[发明专利]一种制动方法、制动单元和机器人

说明书

本发明公开了一种制动方法、制动单元和机器人，涉及电机控制技术领域。该方法包括：获取电机制动时产生的再生能量的属性；根据所述再生能量的属性，分级开启制动单元中的制动电阻，以消耗所述再生能量。本发明实施例提供一种制动方法、制动单元和机器人，实现了制动单元的制动功率与电机制动时产生的再生能量相匹配。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种制动方法、制动单元和机器人。

背景技术

随着技术的发展，机器人已经逐渐走进我们的生活。公知的，机器人具有机器人臂，机器人臂的多个臂经由关节部连结，通过该关节部的转动，使机器人臂运动。其中，关节部由电机驱动，电机的驱动由机器人的控制系统进行控制。

对于机器人的控制系统来说，在机器人臂运动的过程中会面临着多电机加减速的问题，特别是在整机制动的过程中，电机从不同的转速减速到0。其中，电机的转速的下降将跟不上电机同步转速的下降，即电机的实际速度比其同步速度高，此时电机转子绕组切割旋转磁场磁力线的方向和电机恒速运行时正好相反，转子绕组的感应电动势和电流的方向也都相反，即产生了反向电动势。此时的电动机实际为发电机，电机以发电状态运行，产生再生能量，该再生能量将拖动系统的动能回馈到直流母线上，使直流母线电压不断上升，甚至达到危险的地步(驱动器损坏等)。现有技术中的制动单元就是为了消耗掉电机制动时产生的再生能量，抑制机器人的反向电动势而设计的。具体过程为：通过将制动单元并联在控制系统的电源上，在反向电动势增大到一定程度使母线电压超过设定阈值电压后，开启制动单元，利用制动单元中的制动电阻消耗掉电机制动时产生的再生能量；然后，在母线电压低于设定阈值电压之后，自动关断制动单元。

发明人在实现本发明的过程中发现现有技术存在如下缺陷：关节机器人针对不同的运动轨迹和负载，其需要消耗的电机制动时产生的再生能量并不相同。如果在母线电压超过设定阀值电压之后一律开启制动单元，由于制动单元的设计功率往往较大，本身内阻很小，这样在消耗电机制动时产生的再生能量的同时，往往还会消耗电源的能量，造成不必要的损失。同时，制动单元开启后甚至会拉低母线电压，对控制系统的稳定造成影响。

发明内容

本发明提供一种制动方法、制动单元和机器人，以实现制动单元的制动功率与电机制动时产生的再生能量相匹配。

第一方面，本发明实施例提供了一种制动方法，该方法包括：

获取电机制动时产生的再生能量的属性；

根据所述再生能量的属性，分级开启制动单元中的制动电阻，以消耗所述再生能量。

进一步的，根据所述再生能量的属性，分级开启制动单元中的制动电阻，以消耗所述再生能量，包括：

根据母线电压超限时间的长短，确定开启所述制动单元中制动电阻的数量，以加快所述再生能量的消耗，其中，所述母线电压超限时间为采样直流母线电压超过所述设定母线电压阈值的时间。

进一步的，根据母线电压超限时间的长短，确定开启所述制动单元中制动电阻的数量包括：

根据所述母线电压超限时间的长短，及采集的当前环境温度，确定开启所述制动单元中制动电阻的数量和顺序。

进一步的，根据所述母线电压超限时间的长短，及采集的当前环境温度，确定开启所述制动单元中制动电阻的数量和顺序，包括：

在采集的当前环境温度值在不同设定温度范围内时，根据所述母线电压超限时间的长短和设定制动开启时间阈值，确定开启所述制动单元中制动电阻的数量和顺序。

进一步的，在确定开启所述制动单元中制动电阻的数量和顺序之后，还包括：

若所述母线电压维持正常的时间大于设定制动关闭时间阈值，则关闭所述制动单元，其中所述设定制动开启时间阈值大于所述设定制动关闭时间阈值。