[发明专利]一种永磁失电保护制动器、制动控制方法及机械关节

权利要求书

1.一种永磁失电保护制动器，应用于机器人关节内部，其特征在于，包括摩擦盘模块(1)、制动模块(2)和控制模块(3)，所述摩擦盘模块(1)与电机(5)的转子(502)联动且可沿转子(502)轴向方向移动，所述制动模块(2)包括制动永磁环(201)和线圈单元(202)，所述制动永磁环(201)与线圈单元(202)位于所述摩擦盘模块(1)的一侧；所述控制模块(3)与所述线圈单元(202)相连，用于控制所述线圈单元(202)的通断电，当所述线圈单元(202)断电时，所述摩擦盘模块(1)在制动永磁环(201)的磁力作用下与所述线圈单元(202)相吸合；当所述线圈单元(202)通电时，所述线圈单元(202)产生的磁力与所述制动永磁环(201)的磁力相抵消，所述摩擦盘模块(1)与所述线圈单元(202)分离。

2.根据权利要求1所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述线圈单元(202)包括内定子(2021)、线圈(2022)和基座(2023)，所述基座(2023)安装于机器人关节上，所述线圈(2022)绕制于所述内定子(2021)上，所述线圈(2022)和内定子(2021)安装于所述基座(2023)上，所述制动永磁环(201)位于所述基座(2023)与内定子(2021)之间。

3.根据权利要求2所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述内定子(2021)、基座(2023)和永磁环(201)的中部均设置有与转子(502)轴孔相连通的线孔。

4.根据权利要求1或2或3所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述摩擦盘模块(1)包括摩擦衔铁(101)和柔性环片(102)，所述摩擦衔铁(101)通过柔性环片(102)安装于所述转子(502)上。

5.根据权利要求4所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述摩擦衔铁(101)和柔性环片(102)的中部均设置有与转子(502)轴孔相连通的线孔。

6.根据权利要求1或2或3所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述控制模块(3)包括电源转换电路(302)和输出切换电路(303)，所述电源转换电路(302)的输入端接主控制器的释放电压，所述电源转换电路(302)的输入和输出端均与所述输出切换电路(303)的输入端相连，所述输出切换电路(303)的输出端与所述线圈单元(202)相连。

7.根据权利要求6所述的永磁失电保护制动器，其特征在于，所述控制模块(3)还包括保护电路(301)、泄放电路(304)和逻辑控制电路(305)，所述保护电路(301)串联于所述释放电压正极与电源转换电路(302)的输入端之间；所述泄放电路(304)的两端分别与所述线圈单元(202)的两端相连；所述逻辑控制电路(305)的输出端分别与电源转换电路(302)和输出切换电路(303)的控制端相连。

8.一种基于权利要求6或7所述的永磁失电保护制动器的制动控制方法，其特征在于，包括步骤：

在需要解除制动力时，所述输出切换电路(303)直接将主控制器的释放电压输出至线圈单元(202)，以实现摩擦盘模块(1)与线圈单元(202)的快速分离；

在所述摩擦盘模块(1)与线圈单元(202)分离后，所述输出切换电路(303)将电源转换电路(302)降压后的电压输出至线圈单元(202)，以维持摩擦盘模块(1)与线圈单元(202)的分离状态。

9.根据权利要求8所述的制动控制方法，其特征在于，在释放电压输出至线圈单元(202)并维持预定时间后，则判断所述摩擦盘模块(1)与线圈单元(202)分离。

10.一种机械关节，包括关节本体(4)，所述关节本体(4)内安装有电机(5)，其特征在于，所述关节本体(4)内还设有如权利要求1～7中任意一项所述的永磁失电保护制动器。