开关组112和第三电控开关组113分别与所述输出端的一个端点相连。
73.具体的,所述第一电控开关组111包括串联的第一mos管t1和第二mos管t4,所述第一mos管t1和第二mos管t4的连接点与所述输出端的第一端点相连;所述第二电控开关组112包括串联的第三mos管t3和第四mos管t6,所述第三mos管t3和第四mos管t6的连接点与所述输出端的第二端点相连;所述第三电控开关组113包括串联的第五mos管t5和第六mos管t2,所述第五mos管t5和第六mos管t2的连接点与所述输出端的第三端点相连。
74.可选的,所述电控开关组20包括第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123分别连接在所述电机驱动器10的输出端的一个端点与所述电机30中的一根相线之间。
75.可选的,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的常闭触点接地,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的公共触点分别连接所述电机驱动器10的输出端的一个端点以及所述电机30中的一根相线,所述第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123的继电器控制线11与所述电机驱动器10的控制芯片100的第一控制端相连。
76.可选的,所述电机驱动装置,还包括:急停按钮12和急停开关组130,所述急停开关组130连接在所述电控开关组20和所述电机30之间,所述急停按钮12与所述急停开关组130的控制端相连;所述急停按钮12被按下,则所述急停开关组130断开所述电机驱动器10与所述电机30的连接。
77.其中,所述电机驱动器10通电的情况下,所述电控开关组20断开,所述电机驱动器10驱动所述电机30运行,所述电机30为三相电机。
78.示例性的,如图5所示,当机器人正常通电运行时,电机驱动器10处于通电状态,所述第一mos管至第六mos管(t1-t6)受控,控制芯片100通过继电器控制线11控制第一继电器121、第二继电器122和第三继电器123断开。具体的,控制芯片100通过所述第一驱动芯片101控制所述第一电控开关组111中的第一mos管t1闭合,经过所述输出端的第一端点控制由所述第一继电器121连接的三相电机的第一相线301,实现了由第一电控开关组111经过断开的第一继电器121的连接线,进一步的驱动所述三相电机的第一相线301;控制芯片100通过所述第二驱动芯片102控制所述第二电控开关组112中的第四mos管t6闭合,经过所述输出端的第二端点控制由所述第二继电器122连接的三相电机的第二相线302,实现了由第二电控开关组112经过断开的第二继电器122的连接线,进一步的驱动所述三相电机的第二相线302;控制芯片100通过所述第三驱动芯片103控制所述第三电控开关组113中的第六mos管t2闭合,经过所述输出端的第三端点控制由所述第三继电器123连接的三相电机的第三相线303,实现了由第三电控开关组113经过断开的第三继电器123的连接线,进一步的驱动所述三相电机的第三相线303;使得所述三相电机平稳运行。
79.需要说明的是:如果需要人为推动机器人时,可以通过操作急停按钮,使得电机30的第一相线301、第二相线302和第三相线303断开与所述电机驱动器10的连接。
80.本发明实施例提供了一种电机驱动装置,所述电机驱动装置包括:电机驱动器10和电控开关组20,所述电机驱动器10的输出端通过所述电控开关组20连接所述机器人中的电机30;其中,电机驱动器10通电的情况下,电控开关组20断开,电机驱动器10驱动电机30运行。电机驱动器10的输出端通过电控开关组20连接机器人中的电机30,当检测到电机驱动器10处于未通电或者断电,控制电控开关组20闭合接地,以使电机30短接后停止,电机30的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机30自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器10断电之后,电机30失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
81.实施例五
82.本发明实施例提供了一种机器人,所述机器人包括电机和上述实施例中任意一项所述的电机驱动装置,所述电机驱动装置用于对所述电机进行驱动控制。具体的,应用于机器人的电机驱动装置包括:电机驱动器和电控开关组,所述电机驱动器的输出端通过所述电控开关组连接所述机器人中的电机。电机为永磁同步轮毂电机。永磁同步电动机以永磁体提供励磁,使电动机结构较为简单,降低了加工和装配费用,且省去了容易出问题的集电环和电刷,提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流,没有励磁损耗,提高了电动机的效率和功率密度。机器人使用永磁同步轮毂电机能够有效降低制作和使用成本,且电动机的效率高、能量密度高,具有很好的实用价值。
83.其中,所述电机驱动器未通电或者断电的情况下,所述电控开关组闭合且接地,使所述电机短接后停止。电机驱动器通电的情况下,电控开关组断开,电机驱动器驱动电机运行。电机驱动器的输出端通过电控开关组连接机器人中的电机,当检测到电机驱动器处于未通电或者断电,控制电控开关组闭合接地,以使电机短接后停止,电机的动能则能够转换为电能,再通过将电能转换为磁能、转矩,使得电机自动停下来,维持在静止或可控的状态下。有效避免电机驱动器断电之后,电机失速的情况,能够提升机器人工作的安全性和稳定性。
84.本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读存储介质更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
85.此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
86.以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。
87.以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。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。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。
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