一種軟關(guān)機(jī)控制電路及機(jī)械臂裝置的制造方法
【專利摘要】一種軟關(guān)機(jī)控制電路及機(jī)械臂裝置，電路與機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器連接，包括連接在電源端口和所述驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)模塊、與所述電源端口連接的電源按鍵及控制所述機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)和復(fù)位的控制器，所述控制器的檢測端口接所述電源按鍵，所述控制器的輸出端口接所述開關(guān)模塊；其中，所述控制器檢測到所述電源按鍵斷開時(shí)，控制所述機(jī)械手臂復(fù)位后，再控制所述開關(guān)模塊關(guān)斷。通過控制器檢測電源開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)判斷其為斷開狀態(tài)時(shí)，可以控制機(jī)械臂復(fù)位后再斷開電源，避免機(jī)械臂受重力影響，關(guān)節(jié)處力矩較大，機(jī)械臂會(huì)自由下落，可能會(huì)造成機(jī)械臂或外部設(shè)備損壞，該方案簡單可靠，成本低。
【專利說明】
一種軟關(guān)機(jī)控制電路及機(jī)械臂裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及軟關(guān)機(jī)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種軟關(guān)機(jī)控制電路及機(jī)械臂裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)機(jī)械臂斷電后，電機(jī)處于失鎖狀態(tài)，機(jī)械臂關(guān)機(jī)可以自由活動(dòng)。如果機(jī)械臂掉電前水平伸出較長，受重力影響，關(guān)節(jié)處力矩較大，機(jī)械臂會(huì)自由下落，可能會(huì)造成機(jī)械臂或外部設(shè)備損壞。
[0003]工業(yè)解決方案一般是選用帶剎車功能的電機(jī)，掉電后電機(jī)處于鎖死狀態(tài)，不會(huì)在重力影響下自由下落。此種方案，帶剎車功能的電機(jī)，對(duì)于低成本桌面級(jí)機(jī)械臂應(yīng)用，主要存在電機(jī)體積大，成本高等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的在于提供一種軟關(guān)機(jī)控制電路及機(jī)械臂裝置，旨在解決傳統(tǒng)機(jī)械臂的鎖死功能成本高，電機(jī)體積大的問題。
[0005]本實(shí)用新型提供了一種軟關(guān)機(jī)控制電路，與機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器連接，包括連接在電源端口和所述驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)模塊、與所述電源端口連接的電源按鍵及控制所述機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)和復(fù)位的控制器，所述控制器的檢測端口接所述電源按鍵，所述控制器的輸出端口接所述開關(guān)模塊；
[0006]其中，所述控制器檢測到所述電源按鍵斷開時(shí)，控制所述機(jī)械手臂復(fù)位后，再控制所述開關(guān)模塊關(guān)斷。
[0007]優(yōu)選地，還包括第一二極管，所述第一二極管的陽極接所述電源端口，陰極接所述電源按鍵的一端。
[0008]優(yōu)選地，所述電源端口、所述開關(guān)模塊及所述第一二極管均為多個(gè)，每個(gè)所述電源端口分別接入電壓，并分別通過所述第一二極管接到所述電源按鍵，還分別通過所述開關(guān)模塊接所述驅(qū)動(dòng)器。
[0009]優(yōu)選地，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊接在所述電源按鍵和所述控制器的檢測端口之間。
[0010]優(yōu)選地，還包括指示燈，所述指示燈與所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端或輸出端連接。
[0011]優(yōu)選地，還包括第二二極管及限流電阻，所述第二二極管的陽極接所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，所述第二二極管的陰極接所述開關(guān)模塊的控制端，且所述第二二極管的陰極通過所述限流電阻接所述控制器的輸出端口。
[0012]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊包括第一匪OS管，所述第一NMOS管的漏極接所述電源端口，源極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器，柵極接所述控制器的輸出端口。
[0013]優(yōu)選地，所述開關(guān)模塊包括第二匪OS管和第一PMOS管，所述第一PMOS管的源極接所述電源端口，漏極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器，柵極接所述第二NMOS管的漏極，所述第二NMOS管的源極接地，所述第二NMOS管的柵極接控制器的輸出端口。
[0014]優(yōu)選地，所述控制器為單片機(jī)芯片或DSP芯片。
[0015]本實(shí)用新型還提供了一種機(jī)械臂裝置，包括多節(jié)機(jī)械手臂及驅(qū)動(dòng)該機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，還包括權(quán)利要求上述的軟關(guān)機(jī)控制電路。
[0016]上述的軟關(guān)機(jī)控制電路及設(shè)有該電路的機(jī)械臂裝置，通過控制器檢測電源開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)判斷其為斷開狀態(tài)時(shí)，可以控制機(jī)械臂復(fù)位后再斷開電源，避免機(jī)械臂受重力影響，關(guān)節(jié)處力矩較大，機(jī)械臂會(huì)自由下落，可能會(huì)造成機(jī)械臂或外部設(shè)備損壞，該方案簡單可靠，成本低，避免了使用帶剎車功能的電機(jī)造成體積大的問題，符合桌面級(jí)機(jī)械臂的應(yīng)用需求。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中軟關(guān)機(jī)控制電路的電路示意圖；
[0018]圖2為圖1所示軟關(guān)機(jī)控制電路中開關(guān)模塊的第一實(shí)施方式電路示意圖；
[0019]圖3為圖1所示軟關(guān)機(jī)控制電路中開關(guān)模塊的第二實(shí)施方式電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中的軟關(guān)機(jī)控制電路可用于機(jī)械臂裝置，機(jī)械臂裝置包括多節(jié)機(jī)械手臂及驅(qū)動(dòng)該機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器100。
[0022]軟關(guān)機(jī)控制電路與機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器100連接，包括連接在電源端口11和所述驅(qū)動(dòng)器100之間的開關(guān)模塊12、與所述電源端口 11連接的電源按鍵13及控制所述機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)和復(fù)位的控制器14，所述控制器14的檢測端口 PowerOFF_detect接所述電源按鍵13，所述控制器14的輸出端口 PowerOFF_contrο I接所述開關(guān)模塊12。
[0023]其中，所述控制器14檢測到所述電源按鍵13斷開時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)器100驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手臂復(fù)位后，再控制所述開關(guān)模塊12關(guān)斷;所述控制器14檢測到所述電源按鍵13接通時(shí)，控制所述開關(guān)模塊12導(dǎo)通，并控制驅(qū)動(dòng)器100驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械手臂工作。
[0024]本實(shí)施例中，電源按鍵13使用自鎖式按鍵，可使得電路被觸發(fā)后并自鎖在該狀態(tài)下，不會(huì)隨意跳變?？刂破?4為單片機(jī)芯片或DSP芯片。
[0025]軟關(guān)機(jī)控制電路還包括第一二極管Dl，所述第一二極管Dl的陽極接所述電源端口11，陰極接所述電源按鍵13的一端。第一二極管Dl用于將電源端口 11的電壓接同到電源按鍵13上，并通過該電源案件輸送到后級(jí)電路。由于二極管具有單向?qū)ǖ奶匦?，可?duì)電源端口 11輸入的電源作防干擾保護(hù)。
[0026]本實(shí)施例中，電源端口11、所述開關(guān)模塊12及所述第一二極管Dl均為多個(gè)，每個(gè)所述電源端口 11分別接入電壓(電壓值可以相同也可以不同)，每個(gè)所述電源端口 11并分別通過所述第一二極管Dl接到所述電源按鍵13，還分別通過所述開關(guān)模塊12接所述驅(qū)動(dòng)器100。如此，控制器14可以同時(shí)控制該多個(gè)電源端口 11和驅(qū)動(dòng)器100之間的供電。
[0027]軟關(guān)機(jī)控制電路還包括電源轉(zhuǎn)換模塊15，所述電源轉(zhuǎn)換模塊15接在所述電源按鍵13和所述控制器14的檢測端口？0￥61"(^?_(16丨601:之間。電源轉(zhuǎn)換模塊15用于將電源端口 11輸入的電源電壓轉(zhuǎn)換成符合控制器14端口要求的電源電壓，以及符合能驅(qū)動(dòng)開關(guān)模塊12通斷的電壓。本實(shí)施例中，電源轉(zhuǎn)換模塊15為電壓轉(zhuǎn)換芯片。
[0028]軟關(guān)機(jī)控制電路還包括指示燈16，所述指示燈16與所述電源轉(zhuǎn)換模塊15的輸入端或輸出端連接。指示燈16接通在電源按鍵13的后端，可以用于指示電源案件是否接通。
[0029]軟關(guān)機(jī)控制電路還包括第二二極管D2及限流電阻R1，所述第二二極管D2的陽極接所述電源轉(zhuǎn)換模塊15的輸出端，所述第二二極管D2的陰極接所述開關(guān)模塊12的控制端，且所述第二二極管D2的陰極通過所述限流電阻Rl接所述控制器14的輸出端口 POWer0FF_control。第二二極管D2用于將電源轉(zhuǎn)換模塊15輸出的電源電壓單向?qū)ǖ介_關(guān)模塊12，在所述控制器14的輸出端口 PowerOFFjontrol的未輸出關(guān)斷信號(hào)之前，第二二極管D2輸出的電源電壓可以使開關(guān)模塊12保持導(dǎo)通，將電源端口 11的電源接通到機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器100。
[0030]請(qǐng)參閱圖2，在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)模塊12包括第一匪OS管Ml，所述第一NMOS管Ml的漏極接所述電源端口 11，源極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器100，柵極接所述控制器14的輸出端口 PowerOFFjontrol。請(qǐng)參閱圖3，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)模塊12包括第二匪OS管M2和第一PMOS管M3，所述第一PMOS管M3的源極接所述電源端口 11，漏極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器100，柵極接所述第二匪OS管M2的漏極，所述第二匪OS管M2的源極接地，所述第二 NMOS管M2的柵極接控制器14的輸出端口 PowerOFF_contro I?？梢?，控制器14的輸出端口 PowerOFFjontrol輸出的高電平為開關(guān)模塊12的導(dǎo)通信號(hào)，低電平為開關(guān)模塊12的關(guān)斷信號(hào)。
[0031]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，下面以舉例說明本軟關(guān)機(jī)控制電路的工作原理。
[0032]所述機(jī)械臂可能有兩路電源輸入，12V和5V，一個(gè)電源按鍵13控制兩路電源。
[0033]閉合電源按鍵13時(shí)，控制器14的檢測端口 PowerOFF_detect和端口 PowerOFF_status變高電平，開關(guān)模塊12導(dǎo)通，機(jī)械臂控制器14上電。
[0034]機(jī)械臂控制器14上電后，控制器14的輸出端口 PowerOFF_controI輸出高電平。機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器100正常工作。
[0035]斷開電源按鍵13時(shí)，控制器14的檢測端口 PowerOFF_detect變低電平，控制器14的輸出端口 PowerOFF_control和端口 PowerOFF_status仍保持高電平，機(jī)械臂控制器14仍處于上電狀態(tài)。
[0036]機(jī)械臂控制器14檢測到電源按鍵13斷開信號(hào)(控制器14的檢測端口 POWer0FF_detect變低電平)，機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器100控制機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到復(fù)位狀態(tài)，復(fù)位狀態(tài)為機(jī)械臂收回到力矩最小狀態(tài)，此狀態(tài)機(jī)械臂水平伸出較小，重力力矩小，不會(huì)自由落下。
[0037]其后，控制器14的輸出端口 PowerOFF_control輸出低電平，端口 PowerOFF_status變低電平，開關(guān)模塊12斷開，機(jī)械臂的驅(qū)動(dòng)器100掉電。機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)軟關(guān)機(jī)。
[0038]上述的軟關(guān)機(jī)控制電路及設(shè)有該電路的機(jī)械臂裝置，通過控制器14檢測電源開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)判斷其為斷開狀態(tài)時(shí)，可以控制機(jī)械臂復(fù)位后再斷開電源，避免機(jī)械臂受重力影響，關(guān)節(jié)處力矩較大，機(jī)械臂會(huì)自由下落，可能會(huì)造成機(jī)械臂或外部設(shè)備損壞，該方案簡單可靠，成本低，避免了使用帶剎車功能的電機(jī)造成體積大的問題，符合桌面級(jí)機(jī)械臂的應(yīng)用需求。
[0039]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟關(guān)機(jī)控制電路，與機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器連接，其特征在于，包括連接在電源端口和所述驅(qū)動(dòng)器之間的開關(guān)模塊、與所述電源端口連接的電源按鍵及控制所述機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)和復(fù)位的控制器，所述控制器的檢測端口接所述電源按鍵，所述控制器的輸出端口接所述開關(guān)t吳塊； 其中，所述控制器檢測到所述電源按鍵斷開時(shí)，控制所述機(jī)械手臂復(fù)位后，再控制所述開關(guān)t吳塊關(guān)斷。2.如權(quán)利要求1所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，還包括第一二極管，所述第一二極管的陽極接所述電源端口，陰極接所述電源按鍵的一端。3.如權(quán)利要求2所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，所述電源端口、所述開關(guān)模塊及所述第一二極管均為多個(gè)，每個(gè)所述電源端口分別接入電壓，并分別通過所述第一二極管接到所述電源按鍵，還分別通過所述開關(guān)模塊接所述驅(qū)動(dòng)器。4.如權(quán)利要求1所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊接在所述電源按鍵和所述控制器的檢測端口之間。5.如權(quán)利要求4所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，還包括指示燈，所述指示燈與所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸入端或輸出端連接。6.如權(quán)利要求4或5所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，還包括第二二極管及限流電阻，所述第二二極管的陽極接所述電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端，所述第二二極管的陰極接所述開關(guān)模塊的控制端，且所述第二二極管的陰極通過所述限流電阻接所述控制器的輸出端□ O7.如權(quán)利要求1或3所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括第一匪OS管，所述第一NMOS管的漏極接所述電源端口，源極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器，柵極接所述控制器的輸出端口。8.如權(quán)利要求1或3所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，所述開關(guān)模塊包括第二匪OS管和第一PMOS管，所述第一PMOS管的源極接所述電源端口，漏極接所述機(jī)械手臂的驅(qū)動(dòng)器，柵極接所述第二匪OS管的漏極，所述第二 NMOS管的源極接地，所述第二 NMOS管的柵極接控制器的輸出端口。9.如權(quán)利要求1所述的軟關(guān)機(jī)控制電路，其特征在于，所述控制器為單片機(jī)芯片或DSP芯片。10.—種機(jī)械臂裝置，包括多節(jié)機(jī)械手臂及驅(qū)動(dòng)該機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的軟關(guān)機(jī)控制電路。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK205644180SQ201620465467
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】劉培超
【申請(qǐng)人】深圳市越疆科技有限公司