电机抱闸控制系统自检电路、自检方法及电机抱闸系统

技术领域

本发明涉及电机抱闸控制技术领域，特别涉及一种电机抱闸控制系统自检电路、自检方法及电机抱闸系统。

背景技术

现有的工业机器人在遇到工作故障、断电等紧急情况时，需要对电机进行抱闸以实现硬急停，因此都会根据电机的类型设置相应的抱闸控制电路，如果在运行过程中出现抱闸控制电路异常(如抱闸打开或关断失效)，可能会存在抱闸未打开时电机使能运行导致抱闸损坏的情况，甚至可能在机器人上电或下使能时出现掉臂砸落等危险情况。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电机抱闸控制系统自检电路、自检方法及电机抱闸系统，旨在提高抱闸控制电路的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出的电机抱闸控制系统自检电路，应用于电机抱闸控制系统，所述电机抱闸控制系统包括串联连接的抱闸控制电路及抱闸线圈，所述电机抱闸控制系统自检电路包括：

自检电路，所述自检电路的第一输入端用于与所述抱闸控制电路的控制端电连接，所述自检电路的第二输入端用于与所述抱闸线圈的输出端电连接，所述自检电路用于检测所述抱闸控制电路产生的检测信号，并输出对应的反馈信号；

处理单元，所述处理单元分别与所述抱闸控制电路的受控端及所述自检电路的输出端电连接，所述处理单元用于经所述受控端向所述抱闸控制电路发送自检信号，以及根据接收到的所述反馈信号判断所述抱闸控制电路的功能是否正常。

可选地，所述自检电路包括：

功能自检电路，所述功能自检电路的输入端为所述自检电路的第一输入端，所述功能自检电路的输出端与所述处理单元电连接，所述功能自检电路用于在上电后检测所述抱闸控制电路的控制端的电信号，并根据检测到的所述电信号，输出对应的短路反馈信号；

所述处理单元还用于根据接收到所述短路反馈信号，确定所述抱闸控制电路的控制端是否对地短接。

可选地，所述处理单元还用于在确定所述抱闸控制电路的控制端未短路时，向所述抱闸控制电路的受控端发送预设宽度的检测脉冲；

所述功能自检电路还用于检测所述抱闸控制电路的输出端输出的反馈脉冲，并根据所述反馈脉冲输出相同脉冲宽度的功能反馈信号；

所述处理单元还用于在所述功能反馈信号的脉冲宽度与所述预设宽度不相等时，确定所述抱闸控制电路的功能异常，并输出功能报警信息。

可选地，所述自检电路还包括：

断路检测电路，所述断路检测电路的输入端为所述自检电路的第二输入端，所述断路检测电路的输出端与所述处理单元电连接；

所述处理单元还用于在确定所述抱闸控制电路的功能正常后，向所述抱闸控制电路的使能端输出电源使能信号，以控制所述抱闸控制电路将接入的直流电源输出至所述抱闸线圈；

所述断路检测电路用于检测所述抱闸线圈的输出端的电信号，并根据检测到的所述电信号，输出对应的断路反馈信号；

所述处理单元还用于根据接收到所述断路反馈信号，确定所述抱闸控制电路与所述抱闸线圈之间的接线是否断路。

可选地，所述断路检测电路包括第一光耦、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻及第三电阻；

所述第一光耦的第一输入端为所述断路检测电路的输入端，并与所述第一电容的第一端连接，所述第一光耦的第二输入端分别与所述第一电容的第二端及第二电阻的第一端连接，所述第一光耦的第一输出端分别与所述第二电阻的第一端及所述第三电阻的第一端连接；所述第二电阻的第二端用于接入直流电源，并与所述第三电容的第一端连接；所述第三电阻的第二端为所述断路检测电路的输出端，并与所述第二电容的第一端连接；所述第一光耦的第二输出端、所述第一电阻的第二端、所述第二电容的第二端及所述第三电容的第二端分别接地。

可选地，所述功能自检电路包括第二光耦、第四电容、第五电容、第六电容、第四电阻、第五电阻及第六电阻；

所述第二光耦的第一输入端分别与所述第四电容的第一端及第四电阻的第一端连接，所述第二光耦的第二输入端为所述功能自检电路的输入端，并与所述第四电容的第二端连接，所述第二光耦的第一输出端分别与所述第五电阻的第一端及所述第六电阻的第一端连接；所述第五电阻的第二端用于接入直流电源，并与所述第六电容的第一端连接；所述第六电阻的第二端为所述功能自检电路的输出端，并与所述第五电容的第一端连接；所述第二光耦的第二输出端、所述第四电阻的第二端、所述第五电容的第二端及所述第六电容的第二端分别接地。

本发明还提出一种自检方法，应用于电机抱闸控制系统，所述电机抱闸控制系统包括串联连接的抱闸控制电路及抱闸线圈，所述自检方法包括：

检测所述抱闸控制电路的控制端的电信号，并输出对应的反馈信号；

向所述抱闸控制电路发送自检信号，并根据所述抱闸控制电路输出的反馈信号判断所述抱闸控制电路的功能是否正常。

可选地，所述自检方法具体包括：

在上电后检测所述抱闸控制电路的控制端的电信号；

在根据检测到的所述电信号，确定所述抱闸控制电路的输出端未短路时，向所述抱闸控制电路的受控端发送预设宽度的检测脉冲；

在检测到所述抱闸控制电路输出的反馈脉冲的脉冲宽度与所述预设宽度相等时，确定所述抱闸控制电路的功能正常，并输出电源使能信号至所述抱闸控制电路，以控制所述抱闸控制电路将接入的直流电源输出至所述抱闸线圈，并检测所述抱闸线圈的输出端的电信号；

根据所述抱闸线圈的输出端的电信号，确定所述抱闸控制电路与所述抱闸线圈之间的接线是否断路。

本发明还提出一种电机抱闸系统，所述电机抱闸系统包括如权利要求1-6所述的电机抱闸控制系统自检电路、抱闸控制电路及抱闸线圈；

所述电机抱闸控制系统自检电路的第一输出端及第二输出端分别与所述抱闸控制电路的受控端及使能端一一对应连接，所述电机抱闸控制系统自检电路的第一输入端与所述抱闸线圈的输出端连接，所述电机抱闸控制系统自检电路的第二输入端与所述抱闸控制电路的控制端连接；所述抱闸线圈串联连接于所述抱闸控制电路的正相输出端及负相输出端之间。

可选地，所述抱闸控制电路包括：

供电电路，所述供电电路的电源端用于接入直流电源，所述供电电路的输入端为所述抱闸控制电路的使能端，所述供电电路用于在接入所述电机抱闸控制系统自检电路输出的电源使能信号时，将接入的直流电源输出；

隔离电路，所述隔离电路的电源端用于接入低压直流电源，所述隔离电路的输入端为所述控制电路的受控端，所述隔离电路用于将接收到的检测脉冲、松闸控制信号或抱闸控制信号进行电气隔离后输出；

驱动电路，所述驱动电路分别与所述供电电路、所述隔离电路及抱闸线圈电连接，所述驱动电路用于在接收到松闸控制信号及电源使能信号时，驱动所述抱闸线圈进行松闸，或未接收到松闸控制信号和/或未接收到电源使能信号时，驱动所述抱闸线圈进行抱闸。

可选地，所述隔离电路包括：

高速隔离驱动器，所述高速隔离驱动器的电源端用于接入低压直流电源，所述高速隔离驱动器的输入端为所述隔离电路的输入端，所述高速隔离驱动器用于将接入的检测脉冲、松闸控制信号或抱闸控制信号进行电气隔离后输出至所述驱动电路。

可选地，所述驱动电路包括第一MOS管、第一瞬态二极管、第二瞬态二极管、第一二极管、第二二极管、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻及第九电阻；

所述第七电阻的第一端为所述驱动电路的输入端，并分别与所述第七电容的第一端及所述第二瞬态二极管的阳极连接，所述第七电阻的第二端与所述第一瞬态二极管的阴极连接；所述第八电阻的第一端为所述驱动电路的输入端，所述第八电阻的第二端分别与所述第九电阻的第一端及所述第一MOS管的栅极连接；所述第一MOS管的漏极分别与所述第一二极管的阳极及第二二极管的阴极连接；所述第一二极管的阴极与所述第二瞬态二极管的阴极连接；所述第二二极管的阳极为所述驱动电路的负向输出端，所述第二瞬态二极管的阳极为所述驱动电路的正向输出端；第一瞬态二极管的阳极、所述第七电容的第二端、所述第一MOS管的源极及所述第九电阻分别接地。

可选地，所述电机抱闸控制电路包括：

所述第二瞬态二极管的钳位电压Vc满足Vds＞24+Vc，所述第二瞬态二极管的功率Pmax满足Pmax＞(7～10)*Vc*Ipp；

其中，所述Vds为所述第一MOS管的耐压值，所述Ipp为所述电机的维持电流值。

本发明技术方案通过将自检电路与抱闸控制电路的控制端及抱闸线圈的输出端分别连接，检测抱闸控制电路在接入不同检测信号时，抱闸控制电路的控制端或抱闸线圈的输出端的电信号，并根据接收到的电信号输出对应的反馈信号至处理单元，使处理单元根据接收到的反馈信号判断抱闸控制电路是否存在异常，若检测到任意一个功能出现异常，则输出对应功能的报警信息，若功能全部检测后均无异常情况，则控制电机使能运行。从而防止机器人使能运行后由于抱闸控制电路异常而导致电机无法抱闸，使机器人出现掉臂，或者机器人使能运行时抱闸电机仍处于抱闸状态，损坏抱闸电机的情况，减少了重力轴砸到工业产品，引发起火爆炸等危险的发生，同时减少了现场操作人员的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电机抱闸控制系统自检电路一实施例的流程结构图；

图2为本发明电机抱闸控制系统自检电路另一实施例的流程结构图；

图3为本发明电机抱闸控制系统自检电路的功能自检电路一实施例的电路结构图；

图4为本发明电机抱闸控制系统自检电路的断路检测电路一实施例的电路结构图；

图5为本发明电机抱闸系统的抱闸控制电路一实施例的电路结构图；

图6为本发明自检方法一实施例的流程框图；

图7为本发明自检方法另一实施例的流程框图。

附图标号说明：

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电机抱闸控制系统自检电路，应用于电机抱闸控制系统。

目前，现有的工业机器人在处于未上电或者电机处于未使能状态时，必须通过电机抱闸来保持当前状态，否则会由于受到重力的影响，出现掉臂的问题，而在机器人在遇到工作故障导致停机时，同样需要对电机进行抱闸以实现硬急停，因此需要根据电机的类型，为机器人设置相应的抱闸控制电路200。目前，一般的抱闸控制电路200是通过隔离光耦驱动MOS管关断或导通的方式来控制电机的抱闸和松闸，上电前缺少对硬件电路、抱闸接线的故障诊断，如果在机器人运行过程中出现抱闸控制电路200异常(如抱闸打开或关断失效)，可能会产生抱闸未打开时机器人使能运行，导致抱闸损坏的情况，甚至可能在机器人上电或下使能时，由于抱闸失效时出现掉臂砸落，而在某些工业现场，如锂电行业，一旦重力轴砸到电池，容易引发起火爆炸等危险情况。

为解决上述问题，参照图1，在一实施例中，所述电机抱闸控制系统包括串联连接的抱闸控制电路200及抱闸线圈300，所述电机抱闸控制系统自检电路包括：

自检电路110，所述自检电路110的第一输入端用于与所述抱闸控制电路200的控制端电连接，所述自检电路110的第二输入端用于与所述抱闸线圈300的输出端电连接，所述自检电路110用于检测所述抱闸控制电路200和/或抱闸线圈300产生的检测信号，并输出对应的反馈信号；

处理单元120，所述处理单元120分别与所述抱闸控制电路200的受控端及所述自检电路110的输出端电连接，所述处理单元120用于经所述受控端向所述抱闸控制电路200发送自检信号，以及根据接收到的所述反馈信号判断所述抱闸控制电路200的功能是否正常。

在本实施例中，所述抱闸控制电路200产生的检测信号可以包括在上电后抱闸控制电路200的控制端输出的电信号，还可以包括抱闸线圈300的输出端输出的电信号；所述自检电路110可以包括多个光耦或其他电气隔离器件；所述自检电路110可以在机器人上电后进行动作使能前，对机器人的抱闸控制电路200进行自检，在其他实施例中，还可以在机器人运行过程中对抱闸控制电路200进行自检。

可以理解的是，抱闸控制电路200在驱动抱闸电机抱闸时，需要抱闸线圈300与地之间的回路断开，而如果控制端对地短接，使得抱闸线圈300与地之间接通，则会使得抱闸线圈300在接入电源后立刻松闸，或在机器人下使能时无法完成抱闸，导致机器人掉臂。抱闸控制电路200在驱动抱闸电机松闸时，需要向抱闸线圈300提供电源，并使抱闸线圈300与地之间形成电流回路，因此，如果抱闸线圈300与地之间接线断开，使抱闸线圈300无法形成电流回路；抱闸控制电路200信号传输功能异常，使得处理单元120不能准确调节抱闸线圈300两端电压；或者抱闸控制电路200的电源端与正相输出端之间断路、抱闸控制电路200的正相输出端与抱闸线圈300之间断路使抱闸线圈300无法接入直流电源，都会导致抱闸控制电路200无法松闸，使得抱闸电机在机器人使能运行时处于抱闸状态，进而导致抱闸电机损坏。

因此，在机器人上电后进行使能运行前，需要对抱闸控制电路200进行自检，通过处理单元120向抱闸控制电路200输出不同功能的检测信号，使自检电路110能够根据检测到的抱闸控制电路200的控制端、输出端或其他端口输出的电信号，输出对应的反馈信号至处理单元120，使处理单元120根据反馈信号判断抱闸控制电路200是否异常，若检测到抱闸控制电路200的任意一个功能出现异常，则输出对应功能的报警信息，如在显示屏上显示对应报警信息，或驱动蜂鸣器鸣响等，以提醒工作人员，若检测到全部功能均无异常情况，则控制电机使能运行。从而防止机器人使能运行后由于抱闸控制电路200异常而导致电机无法抱闸，使机器人出现掉臂，或者机器人使能运行时抱闸电机仍处于抱闸状态，损坏抱闸电机的情况，减少了重力轴砸到工业产品，引发起火爆炸等危险的发生，同时减少了现场操作人员的安全隐患。

此外，所述自检电路110还可以应用于机器人工作过程中，自检电路110通过第二输入端检测所述抱闸线圈300的输出端，若自检电路110未接收到所述输出端输出的电信号，则说明抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间的接线断路，无法为所述抱闸线圈300供电，此时自检电路110输出表征抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间接线断路的断路检测信号，使处理单元120在接收到所述断路反馈信号时输出断路报警信息；若自检电路110检测到输出端输出的高电平信号，则说明抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间接线正常，能够为抱闸线圈300正常供电，此时自检电路110输出表征抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间接线正常的断路检测信号，使处理单元120控制抱闸驱动电路230保持工作。

本发明技术方案通过将自检电路110与抱闸控制电路200的控制端及抱闸线圈300的输出端分别连接，检测抱闸控制电路200在接入不同检测信号时，抱闸控制电路200的控制端或抱闸线圈300的输出端的电信号，并根据接收到的电信号输出对应的反馈信号至处理单元120，使处理单元120根据接收到的反馈信号判断抱闸控制电路200是否存在异常，若检测到任意一个功能出现异常，则输出对应功能的报警信息，若功能全部检测后均无异常情况，则控制电机使能运行。从而防止机器人使能运行后由于抱闸控制电路200异常而导致电机无法抱闸，使机器人出现掉臂，或者机器人使能运行时抱闸电机仍处于抱闸状态，损坏抱闸电机的情况，减少了重力轴砸到工业产品，引发起火爆炸等危险的发生，同时减少了现场操作人员的安全隐患。

参照图1至图2，在一实施例中，所述自检电路110包括：

功能自检电路111，所述功能自检电路111的输入端为所述自检电路110的第一输入端，所述功能自检电路111的输出端与所述处理单元120电连接，所述功能自检电路111用于在上电后检测所述抱闸控制电路200的控制端的电信号，并根据检测到的所述电信号，输出对应的短路反馈信号；

所述处理单元120还用于根据接收到所述短路反馈信号，确定所述抱闸控制电路200的控制端是否对地短接。

在本实施例中，所述功能自检电路111可以包括光耦或其他电气隔离器件。

在机器人上电后，使能运行前，需要通过处理单元120对抱闸控制电路200的控制端进行检测，所述控制端用于接通或断开抱闸线圈300与地之间的回路，若检测到控制端输出的低电平，说明控制端对地短接，此时抱闸线圈300的输出端与地直接接通，机器人上电后会由于抱闸线圈300与地之间形成电流回路，使抱闸电机松闸，造成机器人运动轴掉臂，严重时会发生重力轴砸到工业产品，引发起火爆炸的危险情况，对现场操作人员造成安全隐患。

可以理解的是，抱闸控制电路200的控制端与自检电路110的第一输入端连接，在机器人上电后且使能运行前，由于抱闸控制电路200未处于使能状态，因此，所述控制端与地之间的连接断开，所述自检电路110的第一输入端未接收到任何电信号，此时自检电路110的状态不会进行翻转。而在所述控制端对地短接时，自检电路110经所述控制端与地形成一条检测回路，使自检电路110在接收到所述控制端输出的低电平后进行翻转，并输出表征抱闸控制电路200的控制端短路的短路反馈信号，因此通过自检电路110是否能在机器人上电后且使能运行前，接收到抱闸控制电路200的控制端输出的低电平，能够确定所述抱闸控制电路200的控制端是否短路。

参照图1至图2，在一实施例中，所述处理单元120还用于在确定所述抱闸控制电路200的控制端未短路时，向所述抱闸控制电路200的受控端发送预设宽度的检测脉冲；

所述功能自检电路111还用于检测所述抱闸控制电路200的输出端输出的反馈脉冲，并根据所述反馈脉冲输出相同脉冲宽度的功能反馈信号；

所述处理单元120还用于在所述功能反馈信号的脉冲宽度与所述预设宽度不相等时，确定所述抱闸控制电路200的功能异常，并输出功能报警信息。

在本实施例中，在确定所述抱闸控制电路200的控制端未短路后，处理单元120向所述抱闸控制电路200输出预设宽度的检测脉冲，并根据抱闸控制电路200的控制端输出的反馈脉冲，确定所述抱闸控制电路200的信号传输功能是否正常，其中，所述预设宽度可以是检测脉冲的低电平宽度，也可以是检测脉冲的高电平宽度，在本实施例中为检测脉冲的低电平宽度，所述预设宽度可以由研发人员在研发时进行设置。在检测到所述控制端输出的反馈脉冲的脉冲宽度与预设宽度不相等时，说明抱闸控制电路200的信号传输功能异常，此时抱闸控制电路200无法实现信号输入与输出的一致性。

需要说明的是，在机器人使能运行的过程中，抱闸控制电路200将处理单元120输出的PWM信号进行电气隔离后，输出至抱闸线圈300，使得处理单元120能够通过调节输出的PWM信号的占空比，来调节抱闸线圈300两端的电压值，若所述抱闸控制电路200的信号传输功能异常，会使得抱闸控制电路200输出至抱闸线圈300的PWM信号与接收到的PWM信号的占空比发生偏差，导致抱闸线圈300两端电压过高或过低，不仅影响了机器人多个抱闸线圈300之间供电的一致性，也会由于线圈电压过高导致机温升高，烧毁电机，或线圈电压过低无法驱动电机松闸，进而导致电机在抱闸未打开的时使能运行使抱闸损坏。

因此，处理单元120向所述抱闸控制电路200输出预设脉宽的检测信号后，抱闸控制电路200将所述检测信号进行电气隔离，并通过控制端输出至所述自检电路110，所述自检电路110根据接收到的反馈脉冲，输出与所述反馈脉冲脉宽相同的功能检测信号，处理单元120接收到的功能检测信号的脉冲宽度，即为所述反馈脉冲的脉冲宽度，在所述反馈脉冲的脉宽与预设脉宽相等时，处理单元120确定抱闸控制电路200的信号传输功能正常，在所述反馈脉冲的脉宽与预设脉宽不相等时，处理单元120确定抱闸控制电路200的信号传输功能异常。因此通过检测抱闸控制电路200的控制端是否输出预设脉宽的反馈脉冲，能够确定所述抱闸控制电路200的信号传输功能是否异常。

参照图1至图2，在一实施例中，所述自检电路110还包括：

断路检测电路112，所述断路检测电路112的输入端为所述自检电路110的第二输入端，所述断路检测电路112的输出端与所述处理单元120电连接；

所述处理单元120还用于在确定所述抱闸控制电路200的功能正常后，向所述抱闸控制电路200的使能端输出电源使能信号，以控制所述抱闸控制电路200将接入的直流电源输出至所述抱闸线圈300；

所述断路检测电路112用于检测所述抱闸线圈300的输出端的电信号，并根据检测到的所述电信号，输出对应的断路反馈信号；

所述处理单元120还用于根据接收到所述断路反馈信号，确定所述抱闸控制电路200与所述抱闸线圈300之间的接线是否断路。

在本实施例中，在确定所述抱闸控制电路200的信号传输功能正常后，处理单元120对抱闸线圈300的输出端进行检测，所述抱闸线圈300的输出端用于在抱闸线圈300接入直流电源时，使抱闸线圈300与地之间形成电流回路，若在抱闸控制电路200进行电源使能后，检测到抱闸线圈300的输出端未输出电信号，说明抱闸线圈300与抱闸控制电路200之间接线断开，此时抱闸线圈300的输入端无法接入直流电源，机器人使能运行时会由于抱闸电机无法松闸，造成抱闸电机损坏。

可以理解的是，抱闸线圈300的输出端与自检电路110的第二输入端连接，在机器人上电后且使能运行前，由于抱闸控制电路200处于电源使能状态，因此，抱闸控制电路200将接入的直流电源输出，所述抱闸线圈300接收到电源后输出高电平，所述输出端经第二输入端与自检电路110形成一条检测回路，使自检电路110在接收到所述输出端输出的高电平后进行翻转，并输出表征接线正常的断路反馈信号。而在抱闸线圈300与抱闸控制电路200之间接线断开时，所述自检电路110的第二输入端未接收到任何电信号，此时自检电路110的状态不会进行翻转。因此通过自检电路110是否能在机器人使能运行前，且抱闸控制电路200处于电源使能状态时，接收到抱闸线圈300的输出端输出的高电平，能够确定抱闸线圈300与抱闸控制电路200之间的接线是否断路。

参照图1至图3，在一实施例中，所述断路检测电路112包括第一光耦U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3；

所述第一光耦U1的第一输入端为所述断路检测电路112的输入端，并与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一光耦U1的第二输入端分别与所述第一电容C1的第二端及第二电阻R2的第一端连接，所述第一光耦U1的第一输出端分别与所述第二电阻R2的第一端及所述第三电阻R3的第一端连接；所述第二电阻R2的第二端用于接入直流电源，并与所述第三电容C3的第一端连接；所述第三电阻R3的第二端为所述断路检测电路112的输出端，并与所述第二电容C2的第一端连接；所述第一光耦U1的第二输出端、所述第一电阻R1的第二端、所述第二电容C2的第二端及所述第三电容C3的第二端分别接地。

在本实施例中，处理单元120在对抱闸控制电路200与抱闸电机间的接线进行检测时，输出电源使能信号，使抱闸控制电路200将接入的直流电源与抱闸线圈300接通，所述第一光耦U1的输入端通过输出端与所述抱闸线圈300的输出端连接，在所述抱闸线圈300的输出端输出低电平时，第一光耦U1的发光端不导通，因此第一光耦U1的接收端断开，使第一光耦U1的输出端与地之间断开，并与直流电源连接，因此所述断路检测电路112输出高电平的断路反馈信号，表征此时抱闸控制电路200与抱闸线圈300间的接线断路，直流电源无法为所述抱闸线圈300供电；在所述抱闸线圈300的输出端输出高电平时，第一光耦U1的发光端导通，因此第一光耦U1的接收端感光接通，使第一光耦U1的输出端接地，因此所述断路检测电路112输出低电平，表征此时抱闸控制电路200与抱闸线圈300间的接线正常，直流电源能够为所述抱闸线圈300正常供电，因此处理单元120接收到所述断路检测信号后结束自检，等待用户输入使能控制信号控制机器人工作。

参照图1至图4，在一实施例中，所述功能自检电路111包括第二光耦U2、第四电容C4、第五电容C5、第六电容R6、第四电阻、第五电阻R5及第六电阻R6；

所述第二光耦U2的第一输入端分别与所述第四电容C4的第一端及第四电阻的第一端连接，所述第二光耦U2的第二输入端为所述功能自检电路111的输入端，并与所述第四电容C4的第二端连接，所述第二光耦U2的第一输出端分别与所述第五电阻R5的第一端及所述第六电阻R6的第一端连接；所述第五电阻R5的第二端用于接入直流电源，并与所述第六电容R6的第一端连接；所述第六电阻R6的第二端为所述功能自检电路111的输出端，并与所述第五电容C5的第一端连接；所述第二光耦U2的第二输出端、所述第四电阻的第二端、所述第五电容C5的第二端及所述第六电容R6的第二端分别接地。

在本实施例中，在功能自检电路111对抱闸控制电路200进行短路自检时，所述第二光耦U2对抱闸控制电路200的控制端进行检测，在所述第二光耦U2的输入端接入低电平时，第二光耦U2的发光端导通，因此第二光耦U2的接收端感光接通，使第二光耦U2的输出端接地，因此所述功能自检电路111输出低电平，表征此时抱闸控制电路200的开关管短路；在所述第二光耦U2的输入端连接的控制端悬空时，第二光耦U2的发光端不导通，因此第二光耦U2的接收端断开，使第二光耦U2的输出端与地之间断开，并与直流电源连接，因此所述功能自检电路111输出高电平至处理单元120，使处理单元120在确定抱闸控制电路200的开关管正常后，开始输出预设宽度的检测脉冲至抱闸控制电路200，使所述抱闸控制电路200输出与检测脉冲相对应的反馈脉冲，由于所述第二光耦U2在输入端接入低电平时输出低电平，在接入高电平时输出高电平，因此能够输出与所述反馈脉冲相同脉宽的功能检测信号，处理单元120将所述功能检测信号的脉冲宽度与预设宽度进行比较，通过所述功能检测信号的脉冲宽度与预设宽度是否相同，来判断抱闸控制电路200的传输功能是否正常，从而完成对抱闸控制电路200的功能自检。

本发明还提出一种自检方法，应用于电机抱闸控制系统，所述电机抱闸控制系统包括串联连接的抱闸控制电路200及抱闸线圈300，参照图1至图6，在一实施例中，所述自检方法包括：

S100、检测所述抱闸控制电路200的控制端的电信号，并输出对应的反馈信号；

S200、向所述抱闸控制电路200发送自检信号，并根据所述抱闸控制电路200输出的反馈信号判断所述抱闸控制电路200的功能是否正常。

在本实施例中，在机器人上电后使能运行前，先对抱闸控制电路200的控制端进行检测，接收所述控制端输出的电信号，所述控制端用于接通或断开抱闸线圈300与地之间的回路，若所述控制端对地短接，则在后续的检测过程中，一旦处理单元120对抱闸控制电路200的电源进行使能，抱闸线圈300与地之间会形成电流回路，使抱闸电机松闸，造成机器人运动轴掉臂。因此，首先要对抱闸电路的控制端进行检测。由于抱闸控制电路200未处于使能状态所述控制端与地之间的连接断开，电机抱闸控制系统自检电路的第一输入端未接收到任何电信号；而在所述控制端对地短接时，电机抱闸控制系统自检电路的第一输入端接收到所述控制端输出的低电平。因此在对抱闸控制电路200的控制端进行检测时，通过电机抱闸控制系统自检电路是否接收到抱闸控制电路200的控制端输出的低电平，能够确定所述抱闸控制电路200的控制端是否短路。

在确定抱闸控制电路200的控制端未短路后，电机抱闸控制系统自检电路向抱闸控制电路200输出不同功能的检测信号，用于分别检测抱闸控制电路200的内部接线、信号传输功能、与抱闸线圈300的接线等是否正常，并根据抱闸控制电路200在接收到检测信号后产生的反馈信号，判断抱闸控制电路200的内部接线、信号传输功能、与抱闸线圈300的接线等是否异常，若检测到抱闸控制电路200的任意一个功能出现异常，则输出对应功能的报警信息，若检测到全部功能均无异常情况，则控制电机使能运行。

本发明技术方案通过对抱闸控制电路200的控制端及抱闸线圈300的输出端产生的电信号进行检测，判断抱闸控制电路200是否在内部接线、信号传输功能、与抱闸线圈300的接线等方面存在异常，从而防止机器人使能运行后由于抱闸控制电路200异常而导致电机无法抱闸，使机器人出现掉臂，或者机器人使能运行时抱闸电机仍处于抱闸状态，损坏抱闸电机的情况，减少了重力轴砸到工业产品，引发起火爆炸等危险的发生，同时减少了现场操作人员的安全隐患。

参照图1至图7，在一实施例中，在本实施例中，所述自检方法具体包括：

S310、在上电后检测所述抱闸控制电路200的控制端的电信号；

S320、在根据检测到的所述电信号，确定所述抱闸控制电路200的输出端未短路时，向所述抱闸控制电路200的受控端发送预设宽度的检测脉冲；

S330、在检测到所述抱闸控制电路200输出的反馈脉冲的脉冲宽度与所述预设宽度相等时，确定所述抱闸控制电路200的功能正常，并输出电源使能信号至所述抱闸控制电路200，以控制所述抱闸控制电路200将接入的直流电源输出至所述抱闸线圈300，并检测所述抱闸线圈300的输出端的电信号；

S340、根据所述抱闸线圈300的输出端的电信号，确定所述抱闸控制电路200与所述抱闸线圈300之间的接线是否断路。

在本实施例中，在机器人上电后使能运行前，先对抱闸控制电路200的控制端进行检测，接收所述控制端输出的电信号，所述控制端用于接通或断开抱闸线圈300与地之间的回路，在机器人刚上电时，由于抱闸控制电路200未处于使能状态，所述控制端与地之间的连接断开，所述电机抱闸控制系统自检电路的第一输入端未接收到任何电信号；而在所述控制端对地短接时，电机抱闸控制系统自检电路的第一输入端接收到所述控制端输出的低电平。因此电机抱闸控制系统自检电路在第一输入端检测到所述控制端输出低电平时，能够确定所述抱闸控制电路200的控制端未短路。

电机抱闸控制系统自检电路在确定所述抱闸控制电路200的输出端未短路后，向所述抱闸控制电路200输出预设脉宽的检测信号，抱闸控制电路200将所述检测信号进行电气隔离，并通过控制端输出反馈脉冲至所述电机抱闸控制系统自检电路，并将反馈脉冲的脉宽与所述预设脉宽进行比较，在所述反馈脉冲的脉宽与预设脉宽相等时，确定抱闸控制电路200的信号传输功能正常，在所述反馈脉冲的脉宽与预设脉宽不相等时，确定抱闸控制电路200的信号传输功能异常。因此在检测抱闸控制电路200的控制端输出预设脉宽的反馈脉冲时，确定所述抱闸控制电路200的信号传输功能是否异常。

在确定抱闸控制电路200传输功能正常后，电机抱闸控制系统自检电路对抱闸控制电路200输出电源使能信号，使抱闸控制电路200将接入的直流电源输出，所述抱闸线圈300接收到电源后输出高电平，所述输出端经第二输入端接收到所述高电平后确定抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间的接线正常；而在抱闸线圈300与抱闸控制电路200之间接线断开时，所述自检电路110的第二输入端未接收到任何电信号，因此通过电机抱闸控制系统自检电路是否接收到抱闸线圈300的输出端输出的高电平，能够确定抱闸线圈300与抱闸控制电路200之间的接线是否断路。

本发明还提出一种电机抱闸系统，该电机抱闸系统包括上述的电机抱闸控制系统自检电路、电机抱闸控制电路200及电机，该电机抱闸控制系统自检电路的具体结构参照上述实施例，由于本电机抱闸系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

参照图1至图5，在一实施例中，所述抱闸控制电路200包括：

供电电路210，所述供电电路210的电源端用于接入直流电源，所述供电电路210的输入端为所述抱闸控制电路200的使能端，所述供电电路210用于在接入所述电机抱闸控制系统自检电路输出的电源使能信号时，将接入的直流电源输出；

隔离电路220，所述隔离电路220的电源端用于接入低压直流电源，所述隔离电路220的输入端为所述控制电路的受控端，所述隔离电路220用于将接收到的检测脉冲、松闸控制信号或抱闸控制信号进行电气隔离后输出；

驱动电路230，所述驱动电路230分别与所述供电电路210、所述隔离电路220及抱闸线圈300电连接，所述驱动电路230用于在接收到松闸控制信号及电源使能信号时，驱动所述抱闸线圈300进行松闸，或未接收到松闸控制信号和/或未接收到电源使能信号时，驱动所述抱闸线圈300进行抱闸。

在本实施例中，所述隔离电路220可以包括光耦、隔离驱动器或其他隔离器件。所述供电电路210包括第二MOS管、第三MOS管第十电阻及第十一电阻；所述第二MOS管的栅极为所述供电电路210的输入端，并与所述第十一电阻的第一端连接，所述第二MOS管的漏极分别与所述第十电阻的第一端及所述第三MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极用于接入直流电源，并与所述第十电阻的第二端连接，所述第三MOS管的源极为所述供电电路210的输出端，所述第二MOS管的源极及所述第十一电阻的第二端接地。

在对抱闸控制电路200与抱闸线圈300之间的接线进行自检，或在抱闸控制电路200工作过程中，控制抱闸电机松闸，则需要输出电源使能信号至所述供电电路210的输入端，使第二MOS管的导通，此时直流电源经第十电阻分压后与地形成电流回路，使第三MOS管因栅极接收到高电平导通，将直流电源通过第三MOS管输出。

在驱动抱闸控制电路200进行松闸时，向所述抱闸控制电路200的受控端输出松闸控制信号，经隔离器件进行电器隔离后输出至驱动电路230，使驱动电路230将抱闸线圈300的输出端与地接通，形成电流回路，使供电电路210输出的直流电源流经抱闸线圈300，驱动抱闸电机松闸。

在驱动抱闸控制电路200进行松闸时，停止输出松闸控制信号，此时第二MOS管关断，断开第十电阻与地之间的连接，使第三MOS管接收不到高电平关断，将直流电源与抱闸控制电路200的输出端之间的回路断开，不再为线圈供电，同时，向所述抱闸控制电路200的受控端输出抱闸控制信号，经隔离器件进行电器隔离后输出至驱动电路230，使驱动电路230将抱闸线圈300的输出端与地之间的回路断开，使抱闸线圈300失电驱动电机抱闸。

参照图1至图5，在一实施例中，所述隔离电路220包括：

高速隔离驱动器，所述高速隔离驱动器的电源端用于接入低压直流电源，所述高速隔离驱动器的输入端为所述隔离电路220的输入端，所述高速隔离驱动器用于将接入的检测脉冲、松闸控制信号或抱闸控制信号进行电气隔离后输出至所述驱动电路230。

在本实施例中，所述高速隔离驱动器U3采用推挽输出，损耗小，效率高，能够在接收到频率较高的PWM信号时，实现PWM信号输入输出的一致性，不会因接入的PWM信号频率较高，而导致输出的PWM信号的占空比与输出的PWM信号的占空比出现偏差，因此所述抱闸控制电路200能够兼容过励磁抱闸电机。

所述过励磁抱闸电机的松闸过程分为励磁阶段和保持阶段，励磁阶段电压24V维持一段时间(如ms)，保持阶段需要更低的电压(如7V或10V)，处理单元120通过调节输出的PWM信号的占空比，调节过励磁抱闸电机保持阶段的电压，所述PWM信号的频率决定保持阶段的平均电流，过低的频率可能会导致抱闸振荡出现异响，降低可靠性，由于高速隔离驱动器U3能够提高PWM信号输入输出的一致性，因此可以兼容更高频率的PWM信号，减少抱闸振荡时出现异响的情况，提高了抱闸电机的可靠性。

参照图1至图5，在一实施例中，所述驱动电路230包括第一MOS管Q1、第一瞬态二极管TVS1、第二瞬态二极管TVS2、第一二极管D1、第二二极管D2、第七电容C7、第八电容C8、第七电阻R7、第八电阻R8及第九电阻R9；

所述第七电阻R7的第一端用于接入所述供电电路210输出的直流电源，并分别与所述第七电容C7的第一端及所述第二瞬态二极管TVS2的阳极连接，所述第七电阻R7的第二端与所述第一瞬态二极管TVS1的阴极连接；所述第八电阻R8的第一端为所述驱动电路230的输入端，所述第八电阻R8的第二端分别与所述第九电阻R9的第一端及所述第一MOS管Q1的栅极连接；所述第一MOS管Q1的漏极分别与所述第一二极管D1的阳极及第二二极管D2的阴极连接；所述第一二极管D1的阴极与所述第二瞬态二极管TVS2的阴极连接；所述第二二极管D2的阳极为所述驱动电路230的负向输出端，所述第二瞬态二极管TVS2的阳极为所述驱动电路230的正向输出端；第一瞬态二极管TVS1的阳极、所述第七电容C7的第二端、所述第一MOS管Q1的源极及所述第九电阻R9分别接地。

在本实施例中，在机器人接收使能信号进行工作时，需要驱动抱闸控制电路200进行松闸，抱闸控制系统自检电路110经隔离电路220向驱动电路230输出松闸控制信号，使第一MOS管Q1导通后，将抱闸线圈300的输出端与地接通，同时向供电电路210输出电源使能信号，使供电电路210输出的直流电源流经抱闸线圈300，驱动抱闸电机松闸。

在机器人下电时，需要对机器人的上下运动轴进行抱闸，此时抱闸控制系统自检电路110停止输出电源使能信号，使直流电源不再为抱闸线圈300供电，同时，电机抱闸控制系统自检电路经隔离电路220向驱动电路230输出抱闸控制信号，第一MOS管Q1因栅极接收到低电平断开，使线圈中剩余的电能只能在第一二极管D1及第二二极管D2的单向导通下，流经第二瞬态二极管TVS2被泄放，使得抱闸线圈300的反电动势在第一MOS管Q1关断瞬间，将第二瞬态二极管TVS2反向击穿，由于瞬态二极管的电压钳位特性可以快速吸收能量，使得线圈电流加快消耗，从而在机器人硬急停过程中，能够缩短机器人抱闸延时，进而减小末端跌落距离，提升机器人安全性能。

参照图1至图5，在一实施例中，所述第二瞬态二极管TVS2的钳位电压Vc满足Vds＞24+Vc，所述第二瞬态二极管TVS2的功率Pmax满足Pmax＞(7～10)*Vc*Ipp；

其中，所述Vds为所述第一MOS管Q1的耐压值，所述Ipp为所述抱闸电机的维持电流值。

在本实施例中，所述24为抱闸控制电路200接入的直流电源的电压数值，在其他实施例中可以根据接入的直流电源更换为其他对应的电压数值，由于在消耗抱闸线圈300的反电动势时，电能在第一二极管D1及第二二极管D2的作用下，单向流通至第二瞬态二极管TVS2的阳极，因此第一二极管D1的阴极电压为第二瞬态二极管TVS2两端的压降与基础电压24V的和，即第一MOS管Q1的耐压Vds＞24+Vc，以保证在第二瞬态二极管TVS2被反向击穿消耗电动势时，第一MOS管Q1不会被大电流烧毁。

并且，在对抱闸线圈300的反电动势进行泄放时，由于机器人抱闸延时与抱闸线圈300的续流时间有关，为了缩短抱闸线圈300的续流时间，需要选择大功率的第二瞬态二极管TVS2，瞬态二极管对电能的消耗功率越大，所需的续流时间越短，但大功率的瞬态二极管往往面临价格高昂的问题，因此增加瞬态二极管同时也会增加抱闸控制电路200的成本，因此通过测试抱闸线圈300在连接不同功率的瞬态二极管时所需要的续流时间，得到所需的第二瞬态二极管TVS2的功率Pmax＞(7～10)*Vc*Ipp，使机器人抱闸延时缩短，末端跌落距离减小，提升机器人安全性能的同时，降低瞬态二极管的成本。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。