[發明專利]一種輕型機械臂的電源管理裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201710532689.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107659134B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 高強;宗曉;董沖;王大勇;夏久云;趙越超;宋子強;楊冬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工大特種機器人有限公司
• 主分類號: H02M1/36
• 分類號: H02M1/36;H02M1/32;H02H7/12;H02M3/155
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝;周嬌嬌

本發明涉及一種輕型機械臂的電源管理裝置及其控制方法和具有輕型機械臂的機器人，其中電源管理裝置包括濾波電容、軟啟動電路和泵升電壓泄放電路；該電源管理裝置還包括微控制單元，用于在裝置啟動后以預定間隔采樣電源管理裝置的輸出電壓，并判斷預定間隔的輸出電壓變化小于預定閾值時確認此時輸出電壓為實際供電電壓，由此設置軟啟動電壓和泄放電壓的閾值，控制軟啟動和電壓泄放。該電源管理裝置還可進一步包括急停電路。本發明通過對輸出電壓進行采樣，若輸出電壓在一定時間范圍內比較穩定沒有明顯增長，則認為此刻電壓值為實際供電電壓，由此調整軟啟動電壓和泄放電壓的閾值，達到寬電壓輸入的自適應的效果，完成對電路的軟啟動和泄放等防護。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種輕型機械臂的電源管理裝置及其控制方法。

背景技術

輕型協作機械臂是一種新興的機械臂，其與傳統工業機械臂相比具有負載自重比高，運動中撞到人或障礙物會停下來等優點，在工業和其它場合有著越來越多的應用。當輕型機械臂與其他平臺配合使用時，需要由這些平臺的電源進行供電。然而，目前現有的一些移動平臺，例如自動導引運輸車(AGV)的供電電壓有24V的，也有48V的。而市面上的機械臂，只支持48V供電，或者只支持24V供電。因此，現有輕型協作機械臂的電壓輸入范圍限制了移動平臺的選配。

此外，當使用大功率開關電源，并且輸入采用較大容量的濾波電容器時，在輸入電路合閘瞬間，由于濾波電容器上的初始電壓為零會形成很大的瞬時沖擊電流，造成電路損壞，因此需要采用軟啟動。然而，目前機械臂中常用的軟啟動方式是SCR整流電路，可以實現母線電壓可控和軟啟動，但是硬件控制電路復雜，需要做隔離電路，成本較高。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有輕型機械臂的電源輸入電壓受限的缺陷，提供一種輕型機械臂的電源管理裝置及其控制方法。

本發明第一方面，提供了一種輕型機械臂的電源管理裝置，包括濾波電容，所述電源管理裝置還包括：連接在電源管理裝置的輸入端和濾波電容之間的軟啟動電路，以及并聯在所述濾波電容兩端的泵升電壓泄放電路；所述電源管理裝置還包括：

微控制單元，與所述軟啟動電路和泵升電壓泄放電路連接，用于在裝置啟動后以預定間隔采樣電源管理裝置的輸出電壓，并判斷預定間隔的輸出電壓變化小于預定閾值時確認此時輸出電壓為實際供電電壓，根據所述實際供電電壓設置軟啟動電壓和泄放電壓的閾值，將實時檢測的電源管理裝置的輸出電壓與所述軟啟動電壓和泄放電壓的閾值進行比對，并發送控制信號給所述軟啟動電路和泵升電壓泄放電路以控制軟啟動和電壓泄放。

在根據本發明所述的輕型機械臂的電源管理裝置中，所述軟啟動電路包括：第一繼電器、軟啟動電阻、第一二極管和第一三極管；其中第一繼電器的觸點與軟啟動電阻并列后連接在輸入回路中，第一繼電器的線圈與第一二極管并聯在5V電源與所述第一三極管的集電極之間，所述第一三極管的基極由微控制單元發出的軟啟動控制信號控制。