[發明專利]一種制動方法、制動單元和機器人

有效

• 申請號: 201710859471.1
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107623465B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 楊躒;陳熙;劉雪梅;劉亮;段仁全
• 申請（專利權）人: 中科新松有限公司
• 主分類號: H02P3/06
• 分類號: H02P3/06;H02P3/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發明公開了一種制動方法、制動單元和機器人，涉及電機控制技術領域。該方法包括：獲取電機制動時產生的再生能量的屬性；根據所述再生能量的屬性，分級開啟制動單元中的制動電阻，以消耗所述再生能量。本發明實施例提供一種制動方法、制動單元和機器人，實現了制動單元的制動功率與電機制動時產生的再生能量相匹配。

技術領域

本發明實施例涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種制動方法、制動單元和機器人。

背景技術

隨著技術的發展，機器人已經逐漸走進我們的生活。公知的，機器人具有機器人臂，機器人臂的多個臂經由關節部連結，通過該關節部的轉動，使機器人臂運動。其中，關節部由電機驅動，電機的驅動由機器人的控制系統進行控制。

對于機器人的控制系統來說，在機器人臂運動的過程中會面臨著多電機加減速的問題，特別是在整機制動的過程中，電機從不同的轉速減速到0。其中，電機的轉速的下降將跟不上電機同步轉速的下降，即電機的實際速度比其同步速度高，此時電機轉子繞組切割旋轉磁場磁力線的方向和電機恒速運行時正好相反，轉子繞組的感應電動勢和電流的方向也都相反，即產生了反向電動勢。此時的電動機實際為發電機，電機以發電狀態運行，產生再生能量，該再生能量將拖動系統的動能回饋到直流母線上，使直流母線電壓不斷上升，甚至達到危險的地步(驅動器損壞等)。現有技術中的制動單元就是為了消耗掉電機制動時產生的再生能量，抑制機器人的反向電動勢而設計的。具體過程為：通過將制動單元并聯在控制系統的電源上，在反向電動勢增大到一定程度使母線電壓超過設定閾值電壓后，開啟制動單元，利用制動單元中的制動電阻消耗掉電機制動時產生的再生能量；然后，在母線電壓低于設定閾值電壓之后，自動關斷制動單元。

發明人在實現本發明的過程中發現現有技術存在如下缺陷：關節機器人針對不同的運動軌跡和負載，其需要消耗的電機制動時產生的再生能量并不相同。如果在母線電壓超過設定閥值電壓之后一律開啟制動單元，由于制動單元的設計功率往往較大，本身內阻很小，這樣在消耗電機制動時產生的再生能量的同時，往往還會消耗電源的能量，造成不必要的損失。同時，制動單元開啟后甚至會拉低母線電壓，對控制系統的穩定造成影響。

發明內容

本發明提供一種制動方法、制動單元和機器人，以實現制動單元的制動功率與電機制動時產生的再生能量相匹配。

第一方面，本發明實施例提供了一種制動方法，該方法包括：

獲取電機制動時產生的再生能量的屬性；

根據所述再生能量的屬性，分級開啟制動單元中的制動電阻，以消耗所述再生能量。

進一步的，根據所述再生能量的屬性，分級開啟制動單元中的制動電阻，以消耗所述再生能量，包括：

根據母線電壓超限時間的長短，確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量，以加快所述再生能量的消耗，其中，所述母線電壓超限時間為采樣直流母線電壓超過所述設定母線電壓閾值的時間。

進一步的，根據母線電壓超限時間的長短，確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量包括：

根據所述母線電壓超限時間的長短，及采集的當前環境溫度，確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量和順序。

進一步的，根據所述母線電壓超限時間的長短，及采集的當前環境溫度，確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量和順序，包括：

在采集的當前環境溫度值在不同設定溫度范圍內時，根據所述母線電壓超限時間的長短和設定制動開啟時間閾值，確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量和順序。

進一步的，在確定開啟所述制動單元中制動電阻的數量和順序之后，還包括：

若所述母線電壓維持正常的時間大于設定制動關閉時間閾值，則關閉所述制動單元，其中所述設定制動開啟時間閾值大于所述設定制動關閉時間閾值。