[发明专利]一种电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法

说明书

本发明涉及一种电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法，所述电机制动系统包括电机和制动器，所述电机具有常规状态和减速状态，所述减速状态下电机的转速小于常规状态下电机的转速，所述制动器包括：制动片，固定于电机轴以跟随电机轴旋转；阻挡元件，可在阻挡位置和非阻挡位置之间移动，在所述非阻挡位置时，所述阻挡元件允许所述制动片的旋转；当所述电机由常规状态切换为减速状态后，所述阻挡元件移动至阻挡位置以限制制动片的旋转，进而使得电机轴停止转动。本发明具体实施例的有益效果在于：电机制动系统制动效率高，制动器体积小、重量轻且无粉尘掉落。

技术领域

本发明涉及电机制动控制领域，特别是涉及一种电机状态和制动器工作状态配合的电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法。

背景技术

电机制动系统是关节型机器人的关键部件之一，对于关节型机器人而言，制动性能是衡量其性能的重要指标。传统的关节型机器人多采用电磁式制动，电磁式制动器通过摩擦片被夹紧，利用摩擦力完成制动，但这种制动器往往重量大、体积大，而且摩擦会导致制动器产生粉尘，对于机器人这样的精密仪器而言，粉尘的产生容易影响内部传感器的正常工作。

因此有必要设计一种制动效率高、制动性能好的电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种制动效率高、制动性能好的电机制动系统、多关节机器人及电机制动方法。

本发明可采用如下技术方案：一种电机制动系统，包括电机和制动器，所述电机具有常规状态和减速状态，所述减速状态下电机的转速小于常规状态下电机的转速，所述制动器包括：制动片，固定于电机轴以跟随电机轴旋转；阻挡元件，可在阻挡位置和非阻挡位置之间移动，在所述阻挡位置时，所述阻挡元件与所述制动片接合以限制制动片的旋转；在所述非阻挡位置时，所述阻挡元件允许所述制动片的旋转；当所述电机在常规状态下时，所述阻挡元件允许所述制动片的旋转；当所述电机由常规状态切换为减速状态后，所述阻挡元件移动至阻挡位置以限制制动片的旋转，进而使得电机轴停止转动。

进一步的，所述电机包括继电器，继电器检测到断电信号时控制电机短路，以使电机由常规状态切换为减速状态。

进一步的，制动器被激活时，所述阻挡元件由非阻挡位置向阻挡位置移动，当所述电机的转速低于一阈值时，所述阻挡元件移动至阻挡位置以限制制动片的旋转。

进一步的，所述阻挡元件包括挡销和致动器，所述阻挡元件被配置为沿电机轴方向移动，所述致动器在激活制动器时使挡销由非阻挡位置向阻挡位置移动。

进一步的，所述阻挡元件包括挡销和致动器，制动器被激活时，所述致动器使挡销向阻挡位置移动，所述制动片包括沿周向分布的多个凸起部，所述挡销与所述凸起部接合以限制制动片的旋转，所述挡销的端部包括与凸起部接触的斜角，所述挡销向阻挡位置移动时所述斜角受到凸起部的作用力大于一阈值时，所述挡销向非阻挡位置移动。

进一步的，所述挡销端部的斜角使得挡销具有圆台状结构。

进一步的，所述凸起部形成为镂空结构，所述凸起部包括与所述挡销的斜角本发明还可采用如下技术方案：一种多关节机器人，包括多个机器人关节和连接部件，所述机器人关节包括输出轴和/或输出法兰，用于连接至相邻的机器人关节或相邻的连接部件，所述机器人关节包括前文中任一项所述的电机制动系统。

本发明还可采用如下技术方案：一种电机制动方法，应用于机器人关节的制动控制，机器人关节包括电机和制动器，所述电机具有常规状态和减速状态，所述减速状态下电机的转速小于常规状态下电机的转速；所述制动器包括：制动片，固定于电机轴以跟随电机轴旋转；阻挡元件，可在阻挡位置和非阻挡位置之间移动，在所述阻挡位置时，所述阻挡元件与所述制动片接合以限制制动片的旋转；在所述非阻挡位置时，所述阻挡元件允许所述制动片的旋转；所述方法包括：降低电机速度，以使电机由常规状态切换至减速状态；当电机处于减速状态时，所述阻挡元件移动至阻挡位置以限制制动片的旋转，进而使得电机轴停止转动。