用于协作机器人的关节驱动装置和协作机器人制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于机器人驱动技术领域，具体提供了一种用于协作机器人的关节驱动装置和协作机器人，旨在解决现有机器人关节驱动电路不够稳定且占用空间较大的问题。为此目的，本实用新型专利技术提供了一种用于协作机器人的关节驱动装置，该装置包括顺次连接的控制电路、驱动保护电路和驱动电流生成电路，控制电路用于根据当前接收的控制指令向驱动保护电路发送控制信号；驱动保护电路用于接收控制信号并将控制信号转换为差分驱动信号，将差分驱动信号发送至驱动电流生成电路；驱动电流生成电路用于接收差分驱动信号并根据差分驱动信号生成驱动电流，将驱动电流输出至关节驱动电机。本实用新型专利技术具有安全可靠，稳定性强，节省机器人内部空间的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
用于协作机器人的关节驱动装置和协作机器人
本技术属于机器人驱动
，具体涉及一种用于协作机器人的关节驱动装置和协作机器人。
技术介绍
随着技术的发展，机器人在人们的生产生活中起到越来越重要的作用，其中，协作机器人作为工业机器人中的轻型机器人可以协助人们高效地完成工业工作，可以高精度和高效率地完成危险环境的工作。协作机器人的动力是通过驱动电路和电机将电池中的电能转化为机械能，驱动机器人中4-7自由度的机械臂运动。其中，作为协作机器人核心部件的关节驱动电路的性能至关重要。协作机器人关节驱动电路要求驱动和保护功能完备、安全可靠、节能省耗，由于机器人体积较小，电路所有器件均置于关节罩内部，空间有限，对关节驱动电路的集成度要求高，而现有的机器人关节驱动电路大都不够稳定且占用空间较大。因此，如何提出一种安全可靠、稳定性高、节能省耗且便于安装的协作机器人的关节驱动装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有机器人关节驱动电路不够稳定且占用空间较大的问题，本技术的第一方面提供了一种用于协作机器人的关节驱动装置，所述关节驱动装置包括顺次连接的控制电路、驱动保护电路和驱动电流生成电路，所述驱动电流生成电路与所述协作机器人的关节驱动电机连接；所述控制电路用于根据当前接收的控制指令向所述驱动保护电路发送控制信号；所述驱动保护电路用于接收所述控制信号并将所述控制信号转换为差分驱动信号，将所述差分驱动信号发送至所述驱动电流生成电路；所述驱动电流生成电路用于接收所述差分驱动信号并根据所述差分驱动信号生成驱动电流，将所述驱动电流输出至所述关节驱动电机。在上述方案的优选技术方案中，所述关节驱动装置还包括电流检测电路，所述电流检测电路与所述驱动电流生成电路连接，所述电流检测电路用于检测所述驱动电流生成电路输出至所述关节驱动电机的驱动电流并将检测结果发送至所述驱动保护电路；相应地，所述驱动保护电路还用于判断所述驱动电流是否大于等于预设电流阈值：若所述驱动电流大于等于所述电流阈值，则向所述控制电路发送故障信号。在上述方案的优选技术方案中，所述控制电路包括控制指令接口，所述控制指令接口与所述协作机器人对应的控制系统通信连接，以接收所述控制系统发送的控制指令。在上述方案的优选技术方案中，所述控制指令接口通过CAN总线与所述控制系统连接。在上述方案的优选技术方案中，所述驱动电流生成电路包括MOS场效应晶体管。在上述方案的优选技术方案中，所述驱动保护电路还包括压降检测单元，所述压降检测单元用于检测所述MOS场效应晶体管导通压降是否大于等于预设压降阈值，若是，则向所述控制电路发送故障信号。在上述方案的优选技术方案中，所述控制电路包括DSP芯片。在上述方案的优选技术方案中，所述控制电路、驱动保护电路以及驱动电流生成电路集成设置在一个电路板上，所述电路板设置在所述协作机器人的关节罩内。本技术的第二方面还提供了一种协作机器人，包括关节驱动电机，所述协作机器人还包括上述所述的用于协作机器人的关节驱动装置，所述关节驱动装置用于驱动所述关节驱动电机执行相应的操作。在上述方案的优选技术方案中，所述关节驱动电机为三相异步电机或者永磁同步电机。与最接近的现有技术相比，上述技术方案至少具有如下有益效果：1、本技术提供的用于协作机器人的关节驱动装置，包括顺次连接的控制电路、驱动保护电路和驱动电流生成电路，控制电路配置有高速DSP芯片，可以产生电机驱动控制信号的同时，检测电机和机器人关节部件的状态，实现速度、位置、力矩控制的同时做到欠过压保护、过流保护、堵转保护、软启动、MOS模块动态保护以及防超限保护等多种保护功能。2、本技术提供的用于协作机器人的关节驱动装置，驱动保护电路可以用于判断驱动电流是否大于等于预设电流阈值，若驱动电流大于等于电流阈值，则执行延时保护并且向控制电路发送故障信号，可以保证关节驱动装置安全可靠，稳定性强。3、本技术提供的用于协作机器人的关节驱动装置，控制电路、驱动保护电路以及驱动电流生成电路可以集成设置在一个电路板上，驱动线路板可以设置在协作机器人的关节罩内，便于与驱动电机连接，最大程度地节省机器人的内部空间。附图说明图1为本技术一种实施例的用于协作机器人的关节驱动装置的主要结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面参照附图来描述本技术的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本技术的技术原理，并非旨在限制本技术的保护范围。参阅附图1，图1示例性的给出了本实施例中用于协作机器人的关节驱动装置的主要结构。如图1所示，本实施例中用于协作机器人的关节驱动装置包括顺次连接的控制电路1、驱动保护电路2和驱动电流生成电路3，驱动电流生成电路3与协作机器人的关节驱动电机连接。在实际应用中，为了能够高效准确地驱动机器人多个自由度的机械臂运动，作为协作机器人核心部件的关节驱动电路的性能至关重要，既需要满足协作机器人快速动作时的动力输出，还需要保证驱动电路本身的安全可靠，基于此，提出本技术的用于协作机器人的关节驱动装置。本实施例的用于协作机器人的关节驱动装置包括顺次连接的控制电路1、驱动保护电路2和驱动电流生成电路3，驱动电流生成电路3与协作机器人的关节驱动电机连接。用于协作机器人的关节驱动装置通过直流电源供电，在实际应用中，由于直流电源的特性，其输出的电流不是连续的，进而造成输出电压的波动，为了解决上述问题，本实施例在直流电源与用于协作机器人的关节驱动装置之间加入直流母线纹波控制单元，直流母线纹波控制单元可以过滤离离散的电流，保证直流电源输出给关节驱动装置的电流是连续稳定且电压没有波动。本实施例中，直流母线纹波控制单元可以是滤波电容，除此之外，还可以是其他能够实现滤波的单元，本技术在此不做限定。其中，控制电路1用于根据当前接收的控制指令向驱动保护电路2发送控制信号，控制电路1配置有高速DSP芯片，可以产生电机驱动控制信号的同时，检测电机和机器人关节部件的状态，根据电机和机器人关节部件的状态生成相应的控制信号，实现速度、位置、力矩控制的同时做到欠过压保护、过流保护、堵转保护、软启动、MOS模块动态保护以及防超限保护等多种保护功能。控制电路1可以根据当前接收的控制指令向驱动保护电路2发送控制信号，其中，控制电路1可以包括控制指令接口，控制指令接口可以与协作机器人对应的控制系统通信连接，以接收控制系统发送的控制指令，控制指令接口通过CAN总线与协作机器人的控制系统连接。驱动保护电路2用于接收控制信号并将控制信号转换为差分驱动信号，将差分驱动信号发送至驱动电流生成电路3。驱动保护电路2可以将控制信号转换为差分驱动信号，提高信号的抗干扰程度。驱动保护电路2还可以用于判断驱动电流是否大于等于预设电流阈值，若驱动电流大于等于电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于协作机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述关节驱动装置包括顺次连接的控制电路、驱动保护电路和驱动电流生成电路，所述驱动电流生成电路与所述协作机器人的关节驱动电机连接；所述控制电路用于根据当前接收的控制指令向所述驱动保护电路发送控制信号；所述驱动保护电路用于接收所述控制信号并将所述控制信号转换为差分驱动信号，将所述差分驱动信号发送至所述驱动电流生成电路；所述驱动电流生成电路用于接收所述差分驱动信号并根据所述差分驱动信号生成驱动电流，将所述驱动电流输出至所述关节驱动电机。

【技术特征摘要】
1.一种用于协作机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述关节驱动装置包括顺次连接的控制电路、驱动保护电路和驱动电流生成电路，所述驱动电流生成电路与所述协作机器人的关节驱动电机连接；所述控制电路用于根据当前接收的控制指令向所述驱动保护电路发送控制信号；所述驱动保护电路用于接收所述控制信号并将所述控制信号转换为差分驱动信号，将所述差分驱动信号发送至所述驱动电流生成电路；所述驱动电流生成电路用于接收所述差分驱动信号并根据所述差分驱动信号生成驱动电流，将所述驱动电流输出至所述关节驱动电机。2.根据权利要求1所述的用于协作机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述关节驱动装置还包括电流检测电路，所述电流检测电路与所述驱动电流生成电路连接，所述电流检测电路用于检测所述驱动电流生成电路输出至所述关节驱动电机的驱动电流并将检测结果发送至所述驱动保护电路；相应地，所述驱动保护电路还用于判断所述驱动电流是否大于等于预设电流阈值：若所述驱动电流大于等于所述电流阈值，则向所述控制电路发送故障信号。3.根据权利要求1所述的用于协作机器人的关节驱动装置，其特征在于，所述控制电路包括控制指令接口，所述控制指令接口与所述协作机器人对应的控制系统通信连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：项久鹏，李伯钧，
申请(专利权)人：山东超同步智能装备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37