本發(fā)明涉及機(jī)器人控制領(lǐng)域，特別涉及機(jī)器人安全控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

近些年來，機(jī)器人技術(shù)及其產(chǎn)品發(fā)展很快，它對于提高生產(chǎn)自動化水平、勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，保證產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件等方面的作用日益顯著。目前，機(jī)器人作為一臺具有多個自由度運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備，其使用的穩(wěn)定性和安全性也越來越被人們所重視。

在現(xiàn)有技術(shù)中，在機(jī)器人使用的過程中，會對機(jī)器人的動力來源--三相交流電源進(jìn)行檢測，以便于操作人員能夠在三相交流電源掉電的情況下，及時地采取安全保護(hù)措施，保證自身以及設(shè)備的安全。但是，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中，在檢測到三相交流電源掉電的情況下，需要操作人員手動地觸發(fā)機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，危險性較大，對操作人員的技術(shù)要求較高，且操作較為繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種機(jī)器人安全控制系統(tǒng)及方法，使得三相交流電源掉電時，機(jī)器人控制模塊能夠及時地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，以避免數(shù)據(jù)丟失。并且，機(jī)器人控制模塊能夠及時地控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，有效地提高了機(jī)器人控制的可靠性與安全性。

第一方面，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種機(jī)器人安全控制系統(tǒng)，包括：掉電檢測模塊、掉電保持模塊、機(jī)器人控制模塊以及機(jī)器人電源模塊；

機(jī)器人電源模塊與三相交流電源以及機(jī)器人控制模塊電連接，用于給機(jī)器人控制模塊供電；

掉電檢測模塊與三相交流電源以及機(jī)器人控制模塊電連接，用于在檢測到三相交流電源掉電時，發(fā)出信號給機(jī)器人控制模塊；機(jī)器人控制模塊用于在接收到信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作；

掉電保持模塊分別與三相交流電源、機(jī)器人控制模塊以及機(jī)器人電源模塊電連接，用于在機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，給機(jī)器人控制模塊供電。

第二方面，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種機(jī)器人安全控制方法，應(yīng)用于上述的機(jī)器人安全控制系統(tǒng)，包括：當(dāng)?shù)綦姍z測模塊檢測到三相交流電源掉電時，發(fā)送信號給機(jī)器人控制模塊；機(jī)器人控制模塊在接收到來自掉電檢測模塊的信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作；其中，在機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，掉電保持模塊給機(jī)器人控制模塊供電。

本發(fā)明實(shí)施方式相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，在三相交流電源正常時，由機(jī)器人電源模塊對機(jī)器人控制模塊進(jìn)行供電，以保證機(jī)器人的正常工作。在三相交流電源掉電時，掉電檢測模塊會檢測到三相交流電源的異常情況，并發(fā)出信號給機(jī)器人控制模塊，以便于機(jī)器人控制模塊在接收到來自掉電檢測模塊的信號時，能夠及時地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，不僅避免了數(shù)據(jù)的丟失，而且保證了操作人員以及設(shè)備的安全。由于在三相交流電源掉電時，機(jī)器人電源模塊失去了三相交流電源的供電，電壓會降低，很可能出現(xiàn)機(jī)器人控制模塊的供電電壓不夠，機(jī)器人控制模塊無法正常工作的情況，因此，當(dāng)機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，會由掉電保持模塊對機(jī)器人控制模塊進(jìn)行供電，相當(dāng)于設(shè)置了一個“備用電源”，從而能夠保證機(jī)器人控制模塊的正常工作，完成數(shù)據(jù)存儲以及對機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作的控制，有效地提高了機(jī)器人控制的可靠性與安全性。

另外，機(jī)器人安全控制系統(tǒng)還包括安全回路檢測模塊；安全回路檢測模塊與機(jī)器人控制模塊的各安全回路電連接，用于在檢測到某一安全回路出現(xiàn)異常時，令機(jī)器人控制模塊控制機(jī)器人本體不運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，利用安全回路檢測模塊對機(jī)器人是否出現(xiàn)異常進(jìn)行檢測，以便于在機(jī)器人本體運(yùn)轉(zhuǎn)工作的情況下，在檢測到機(jī)器人出現(xiàn)異常時，能夠及時地控制機(jī)器人本體停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在重啟機(jī)器人本體的情況下，在檢測到機(jī)器人出現(xiàn)異常時，能夠控制機(jī)器人本體不予以啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)一步地提高了機(jī)器人控制的可靠性與安全性。

另外，掉電檢測模塊包括：第一光電耦合器、第二光電耦合器、第一整流模塊以及第二整流模塊；第一整流模塊的第一輸入端與三相交流電源的第一相電源電連接，第二輸入端與三相交流電源的第二相電源電連接；第一光電耦合器的第一輸入端與第一整流模塊的第一輸出端電連接，第二輸入端與第一整流模塊的第二輸出端電連接；第一光電耦合器的輸出端與機(jī)器人控制模塊電連接；第二整流模塊的第一輸入端與三相交流電源的第二相電源電連接，第二輸入端與三相交流電源的第三相電源電連接；第二光電耦合器的第一輸入端與第二整流模塊的第一輸出端電連接，第二輸入端與第二整流模塊的第二輸出端電連接；第二光電耦合器的輸出端與機(jī)器人控制模塊電連接。提供了掉電檢測模塊的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明實(shí)施方式的可行性。

另外，第一整流模塊包括：第一橋式整流電路以及第一分壓電阻電路；第一分壓電阻電路的第一輸入端與三相交流電源的第一相電源電連接，第二輸入端與三相交流電源的第二相電源電連接；第一分壓電阻電路的第一輸出端與第一橋式整流電路的第一輸入端電連接，第二輸出端與第一橋式整流電路的第二輸入端電連接。提供了第一整流模塊的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明實(shí)施方式的可行性。

另外，掉電檢測模塊還包括：第一穩(wěn)壓二極管以及第二穩(wěn)壓二極管；第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第一光電耦合器的第一輸入端電連接，正極與第一整流模塊的第一輸出端電連接；第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極與第二光電耦合器的第一輸入端電連接，正極與第二整流模塊的第一輸出端電連接。這樣，利用第一、第二穩(wěn)壓二極管，為第一光電耦合器以及第二光電耦合器的導(dǎo)通設(shè)置一定的閾值，能夠降低第一光電耦合器以及第二光電耦合器誤觸發(fā)的可能性，提高掉電檢測模塊的檢測精度。

另外，掉電檢測模塊還包括：第一電阻以及第二電阻；第一電阻的一端與第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極電連接，另一端與第一光電耦合器的第一輸入端電連接；第二電阻的一端與第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極電連接，另一端與第二光電耦合器的第一輸入端電連接。利用第一電阻以及第二電阻作為限流電阻，能夠限制流經(jīng)第一光電耦合器以及第二光電耦合器的電流，以避免電流過大造成第一光電耦合器以及第二光電耦合器損壞的情況。

另外，掉電保持模塊包括：儲能模塊以及電源管理模塊；儲能模塊并聯(lián)在三相交流電源以及電源管理模塊之間；電源管理模塊還與機(jī)器人電源模塊以及機(jī)器人控制模塊電連接；其中，電源管理模塊用于在機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，利用儲能模塊給機(jī)器人控制模塊供電。提供了掉電保持模塊的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明實(shí)施方式的可行性。

另外，電源管理模塊包括：電源控制單元、第三二極管以及第四二極管；其中，儲能模塊并聯(lián)在三相交流電源以及電源控制單元之間；電源控制單元與第三二極管的正極電連接；第三二極管的負(fù)極與第四二極管的負(fù)極電連接，并與機(jī)器人控制模塊電連接；第四二極管的正極與機(jī)器人電源模塊電連接。提供了電源管理模塊的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明實(shí)施方式的可行性，且成本較低。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中機(jī)器人安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中掉電檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中掉電檢測模塊的一種具體結(jié)構(gòu)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中掉電檢測模塊的另一種具體結(jié)構(gòu)圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中掉電保持模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中掉電保持模塊工作的時序圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中機(jī)器人安全控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式中機(jī)器人安全控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請所要求保護(hù)的技術(shù)方案。

本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種機(jī)器人安全控制系統(tǒng)，如圖1所示。機(jī)器人安全控制系統(tǒng)1包括：掉電檢測模塊11、掉電保持模塊12、機(jī)器人控制模塊13以及機(jī)器人電源模塊14。掉電檢測模塊11與三相交流電源2以及機(jī)器人控制模塊13電連接，掉電保持模塊12分別與三相交流電源2、機(jī)器人控制模塊13以及機(jī)器人電源模塊14電連接，機(jī)器人電源模塊14與三相交流電源2以及機(jī)器人控制模塊13電連接。

本實(shí)施方式中，機(jī)器人電源模塊14用于給機(jī)器人控制模塊13供電，掉電檢測模塊11用于在檢測到三相交流電源2掉電時，發(fā)出信號給機(jī)器人控制模塊13，機(jī)器人控制模塊13用于在接收到信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作。其中，掉電保持模塊12用于在機(jī)器人電源模塊14的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，給機(jī)器人控制模塊13供電。

具體地說，在三相交流電源2正常時，由機(jī)器人電源模塊14對機(jī)器人控制模塊13進(jìn)行供電，以保證機(jī)器人的正常工作。在三相交流電源2掉電時，掉電檢測模塊11會檢測到三相交流電源2的異常情況，并發(fā)出信號給機(jī)器人控制模塊13，以便于機(jī)器人控制模塊13在接收到來自掉電檢測模塊11的信號時，能夠及時地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，不僅避免了數(shù)據(jù)的丟失，而且保證了操作人員以及設(shè)備的安全。

更具體地說，由于在三相交流電源2掉電時，機(jī)器人電源模塊14失去了三相交流電源2的供電，電壓會降低，很可能出現(xiàn)機(jī)器人控制模塊13的供電電壓不夠，機(jī)器人控制模塊13無法正常工作的情況。因此，當(dāng)機(jī)器人電源模塊14的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，會由掉電保持模塊12代替機(jī)器人電源模塊14，給機(jī)器人控制模塊13進(jìn)行供電。這樣，相當(dāng)于設(shè)置了一個“備用電源”，能夠保證機(jī)器人控制模塊13的正常工作，以便于機(jī)器人控制模塊13完成數(shù)據(jù)存儲以及對機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作的控制，有效地提高了工業(yè)現(xiàn)場掉電時機(jī)器人控制的可靠性，降低了現(xiàn)場調(diào)試的風(fēng)險。其中，預(yù)設(shè)閾值可以在設(shè)計之初就預(yù)先設(shè)置并保存在機(jī)器人安全控制系統(tǒng)中。

以下對掉電檢測模塊11以及掉電保持模塊12的具體實(shí)現(xiàn)形式及其工作原理進(jìn)行說明：

本實(shí)施方式中，掉電檢測模塊11包括：第一穩(wěn)壓二極管D₁、第二穩(wěn)壓二極管D₂、第一電阻R₁、第二電阻R₂、第一光電耦合器111、第二光電耦合器112、第一整流模塊113以及第二整流模塊114，如圖2所示。其中，第一光電耦合器111的輸出端與第二光電耦合器112的輸出端電連接，且與機(jī)器人控制模塊13電連接。

第一穩(wěn)壓二極管D₁的負(fù)極與第一光電耦合器111的第一輸入端電連接，正極與第一整流模塊113的第一輸出端電連接。第二穩(wěn)壓二極管D₂的負(fù)極與第二光電耦合器112的第一輸入端電連接，正極與第二整流模塊114的第一輸出端電連接。其中，第一穩(wěn)壓二極管D₁、第二穩(wěn)壓二極管D₂的門限值由操作人員預(yù)先設(shè)置。

第一電阻R₁的一端與第一穩(wěn)壓二極管D₁的負(fù)極電連接，另一端與第一光電耦合器111的第一輸入端電連接。第二電阻R₂的一端與第二穩(wěn)壓二極管D₂的負(fù)極電連接，另一端與第二光電耦合器112的第一輸入端電連接。

第一整流模塊113的第一輸入端與三相交流電源2的第一相電源U電連接，第二輸入端與三相交流電源2的第二相電源V電連接。第一光電耦合器111的第一輸入端與第一整流模塊113的第一輸出端電連接，第二輸入端與第一整流模塊113的第二輸出端電連接。

第二整流模塊114的第一輸入端與三相交流電源2的第二相電源V電連接，第二輸入端與三相交流電源2的第三相電源W電連接。第二光電耦合器112的第一輸入端與第二整流模塊114的第一輸出端電連接，第二輸入端與第二整流模塊114的第二輸出端電連接。以下對第一整流模塊113、第二整流模塊114的具體實(shí)現(xiàn)形式進(jìn)行舉例說明：

其中，第一整流模塊113包括：第一橋式整流電路1132以及第一分壓電阻電路1131，如圖3所示。第一橋式整流電路1132包括二極管D_M1至D_M4，D_M1的正極與D_M2的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第一輸出端，D_M1的負(fù)極與D_M3的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第一輸入端，D_M2的負(fù)極與D_M4的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第二輸入端，D_M3的負(fù)極與D_M4的負(fù)極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第二輸出端。

第一分壓電阻電路1131包括電阻R_M1至電阻R_M9，電阻R_M1、R_M2、R_M3依次串聯(lián)，R_M2連接在R_M1與R_M3之間，電阻R_M1的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第一輸入端與三相交流電源2的第一相電源U電連接。電阻R_M6、R_M7、R_M8、R_M9依次串聯(lián)，電阻R_M7與R_M8連接在電阻R_M6與R_M9之間，且電阻R_M6的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第二輸入端與三相交流電源2的第二相電源V電連接。電阻R_M4、R_M5串聯(lián)，且與R_M3、R_M9并聯(lián)，電阻R_M4的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第一輸出端與第一橋式整流電路1132的第一輸入端電連接，電阻R_M5的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第二輸出端與第一橋式整流電路1132的第二輸入端電連接。

第二整流模塊114包括：第二橋式整流電路1142以及第二分壓電阻電路1141，如圖3所示。第二橋式整流電路1142包括二極管D_N1至D_N4，D_N1的正極與D_N2的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第一輸出端，D_N1的負(fù)極與D_N3的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第一輸入端，D_N2的負(fù)極與D_N4的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第二輸入端，D_N3的負(fù)極與D_N4的負(fù)極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第二輸出端。

第二分壓電阻電路1141包括電阻R_N1至電阻R_N9，電阻R_N1、R_N2、R_N3依次串聯(lián)，R_N2連接在R_N1與R_N3之間，電阻R_N1的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第一輸入端與三相交流電源2的第一相電源U電連接。電阻R_N6、R_N7、R_N8、R_N9依次串聯(lián)，電阻R_N7與R_N8連接在電阻R_N6與R_N9之間，且電阻R_N6的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第二輸入端與三相交流電源2的第二相電源V電連接。電阻R_N4、R_N5串聯(lián)，且與R_N3、R_N9并聯(lián)，電阻R_N4的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第一輸出端與第一橋式整流電路1132的第一輸入端電連接，電阻R_N5的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第二輸出端與第一橋式整流電路1132的第二輸入端電連接。

具體地說，當(dāng)三相交流電源2正常時，線電壓UV經(jīng)過第一分壓電阻電路1131分壓、第一橋式整流電路1132整流，第一光電耦合器111的處于導(dǎo)通狀態(tài)。線電壓VW經(jīng)過第二分壓電阻電路1141分壓、第二橋式整流電路1142整流，第二光電耦合器112的也處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于第一光電耦合器111的輸出端與第二光電耦合器112的輸出端電連接，且與機(jī)器人控制模塊13電連接，因此機(jī)器人控制模塊13接收到高電平的輸出信號。

當(dāng)三相交流電源2斷電時，即，相電源U、V、W均沒有輸出時，第一光電耦合器111以及第二光電耦合器112均處于關(guān)斷狀態(tài)，機(jī)器人控制模塊13接收到低電平的輸出信號。

當(dāng)三相交流電源2掉電時，如，相電源U沒有輸出時，第一光電耦合器111處于關(guān)斷狀態(tài)，第二光電耦合器112處于導(dǎo)通狀態(tài)，機(jī)器人控制模塊13接收到低電平的輸出信號。如，相電源W沒有輸出時，第一光電耦合器111處于導(dǎo)通狀態(tài)，第二光電耦合器112處于關(guān)斷狀態(tài)，機(jī)器人控制模塊13接收到的依然是低電平的輸出信號。如，相電源V沒有輸出時，線電壓UW會同時加在第一光電耦合器111與第一整流模塊113組成的回路以及第二光電耦合器112與第二整流模塊114組成的回路上，每個回路的電壓相比于三相交流電源2正常時，降低了一半，此時預(yù)先設(shè)定的第一穩(wěn)壓二極管D₁、第二穩(wěn)壓二極管D₂的門限值，可以保證整流生成的電壓不足以將第一光電耦合器111、第二光電耦合器112所在的回路導(dǎo)通，使得第一光電耦合器111、第二光電耦合器112也無法導(dǎo)通，第一光電耦合器111、第二光電耦合器112處于關(guān)斷狀態(tài)，機(jī)器人控制模塊13依舊接收到的是低電平的輸出信號。這樣，利用第一穩(wěn)壓二極管D₁、第二穩(wěn)壓二極管D₂，為第一光電耦合器111、第二光電耦合器112的導(dǎo)通設(shè)置了一定的閾值，從而能夠提高掉電檢測模塊11的檢測精度。

不難看出，掉電檢測模塊11輸出低電平的輸出信號，機(jī)器人控制模塊13在接收到低電平的輸出信號時，則表示三相交流電源2異常。相比于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)施方式中所提供的掉電檢測模塊11，不需要對三相交流電源2的每一個相電源都進(jìn)行檢測，從而不需要設(shè)置三相四線制輸入電路，掉電檢測模塊11能夠適用于機(jī)器人無零線的接法，應(yīng)用范圍較廣。

然而，上述舉例僅為說明，本實(shí)施方式中，并不對第一整流模塊113、第二整流模塊114的具體實(shí)現(xiàn)形式做任何限制。在實(shí)際操作時，第一整流模塊113以及第二整流模塊114還可以如圖4所示，即，將第一光電耦合器111與第一整流模塊113的連接順序互換、第二光電耦合器112與第二整流模塊114的連接順序互換。

其中，第一橋式整流電路1132包括二極管D_P1至D_P4，D_P1的正極與D_P2的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第一輸出端，D_P1的負(fù)極與D_P3的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第一輸入端，與三相交流電源2的第一相電源U電連接，D_P2的負(fù)極與D_P4的正極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第二輸入端，與三相交流電源2的第二相電源V電連接，D_P3的負(fù)極與D_P4的負(fù)極電連接，作為第一橋式整流電路1132的第二輸出端。

第一分壓電阻電路1131包括電阻R_P1至電阻R_P9，電阻R_P1、R_P2、R_P3依次串聯(lián)，R_P2連接在R_P1與R_P3之間，電阻R_P1的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第一輸入端與第一橋式整流電路1132的第一輸出端電連接。電阻R_P6、R_P7、R_P8、R_P9依次串聯(lián)，電阻R_P7與R_P8連接在電阻R_P6與R_P9之間，且電阻R_P6的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第二輸入端與第一橋式整流電路1132的第二輸出端電連接。電阻R_P4、R_P5串聯(lián)，且與R_P3、R_P9并聯(lián)，電阻R_P4的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第一輸出端與第一光電耦合器111的第一輸入端電連接，電阻R_P5的一個連接端作為第一分壓電阻電路1131的第二輸出端與第一光電耦合器111的第二輸入端電連接。

第二橋式整流電路1142包括二極管D_Q1至D_Q4，D_Q1的正極與D_Q2的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第一輸出端，D_Q1的負(fù)極與D_Q3的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第一輸入端，與三相交流電源2的第二相電源V電連接，D_Q2的負(fù)極與D_Q4的正極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第二輸入端，與三相交流電源2的第三相電源W電連接，D_Q3的負(fù)極與D_Q4的負(fù)極電連接，作為第二橋式整流電路1142的第二輸出端。

第二分壓電阻電路1141包括電阻R_Q1至電阻R_Q9，電阻R_Q1、R_Q2、R_Q3依次串聯(lián)，R_Q2連接在R_Q1與R_Q3之間，電阻R_Q1的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第一輸入端與第二橋式整流電路1142的第一輸出端電連接。電阻R_Q6、R_Q7、R_Q8、R_Q9依次串聯(lián)，電阻R_Q7與R_Q8連接在電阻R_Q6與R_Q9之間，且電阻R_Q6的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第二輸入端與第二橋式整流電路1142的第二輸出端電連接。電阻R_Q4、R_Q5串聯(lián)，且與R_Q3、R_Q9并聯(lián)，電阻R_Q4的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第一輸出端與第二光電耦合器112的第一輸入端電連接，電阻R_Q5的一個連接端作為第二分壓電阻電路1141的第二輸出端與第二光電耦合器112的第二輸入端電連接。

具體地說，圖4所示的掉電檢測模塊11的工作原理與圖3所示的掉電檢測模塊11工作原理大致相同，為避免重復(fù)，在此不再贅述。并且，上述對掉電檢測模塊11的舉例僅為說明，本實(shí)施方式中，并不對掉電檢測模塊11的具體實(shí)現(xiàn)形式做任何限制。

本實(shí)施方式中，掉電保持模塊12包括：包括：儲能模塊121以及電源管理模塊122，如圖5所示。儲能模塊121并聯(lián)在三相交流電源2以及電源管理模塊122之間；電源管理模塊122還與機(jī)器人電源模塊14以及機(jī)器人控制模塊13電連接；其中，電源管理模塊122用于在機(jī)器人電源模塊14的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，利用儲能模塊121給機(jī)器人控制模塊13供電。

具體地說，由于本實(shí)施方式中，儲能模塊121是直接與三相交流電源2電連接的，因此可以令儲能模塊121包括整流橋以及儲能電容，整流橋以及儲能電容均并聯(lián)在三相交流電源2上，整流橋用于把交流電轉(zhuǎn)變成直流電，儲能電容用于蓄電。

本實(shí)施方式中，電源管理模塊122可以包括：電源控制單元1221、第三二極管D₁以及第四二極管D₂。儲能模塊121并聯(lián)在三相交流電源2以及電源控制單元1221之間，電源控制單元1221與第三二極管D₁的正極電連接，第三二極管D₁的負(fù)極與第四二極管D₂的負(fù)極電連接，并與機(jī)器人控制模塊13電連接，第四二極管D₂的正極與機(jī)器人電源模塊14電連接。

具體地說，掉電保持模塊12的儲能模塊121以及機(jī)器人電源模塊14均與三相交流電源2的其中一相電源連接，接收單相交流電輸入。并且，掉電保持模塊12的儲能模塊121與機(jī)器人電源模塊14的輸入均來自相同的交流輸入，掉電保持模塊12的儲能模塊121在三相交流電源2掉電時，作為“備用電源”。其中，掉電保持模塊12的電源控制單元1221相當(dāng)于“開關(guān)電源”，用于對儲能模塊121的輸出電壓進(jìn)行降壓，以使得掉電保持模塊12的輸出電壓可以略小于機(jī)器人電源模塊14的輸出電壓。

如，機(jī)器人電源模塊14可以為24V直流電源，給機(jī)器人控制模塊13供電，而掉電保持模塊12的輸出電壓可以設(shè)置為略小于24V。此時，掉電保持模塊12的輸出電壓即為機(jī)器人電源模塊14的電壓預(yù)設(shè)閾值。這樣，在三相交流電源2正常時，機(jī)器人電源模塊14和掉電保持模塊12共同輸出，由于第三二極管D₁以及第四二極管D₂的存在，并且掉電保持模塊12輸出電壓小于機(jī)器人電源模塊14，此時，掉電保持模塊12將輸出截止，相當(dāng)于空載狀態(tài)，機(jī)器人電源模塊14單獨(dú)工作。在三相交流電源2掉電時，機(jī)器人電源模塊14電壓在保持一定時間后開始下降，當(dāng)機(jī)器人電源模塊14的電壓值下降至略小于掉電保持模塊12的輸出電壓時，掉電保持模塊12導(dǎo)通，為機(jī)器人控制模塊13供電，以保證機(jī)器人控制模塊13能夠繼續(xù)執(zhí)行相應(yīng)的操作。如，控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，對當(dāng)前的信息以及一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)等進(jìn)行保存操作，防止因掉電而產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失等。

如圖6所示，給出了掉電保持模塊12工作的時序圖。其中，V0表示三相交流電源2的輸出，V1表示機(jī)器人電源模塊14的輸出，V2表示掉電保持模塊12的輸出。在T0時刻，三相交流電源2掉電，在T0時刻至T1時刻之間，機(jī)器人電源模塊14的輸出電壓V1有所下降，即從由24V掉落至低于22V。此時，與掉電保持模塊12連接的第四二極管D₂導(dǎo)通，掉電保持模塊12代替機(jī)器人電源模塊14為機(jī)器人控制模塊13繼續(xù)供電，直至T2時刻，掉電保持模塊的輸出電壓V2跌落至不足以使機(jī)器人控制模塊13正常工作。這樣，在保證T2>T1的前提下，機(jī)器人控制模塊13就有足夠時間完成相應(yīng)的工作，因此，掉電是安全的。

本實(shí)施方式中，機(jī)器人控制模塊13包括：機(jī)器人控制器以及伺服驅(qū)動器。機(jī)器人控制器與伺服驅(qū)動器通信連接；機(jī)器人控制器與掉電檢測模塊電連接，用于在接收到掉電檢測模塊發(fā)送的信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并發(fā)送控制信號給伺服驅(qū)動器；伺服驅(qū)動器用于在接收到控制信號時，控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作。這樣，提供了機(jī)器人控制模塊13的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本實(shí)施方式的可行性。

綜上所述，本實(shí)施方式中，利用掉電檢測模塊11對三相交流電源是否異常進(jìn)行檢測，并利用掉電保持模塊12作為備用電源，使得三相交流電源掉電時，機(jī)器人控制模塊能夠及時地進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，以避免數(shù)據(jù)丟失。并且，機(jī)器人控制模塊能夠及時地控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，有效地提高了機(jī)器人控制的可靠性與安全性。

值得一提的是，本實(shí)施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實(shí)際應(yīng)用中，一個邏輯單元可以是一個物理單元，也可以是一個物理單元的一部分，還可以以多個物理單元的組合實(shí)現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實(shí)施方式中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實(shí)施方式中不存在其它的單元。

本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種機(jī)器人安全控制系統(tǒng)，如圖7所示。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于：在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，機(jī)器人安全控制系統(tǒng)還包括安全回路檢測模塊15，安全回路檢測模塊15與機(jī)器人控制模塊13的各安全回路電連接，用于在檢測到某一安全回路出現(xiàn)異常時，令機(jī)器人控制模塊13控制機(jī)器人本體不運(yùn)轉(zhuǎn)。

具體地說，安全回路可以將必要的信號全部串聯(lián)進(jìn)去，如，外部急停信號、門禁開關(guān)信號、抱閘電源插入信號等等，當(dāng)這些信號正常時，機(jī)器人處于安全狀態(tài)。在實(shí)際操作時，安全回路可以將所有的緊急控制信號都串聯(lián)進(jìn)去，這些信號均是手動觸發(fā)，可使機(jī)器人迅速地切換到安全狀態(tài)。當(dāng)三相交流電源2異常掉電時，可能會導(dǎo)致機(jī)器人本體的抱閘裝置鎖死。此時，需要手動打開機(jī)器人本體的抱閘裝置，在機(jī)器人不上電的情況下，單獨(dú)操作抱閘板。由于安全回路中串聯(lián)了抱閘電源插入信號，此信號來源于一個手動抱閘板，因此當(dāng)手動抱閘板的電源插入時，手動抱閘板反饋被接入安全回路的信號將是回路斷開，從而能夠?qū)C(jī)器人本體的抱閘裝置進(jìn)行單獨(dú)操作，保證了機(jī)器人的安全操作。

不難看出，安全回路檢測模塊15的正常與否是機(jī)器人可靠工作的前提，利用安全回路檢測模塊15對機(jī)器人是否出現(xiàn)異常進(jìn)行檢測，以便于在機(jī)器人本體運(yùn)轉(zhuǎn)工作的情況下，在檢測到機(jī)器人出現(xiàn)異常時，能夠及時地控制機(jī)器人本體停止運(yùn)轉(zhuǎn)；在重啟機(jī)器人本體的情況下，在檢測到機(jī)器人出現(xiàn)異常時，能夠控制機(jī)器人本體不予以啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣，安全回路檢測模塊15的優(yōu)先排查，可以增強(qiáng)機(jī)器人控制的安全性，同時降低了誤操作帶來的風(fēng)險，進(jìn)一步地提高了機(jī)器人控制的可靠性與安全性。

本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種機(jī)器人安全控制方法，具體流程如圖8所示。本實(shí)施方式可以在第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式中所提及到的機(jī)器人安全控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)施，步驟如下：

步驟801，當(dāng)?shù)綦姍z測模塊檢測到三相交流電源掉電時，發(fā)送信號給機(jī)器人控制模塊。

具體地說，在三相交流電源正常時，由機(jī)器人電源模塊對機(jī)器人控制模塊進(jìn)行供電，以保證機(jī)器人的正常工作。在三相交流電源掉電時，掉電檢測模塊會檢測到三相交流電源的異常情況，并發(fā)出信號給機(jī)器人控制模塊。

步驟802，機(jī)器人控制模塊在接收到來自掉電檢測模塊的信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作。

具體地說，機(jī)器人控制模塊的機(jī)器人控制器在接收到來自掉電檢測模塊的信號時，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，并發(fā)送控制信號給伺服驅(qū)動器，以便于伺服驅(qū)動器在接收到控制信號時，控制機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作，不僅避免了數(shù)據(jù)的丟失，而且保證了操作人員以及設(shè)備的安全。其中，在機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，掉電保持模塊給機(jī)器人控制模塊供電。

更具體地說，由于在三相交流電源掉電時，機(jī)器人電源模塊失去了三相交流電源的供電，電壓會降低，很可能出現(xiàn)機(jī)器人控制模塊的供電電壓不夠，機(jī)器人控制模塊無法正常工作的情況。因此，當(dāng)機(jī)器人電源模塊的電壓低于預(yù)設(shè)閾值時，會由掉電保持模塊代替機(jī)器人電源模塊，給機(jī)器人控制模塊進(jìn)行供電。這樣，相當(dāng)于設(shè)置了一個“備用電源”，能夠保證機(jī)器人控制模塊的正常工作，以便于機(jī)器人控制模塊完成數(shù)據(jù)存儲以及對機(jī)器人本體執(zhí)行抱閘操作的控制，有效地提高了工業(yè)現(xiàn)場掉電時機(jī)器人控制的可靠性，降低了現(xiàn)場調(diào)試的風(fēng)險。其中，預(yù)設(shè)閾值可以在設(shè)計之初就預(yù)先設(shè)置并保存在機(jī)器人安全控制系統(tǒng)中。

不難發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施方式為與第一實(shí)施方式相對應(yīng)的方法實(shí)施例，本實(shí)施方式可與第一實(shí)施方式互相配合實(shí)施。第一實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實(shí)施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實(shí)施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實(shí)施方式中。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個設(shè)備(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請各個實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。