本申請(qǐng)涉及機(jī)械臂，特別涉及一種勵(lì)磁抱閘控制電路及機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，勵(lì)磁抱閘線圈釋放供電控制電路，使用24v直流電源供電激活勵(lì)磁抱閘線圈釋放，維持200ms后，通過pwm信號(hào)控制mos管輸出交變電源，通過控制pwm的占空比，使交變電源的有效值為7v左右，用于保持勵(lì)磁抱閘線圈處于釋放狀態(tài)，且減少勵(lì)磁抱閘線圈的熱損耗。但此種釋放勵(lì)磁抱閘的供電方式不足在于，mos管開關(guān)損耗較大，且交變電源供電帶來的emc輻射問題也給產(chǎn)品帶來了難以根除的負(fù)面測(cè)試結(jié)果，影響了機(jī)械臂的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N勵(lì)磁抱閘控制電路及機(jī)械臂，其優(yōu)點(diǎn)是采用直流供電的方式對(duì)勵(lì)磁抱閘進(jìn)行供電，一方面符合了勵(lì)磁抱閘線圈的供電要求，另一方面也解決了當(dāng)前pwm調(diào)壓方式帶來開關(guān)損耗和交變電源帶來的emc輻射超標(biāo)問題。

2、本申請(qǐng)的技術(shù)方案如下：

3、一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N勵(lì)磁抱閘控制電路，包括：

4、電源轉(zhuǎn)換控制模塊，用于產(chǎn)生直流電源為勵(lì)磁抱閘線圈供電；

5、電源使能控制模塊，與機(jī)械臂mcu連接，用于根據(jù)機(jī)械臂mcu的輸出信號(hào)控制電源轉(zhuǎn)換控制模塊的工作狀態(tài)；

6、可調(diào)輸出電壓反饋電阻，設(shè)置于勵(lì)磁抱閘線圈與電源轉(zhuǎn)換控制模塊之間，用于根據(jù)電阻變化調(diào)整勵(lì)磁抱閘線圈的供電電壓；

7、以及延時(shí)模塊，用于根據(jù)機(jī)械臂mcu的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)可調(diào)輸出電壓反饋電阻的電阻。

8、進(jìn)一步的，所述電源使能控制模塊在機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable為低電平時(shí)輸出低電壓，此時(shí)電源轉(zhuǎn)換控制模塊處于關(guān)閉狀態(tài)；電源使能控制模塊在機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable為高電平時(shí)輸出高電壓，此時(shí)電源轉(zhuǎn)換控制模塊處于使能狀態(tài)。

9、進(jìn)一步的，所述可調(diào)輸出電壓反饋電阻具有兩個(gè)電阻狀態(tài)，其中，第一電阻狀態(tài)時(shí)，電源轉(zhuǎn)換控制模塊的輸出電壓分壓至24v為勵(lì)磁抱閘線圈供電，第二電阻狀態(tài)時(shí)，電源轉(zhuǎn)換控制模塊的輸出電壓分壓至7v為勵(lì)磁抱閘線圈供電。

10、進(jìn)一步的，所述延時(shí)模塊與電源使能控制模塊連接，在電源使能控制模塊輸出高電壓時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間后控制可調(diào)輸出電壓反饋電阻由第一阻值狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二阻值狀態(tài)。

11、進(jìn)一步的，所述電源轉(zhuǎn)換控制模塊包括降壓轉(zhuǎn)換芯片u1、續(xù)流二極管d1、功率儲(chǔ)能電感l(wèi)1和儲(chǔ)能電容c6組成的buck開關(guān)降壓電路，u1使能管腳en與電源使能控制模塊連接。

12、進(jìn)一步的，所述電源使能控制模塊包括mos管q2、q3和電源power_in2，mos管q2、q3并聯(lián)在電源power_in2與地之間，mos管q3的基極與機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable連接，mos管q2的基極與mos管q3高壓側(cè)，mos管q2通過電阻r9接地，所述電源使能控制模塊的輸出初始狀態(tài)為電阻r9下拉至低電平，使電源轉(zhuǎn)換控制模塊初始狀態(tài)為關(guān)閉。

13、進(jìn)一步的，所述可調(diào)輸出電壓反饋電阻包括串聯(lián)的電阻r1和r5，電阻r1通過mos管q1并聯(lián)電阻r2，mos管q1導(dǎo)通時(shí)，電阻r1和r2并聯(lián)后于電阻r5串聯(lián)，mos管q1的基極與延時(shí)模式連接。

14、進(jìn)一步的，延時(shí)模塊包括120ms延時(shí)芯片，當(dāng)電源使能控制模塊輸出高電壓時(shí)，延時(shí)模塊延時(shí)120ms向mos管q1輸出高電平導(dǎo)通mos管q1。

15、進(jìn)一步的，還包括手動(dòng)撥碼開關(guān)，所述手動(dòng)撥碼開關(guān)與電源轉(zhuǎn)換控制模塊連接，用于手動(dòng)控制將電源轉(zhuǎn)換控制模塊從關(guān)閉狀態(tài)切換為使能狀態(tài)。

16、又一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N機(jī)械臂，包括機(jī)械臂mcu、勵(lì)磁抱閘及如上所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，勵(lì)磁抱閘線圈由所述的勵(lì)磁抱閘控制電路供電，機(jī)械臂mcu用于檢測(cè)機(jī)械臂工作狀態(tài)，并在檢測(cè)到異常時(shí)控制勵(lì)磁抱閘控制電路切斷電源控制勵(lì)磁抱閘處于抱死狀態(tài)。

17、綜上所述，本申請(qǐng)的有益效果有：

18、1．本申請(qǐng)的勵(lì)磁抱閘控制電路，基于延遲控制調(diào)整電阻分壓方式的直流電源轉(zhuǎn)換方式，用于激勵(lì)勵(lì)磁抱閘線圈釋放，和低壓保持釋放狀態(tài)；一方面符合了勵(lì)磁抱閘線圈的供電要求，另一方面也解決了當(dāng)前pwm調(diào)壓方式帶來開關(guān)損耗，和交變電源帶來的emc輻射超標(biāo)問題；

19、2．本申請(qǐng)的勵(lì)磁抱閘控制電路同時(shí)使用電源轉(zhuǎn)換供電方式，帶載能力強(qiáng)，可以同時(shí)釋放多關(guān)節(jié)的勵(lì)磁抱閘線圈，工作同步效果佳；

20、3．本申請(qǐng)的勵(lì)磁抱閘控制電路應(yīng)用在機(jī)械臂中時(shí)與機(jī)械臂mcu連接，能夠可靠穩(wěn)定的跟隨控制系統(tǒng)釋放及抱死，工作穩(wěn)定性高；

21、4．本申請(qǐng)中的機(jī)械臂用于醫(yī)療器械時(shí)，由于解決了emc輻射超標(biāo)問題，可通過emc輻射醫(yī)療測(cè)試指標(biāo)。

技術(shù)特征：

1.一種勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述電源使能控制模塊在機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable為低電平時(shí)輸出低電壓，此時(shí)電源轉(zhuǎn)換控制模塊處于關(guān)閉狀態(tài)；電源使能控制模塊在機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable為高電平時(shí)輸出高電壓，此時(shí)電源轉(zhuǎn)換控制模塊處于使能狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述可調(diào)輸出電壓反饋電阻具有兩個(gè)電阻狀態(tài)，其中，第一電阻狀態(tài)時(shí)，電源轉(zhuǎn)換控制模塊的輸出電壓分壓至24v為勵(lì)磁抱閘線圈供電，第二電阻狀態(tài)時(shí)，電源轉(zhuǎn)換控制模塊的輸出電壓分壓至7v為勵(lì)磁抱閘線圈供電。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述延時(shí)模塊與電源使能控制模塊連接，在電源使能控制模塊輸出高電壓時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間后控制可調(diào)輸出電壓反饋電阻由第一阻值狀態(tài)轉(zhuǎn)換為第二阻值狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)換控制模塊包括降壓轉(zhuǎn)換芯片u1、續(xù)流二極管d1、功率儲(chǔ)能電感l(wèi)1和儲(chǔ)能電容c6組成的buck開關(guān)降壓電路，u1使能管腳en與電源使能控制模塊連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述電源使能控制模塊包括mos管q2、q3和電源power_in2，mos管q2、q3并聯(lián)在電源power_in2與地之間，mos管q3的基極與機(jī)械臂mcu輸出信號(hào)power_enable連接，mos管q2的基極與mos管q3高壓側(cè)，mos管q2通過電阻r9接地，所述電源使能控制模塊的輸出初始狀態(tài)為電阻r9下拉至低電平，使電源轉(zhuǎn)換控制模塊初始狀態(tài)為關(guān)閉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，所述可調(diào)輸出電壓反饋電阻包括串聯(lián)的電阻r1和r5，電阻r1通過mos管q1并聯(lián)電阻r2，mos管q1導(dǎo)通時(shí)，電阻r1和r2并聯(lián)后于電阻r5串聯(lián)，mos管q1的基極與延時(shí)模式連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，延時(shí)模塊包括120ms延時(shí)芯片，當(dāng)電源使能控制模塊輸出高電壓時(shí)，延時(shí)模塊延時(shí)120ms向mos管q1輸出高電平導(dǎo)通mos管q1。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，其特征在于，還包括手動(dòng)撥碼開關(guān)，所述手動(dòng)撥碼開關(guān)與電源轉(zhuǎn)換控制模塊連接，用于手動(dòng)控制將電源轉(zhuǎn)換控制模塊從關(guān)閉狀態(tài)切換為使能狀態(tài)。

10.一種機(jī)械臂，其特征在于，包括機(jī)械臂mcu、勵(lì)磁抱閘及如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的勵(lì)磁抱閘控制電路，勵(lì)磁抱閘線圈由所述的勵(lì)磁抱閘控制電路供電，機(jī)械臂mcu用于檢測(cè)機(jī)械臂工作狀態(tài)，并在檢測(cè)到異常時(shí)控制勵(lì)磁抱閘控制電路切斷電源控制勵(lì)磁抱閘處于抱死狀態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種勵(lì)磁抱閘控制電路及機(jī)械臂，勵(lì)磁抱閘控制電路包括電源轉(zhuǎn)換控制模塊、電源使能控制模塊、可調(diào)輸出電壓反饋電阻以及延時(shí)模塊；電源轉(zhuǎn)換控制模塊用于產(chǎn)生直流電源為勵(lì)磁抱閘線圈供電；電源使能控制模塊與機(jī)械臂MCU連接，用于根據(jù)機(jī)械臂MCU的輸出信號(hào)控制電源轉(zhuǎn)換控制模塊的工作狀態(tài)；可調(diào)輸出電壓反饋電阻用于根據(jù)電阻變化調(diào)整勵(lì)磁抱閘線圈的供電電壓；延時(shí)模塊用于根據(jù)機(jī)械臂MCU的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)可調(diào)輸出電壓反饋電阻的電阻。本申請(qǐng)優(yōu)點(diǎn)是采用直流供電的方式對(duì)勵(lì)磁抱閘進(jìn)行供電，一方面符合了勵(lì)磁抱閘線圈的供電要求，另一方面也解決了當(dāng)前PWM調(diào)壓方式帶來開關(guān)損耗和交變電源帶來的EMC輻射超標(biāo)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：孫小敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：埃斯頓（南京）醫(yī)療科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9