[发明专利]一种与人共融机器人用电机堵转保护方法

说明书

本发明公开一种与人共融机器人用电机堵转保护方法，在电机控制器上设置转子位置监测模块和堵转处理模块；所述转子位置监测模块每隔一定时间采集一次转子位置信号，通过转子位置信号变化判断转子位置是否发生改变判断电机正常动作还是发生堵转；发现转子位置不再变化后，堵转处理模块开始运行，进入相应的保护流程。本发明通过识别一定时间内，转子是否转动超过一定范围，来判断电机是否处于堵转状态，此方法无需增加任何额外的检测电路等硬件，只需在控制器现有的硬件基础上，增加相应的软件程序即可实现此功能，基本上做到了零成本。且此方法灵活多变，根据电机的不同应用场合配置不同的软件，即可完成又快又准的堵转保护动作。

技术领域

本发明属于机器人应用技术领域，具体涉及一种与人共融机器人用电机堵转保护方法。

背景技术

与人共融机器人的动力驱动主要来源于各个关节的永磁同步电机，当电机因堵转不能转动运行时，电机的电流很大，极容易烧坏电机，故需要设置了堵转保护。传统的电机堵转保护，通常先自动判断电机在过流时是处于完全堵转状态、运行状态或电机短路状态，如果过流时是处于运行状态，控制器将限流值设定在固定值，以确保控制器及电池的安全。这种传统的电机堵转保护，需要依赖控制器中电流采样电路所获得的电机绕组电流信息，在硬件电路采得绕组电流信号后，通过软件或者硬件方式对该电流信号进行识别，当识别出电机处于堵转或者电流过大时，则进入保护流程，例如切断电源，封锁PWM波等方式。传统的保护方式对电流采样的精度和实时性都有较高的要求，否则不能产生良好的保护效果，且高精度的电流检测芯片和设备会增加电机控制器的成本和复杂程度。

发明内容

为解决现有技术存在的电机保护结构中对产品精度要求高、保护实时性较差、控制器结构复杂且成本高等缺陷，本发明提供一种能够不依赖于电流检测的电机堵转保护方法，大幅提升了电机堵转保护的响应速度，控制简单，易于应用。

本发明所采用的技术方案是：一种与人共融机器人用电机堵转保护方法，在电机控制器上设置转子位置监测模块和堵转处理模块；所述转子位置监测模块每隔一定时间采集一次转子位置信号，通过转子位置信号变化判断转子位置是否发生改变，进而判断电机正常动作还是发生堵转；发现转子位置不再变化并维持预定时间后，堵转处理模块开始运行，进入相应的保护流程。

根据本发明的技术方案，所述转子位置监测模块每隔一定时间T1采集一次转子位置信号P_Current，并设置转子位置正常更新范围为DFLT_OBSTC_DSTNC；当检测到转子位置发生改变时，则把当前转子位置信号P_Current赋值给变量P_Previous；当下一次所采集的转子位置信号P_Current’相对于变量P_Previous的变化值大于正常更新范围DFLT_OBSTC_DSTNC时，判断电机为正常运转，将当前转子位置信号P_Current’作为新的转子位置信号P_Current赋值给变量P_Previous；当转子位置信号P_Current相对于变量P_Previous的变化值小于正常更新范围DFLT_OBSTC_DSTNC时，若该状态维持预定时间T2以上，则判断电机发生堵转，堵转处理模块开始运行，进入相应的保护流程，电机停止工作。以上工作以及判断依据均可在电机控制器的MCU内编写软件实现。

优选，所述转子位置监测模块通过机器人位置传感器采集转子位置信号。

所述转子位置监测模块每隔一定时间T1采集一次转子位置信号，电机正常动作时，每次所检测的转子位置信号应与上一次不相同，电机正常工作状态下，转子位置信号P_Current和变量P_Previous随着电机的转动不断更新自身数值。当电机发生堵转时，转子位置不再变化，因此转子位置信号P_Current和变量P_Previous也将不再更新，考虑到实际运用中，有电机转速较慢或者位置信号误差等情况，当转子位置信号P_Current和变量P_Previous停止更新后，若该状态维持预定时间T2以上，则判断电机此时发生堵转，进入相应的保护流程，封锁PWM波输出，电机停止工作。