继电器故障检测电路以及机器人

文档序号:320917 发布日期:2021-11-30 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 继电器故障检测电路以及机器人 (Relay fault detection circuit and robot ) 是由 伊藤基 于 2021-05-24 设计创作,主要内容包括:本申请公开了继电器故障检测电路以及机器人,可抑制继电器的闭合/断开的切换次数,判定继电器的短路故障。继电器故障检测电路的特征在于,具备:第一电压获取部,获取输入到电源电路的交流电压,并作为第一电压信号输出;第二电压获取部,获取设于所述电源电路的继电器的端子间电压,并作为第二电压信号输出;比较部,对所述第一电压信号的波形和所述第二电压信号的波形进行比较;以及判定部,根据所述比较的结果,判定所述继电器是否发生了故障。(The application discloses relay fault detection circuit and robot can restrain the switching frequency of closing/opening of relay, judges the short circuit fault of relay. The relay failure detection circuit is characterized by comprising: a first voltage acquisition unit that acquires an alternating voltage input to the power supply circuit and outputs the alternating voltage as a first voltage signal; a second voltage acquisition unit that acquires an inter-terminal voltage of a relay provided in the power supply circuit and outputs the inter-terminal voltage as a second voltage signal; a comparison unit that compares a waveform of the first voltage signal with a waveform of the second voltage signal; and a determination unit that determines whether or not the relay has failed, based on a result of the comparison.)

继电器故障检测电路以及机器人

技术领域

本发明涉及继电器故障检测电路以及机器人。

背景技术

目前,在工业用机器人中,具备紧急停止电路,在紧急停止时,该紧急停止电路立即切断作为能量源的电力向作为动力源的马达的供给。在紧急停止时切断电力的手段中,例如有使设于交流电力的供给线的继电器成为开状态的手段。设于电力的供给线的继电器可能会发生因接点的熔敷而无法成为开状态的故障。因此,期望能检测熔敷所导致的继电器故障(下面也称为“熔敷故障”)。例如,在专利文献1中公开了检测继电器的熔敷故障的技术。

专利文献1所记载的熔敷故障的检测是通过如下方式实现的,即,使双重化的紧急停止电路的继电器利用各自的励磁开关的开闭控制信号来交替地进行闭合/断开动作,并对各自的继电器接点的电压信号进行比较,从而检测哪个继电器接点发生了熔敷。

专利文献1:日本特开2006-119995号公报

发明内容

但是,在专利文献1所公开的熔敷检测中,各自的励磁开关中的至少一方的闭合/断开动作被重复两次。由于继电器是机械式的接点,所以若考虑继电器的寿命,则期望以尽可能少的闭合/断开次数来检测继电器的故障。

根据本公开的一个方式,提供一种继电器故障检测电路。该继电器故障检测电路的特征在于,具备:第一电压获取部,获取输入到电源电路的交流电压,并作为第一电压信号输出;第二电压获取部,获取设于所述电源电路的继电器的端子间电压,并作为第二电压信号输出;比较部,对所述第一电压信号的波形和所述第二电压信号的波形进行比较;以及判定部,根据所述波形的比较的结果,判定所述继电器是否发生了故障。

附图说明

图1是具备作为第一实施方式的继电器故障检测电路的控制装置的概略结构图。

图2是表示交流电压信号、继电器端子间电压信号以及比较信号的说明图。

图3是表示判定部的判定模式的例子的表。

图4是具备作为第二实施方式的继电器故障检测电路的控制装置的概略结构图。

图5是表示数字的交流电压信号、数字的继电器端子间电压信号以及比较信号的说明图。

图6是表示第一继电器发生短路故障时的数字的交流电压信号、继电器端子间电压信号以及比较信号的说明图。

图7是表示第二继电器发生短路故障时的数字的交流电压信号、继电器端子间电压信号以及比较信号的说明图。

图8是表示不同的连接结构的交流电压获取部的结构图。

图9是具备作为第三实施方式的继电器故障检测电路的控制装置的概略结构图。

图10是表示数字的交流电压信号、数字的继电器端子间电压信号以及比较信号的说明图。

图11是作为第四实施方式的机器人的概略结构图。

附图标记说明

10、10B、10C、控制装置;100、电源电路;110、交流输入电路;120、紧急停止电路;130、整流电路;132、桥式二极管;134、平滑电容器;136、放电电阻;200、驱动电路;300、300B、300C、继电器故障检测电路;310、310B、310M、交流电压获取部(第一电压获取部);320a、320Ba、320Ca、继电器电压获取部(第二电压获取部);320b、320Bb、320Cb、继电器电压获取部(第二电压获取部);330a、330Ba、比较部;330b、330Bb、比较部;340、判定部;400、控制部;500、机器人;501、机器人主体;502、控制装置;503、计算机;611、基座;612、臂;614、手部;621、第一臂部;622、第二臂部;623、第三臂部;624、第四臂部;625、第五臂部;626、第六臂部;651、第一驱动部;652、第二驱动部;653、第三驱动部;654、第四驱动部;655、第五驱动部;656、第六驱动部;T1、T2、输入端子;L1、L2、交流线;RLa、RLb、继电器;Vc1、Vc2、直流电压;GD1、GD2;接地;PCo、PCa、PCb、光电耦合器;LDo、LDa、LDb、发光二极管;PTo、PTa、PTb、光电晶体管;Dco、Dca、Dcb、二极管;Rca、Rcb、输入电阻;Rcco、集电极电阻;Reo、Rea、Reb、发射极电阻;Rso、Rsa、Rsb、分流电阻;SDa、SDb、检测允许开关;SEa、SEb、紧急停止开关;SRa、SRb、电源开关。

具体实施方式

A.第一实施方式:

图1是具备作为第一实施方式的继电器故障检测电路300的控制装置10的概略结构图。将控制装置10作为控制马达20的驱动的控制装置的一个例子而示出。控制装置10具备电源电路100、马达20的驱动电路200、继电器故障检测电路300以及控制部400。

电源电路100具备交流输入电路110、紧急停止电路120以及整流电路130。交流输入电路110具备一对交流线L1、L2,该一对交流线L1、L2向整流电路130供给从与一对输入端子T1、T2连接的交流电源输入的交流电压AC。在交流线L1、L2设有继电器RLa、RLb,该继电器RLa、RLb切断交流电压AC向整流电路130的供给。继电器RLa、RLb通过后述的紧急停止电路120来控制开闭。

整流电路130具备桥式二极管132、平滑电容器134以及放电电阻136,通过桥式二极管132对交流电压AC进行整流,通过由平滑电容器134以及放电电阻136构成的平滑电路来进行平滑,将交流电压AC转换为直流电压DC。直流电压DC被供给至驱动电路200。

驱动电路200根据从控制部400供给的控制信号MDC,将所供给的直流电压DC转换为马达20的驱动电压并供给至马达20。由此,马达20通过所供给的驱动电压而驱动。

紧急停止电路120具备用于第一继电器RLa的第一紧急停止开关SEa以及第一电源开关SRa,并具备用于第二继电器RLb的第二紧急停止开关SEb以及第二电源开关SRb。第一紧急停止开关SEa、第一电源开关SRa以及第一继电器RLa的线圈串联地连接于紧急停止电路120的接地GD1与直流电压Vc1之间。另外,第二紧急停止开关SEb、第二电源开关SRb以及第二继电器RLb的线圈也同样串联地连接于接地GD1与直流电压Vc1之间。此外,直流电压Vc1以及接地GD1是使用来自输入端子T1、T2的交流电压AC在未图示的电源电路中生成的。

紧急停止开关SEa、SEb是在发生异常时例如通过由操作者按下紧急停止按钮(未图示)而成为开状态的开关,通常维持闭状态。电源开关SRa、SRb是通常维持开状态的开关,例如通过按下电源按钮而从控制部400供给控制信号从而成为闭状态。电源开关SRa、SRb相当于向继电器RLa、RLb的线圈供给电力的励磁开关,通过使电源开关SRa、SRb成为闭状态,继电器RLa、RLb的线圈被励磁,继电器RLa、RLb的开关成为闭状态。通过使继电器RLa、RLb的开关成为闭状态而向整流电路130供给交流电压AC,向驱动电路200供给直流电压DC。由此,进行驱动电路200向马达20的电力供给,执行马达20的驱动。

继电器故障检测电路300具备:相当于第一电压获取部的交流电压获取部310、相当于第二电压获取部的一对继电器电压获取部320a、320b、一对比较部330a、330b以及判定部340。

交流电压获取部310被设为与连接于一对输入端子T1、T2之间的交流电源并联。交流电压获取部310获取从一对输入端子T1、T2输入的交流电压,并作为交流电压信号Vac输出。

第一继电器电压获取部320a被设为与第一继电器RLa并联,第二继电器电压获取部320b被设为与第二继电器RLb并联。第一继电器电压获取部320a获取第一继电器RLa的端子间电压,并作为第一继电器端子间电压信号Va输出。第二继电器电压获取部320b获取第二继电器RLb的端子间电压,并作为第二继电器端子间电压信号Vb输出。

第一比较部330a对交流电压信号Vac的波形与第一继电器端子间电压信号Va的波形进行比较,将比较结果作为第一比较信号DSa输出。第二比较部330b对交流电压信号Vac的波形与第二继电器端子间电压信号Vb的波形进行比较,将比较结果作为第二比较信号DSb输出。

交流电压信号Vac相当于第一电压信号,第一继电器端子间电压信号Va以及第二继电器端子间电压信号Vb相当于第二电压信号。

判定部340在根据从控制部400供给的判定允许信号DE设定的判定允许期间,根据第一比较信号DSa判定第一继电器RLa有无故障,并且根据第二比较信号DSb判定第二继电器RLb有无故障。判定部340由实现这些判定功能的专用的逻辑电路构成。此外,判定允许期间例如只要以预先设定的恒定的间隔进行设定即可。这样,与始终进行判定的情况相比,能够减少施加于判定部340的负荷,实现继电器故障检测电路的省电化,实现装置的省电化。但并不局限于此,也可以设为始终进行判定。

控制部400根据从判定部340供给的表示判定结果的判定信号FDS,控制电源开关SRa、SRb。具体而言,与操作者所执行的电源按钮的按下状态无关地,在第一继电器RLa被判定为故障的情况下,控制部400进行控制以使第二电源开关SRb成为开状态,并且在第二继电器RLb被判定为故障的情况下,控制部400进行控制以使第一电源开关SRa成为开状态。控制部400例如由具备CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、ROM(Read OnlyMemory,只读存储器)、RAM(Random Access Memory,随机存储器)以及输入输出接口等的计算机构成。

此外,由专用的逻辑电路构成的判定部340也可以与控制部400同样地由计算机构成。另外,判定部340也可以组装于控制部400中。

图2是表示交流电压信号Vac、继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的说明图。与电源开关SRa、SRb为闭状态(ON)且继电器RLa、RLb为闭状态(ON)、或者电源开关SRa、SRb为开状态(OFF)且继电器RLa、RLb为开状态(OFF)无关地,由交流电压获取部310获取的交流电压信号Vac与交流电压AC的周期变化同步地变化。此外,Vav表示进行周期变化的交流电压的中央值。

与此相对地,由继电器电压获取部320a、320b获取的继电器端子间电压信号Va、Vb根据继电器RLa、RLb是开状态还是闭状态而不同。

由于在继电器RLa、RLb为闭状态的情况下,不产生继电器端子间的电位差,因此继电器端子间电压信号Va、Vb成为恒定值,该恒定值通常为与进行周期变化时的电压的中央值、例如交流电压信号Vac的中央值相同的值Vav。在继电器RLa、RLb为开状态的情况下,继电器端子间电压信号Va、Vb与交流电压信号Vac同样地进行周期变化。但是,与交流电压信号Vac相比,电压振幅为1/2左右的大小。另外,在继电器RLa、RLb中的一方为开状态且继电器RLb、RLa的另一方为闭状态的情况下,继电器端子间电压信号Va、Vb的振幅与交流电压信号Vac相比为相同程度的大小。即,在对应的继电器RLa、RLb为开状态的情况下,继电器端子间电压信号Va、Vb为相对于交流电压信号Vac的振幅以1/2至1左右的大小进行周期变化的信号。

因而,继电器端子间电压信号Va、Vb在继电器RLa、RLb为开状态下,振幅的大小不同,但是与交流电压信号Vac的周期变化一致地变化,在继电器RLa、RLb为闭状态下,为恒定值Vav。

第一比较部330a输出与交流电压信号Vac和第一继电器端子间电压信号Va的比较结果相应的第一比较信号DSa。如上所述,若第一继电器RLa为开状态且交流电压信号Vac和第一继电器端子间电压信号Va忽略振幅大小的不同所引起的差值,则交流电压信号Vac和第一继电器端子间电压信号Va是一致地进行周期变化的信号。在该情况下,作为第一比较信号DSa,第一比较部330a输出与交流电压信号Vac的周期变化同步地变化的脉冲信号。与此相对地,在第一继电器RLa为闭状态下,第一继电器端子间电压信号Va为恒定值Vav,交流电压信号Vac与第一继电器端子间电压信号Va的差值达到比上述忽略的差值更大的差。在该情况下,作为第一比较信号DSa,第一比较部330a输出被固定为恒定电平的信号,在本例中输出被固定为L电平的信号。此外,通过对预先决定的阈值和交流电压信号Vac与第一继电器端子间电压信号Va的差值进行比较,能够忽略第一继电器RLa为开状态下的振幅大小的不同所引起的的差值而检测第一继电器RLa为闭状态下的较大的差。

第二比较部330b也与第一比较部330a相同,作为第二比较信号DSb,在第二继电器RLb为开状态的情况下,输出与交流电压信号Vac的周期变化同步地变化的脉冲信号,在第二继电器RLb为闭状态的情况下,输出被固定为恒定电平的信号。

在此,可知在第一电源开关SRa为开状态时,第一继电器端子间电压信号Va为恒定值而第一比较信号DSa为固定信号的情况下,本应为开状态的第一继电器RLa的开关成为闭状态。同样地,可知在第二电源开关SRb为开状态时,第二继电器端子间电压信号Vb为恒定值而第二比较信号DSb为固定信号的情况下,本应为开状态的第二继电器RLb的开关为闭状态。

为此,判定部340能够根据将第一继电器RLa设定为开状态的情况下的第一比较信号DSa的状态来判定第一继电器RLa的短路故障。同样地,能够根据将第二继电器RLb设定为开状态的情况下的第二比较信号DSb的状态来判定第二继电器RLb的短路故障。此外,作为继电器RLa、RLb的短路故障,例如能想到接点熔敷所导致的短路故障、异物所导致的短路故障等。

图3是表示判定部340的判定模式的例子的表。在第一比较信号DSa以及第二比较信号DSb为脉冲信号的情况下,第一继电器RLa以及第二继电器RLb被判定为正常。在只有第一比较信号DSa为固定信号的情况下,第一继电器RLa被判定为短路故障且第二继电器RLb被判定为正常。在只有第二比较信号为固定信号的情况下,第一继电器RLa被判定为正常且第二继电器RLb被判定为短路故障。在第一比较信号DSa以及第二比较信号DSb为固定信号的情况下,第一继电器RLa以及第二继电器RLb被判定为短路故障。此外,在电源开关SRa、SRb为开状态且通过判定允许信号DE允许了判定的情况下,执行判定部340的判定。

判定部340将故障判定的结果作为判定信号FDS输出至控制部400。在控制部400中,根据由判定信号FDS提供的故障判定的结果,控制电源电路100的动作。例如,在继电器RLa、RLb双方都正常的情况下,执行通常的动作控制。在继电器RLa、RLb中的任一方被判定为短路故障的情况下,以将与另一方的继电器对应的电源开关的切换固定为开状态的方式进行控制,以使另一方的继电器无法成为闭状态。由此,能够切断从电源电路100向驱动电路200的电力供给。

如以上说明的那样,在第一实施方式的继电器故障检测电路300中,在电源开关SRa、SRb被设为开状态而继电器RLa、RLb的设定为开状态的情况下,通过对交流电压信号Vac的波形与继电器端子间电压信号Va、Vb的波形进行比较,能够判定继电器RLa、RLb的短路故障。由此,在继电器的设定为开状态的情况下,能够不进行设定的切换便判定继电器的短路故障。另外,在继电器的设定为闭状态的情况下,通过对继电器的设定进行从闭状态到开状态的一次切换,能够判定继电器的短路故障。因而,能够用与技术问题中说明的情况相比更少的继电器的切换次数,来抑制继电器的寿命的降低的同时,判定继电器的短路故障。

另外,继电器故障检测电路300能够针对双重化的一对继电器RLa、RLb分别独立地获取继电器的端子间电压而独立地判定短路故障。由此,即使在对双重化的一对继电器RLa、RLb中的一方被判定为短路故障的情况下,通过将另一方设为开状态,也能够切断从电源电路100向电动机20的电力供给。

B.第二实施方式:

图4是具备作为第二实施方式的继电器故障检测电路300B的控制装置10B的概略结构图。第二实施方式的控制装置10B除了控制装置10(参照图1)的继电器故障检测电路300被替换为继电器故障检测电路300B这一点以外,与第一实施方式的控制装置10相同。但是,图4中省略表示电源电路100的构成要素中的紧急停止电路120以及控制部400。此外,其它结构、功能与第一实施方式相同,因此,通过标注与在第一实施方式中使用的附图标记相同或相似的附图标记来省略相同的说明。

继电器故障检测电路300B中,取代交流电压获取部310、继电器电压获取部320a、320b以及比较部330a、330b(参照图1)而具备交流电压获取部310B、继电器电压获取部320Ba、320Bb以及比较部330Ba、330Bb。

交流电压获取部310B具有:在输入端子T1、T2之间串联地连接的二极管Dco、输入电阻Rco、以及光电耦合器PCo的发光二极管LDo;以及与发光二极管LDo并联地连接的分流电阻Rso。二极管Dco以及发光二极管LDo以第一输入端子T1侧为阳极侧、第二输入端子T2侧为阴极侧的方式连接。另外,交流电压获取部310B具有在接地GD2与直流电压Vc2之间串联地连接的光电耦合器PCo的光电晶体管PTo和发射极电阻Reo,且将发射极输出作为交流电压信号Vac输出。包含设于输入端子T1、T2之间的发光二极管LDo的输入侧电路与包含设于接地GD2和直流电压Vc2之间的光电晶体管PTo的输出侧电路是绝缘的。

交流电压获取部310B作为AD转换电路发挥作用,其将输入到输入端子T1、T2之间的模拟的电压波形(正弦波形)转换为数字的电压波形(矩形波形)并作为数字的交流电压信号Vac输出。在第一输入端子T1的电位比第二输入端子T2的电位高的情况下,根据发光二极管LDo以及光电晶体管PTo的特性来设定输入电阻Rco以及分流电阻Rso,以使发光二极管LDo成为闭合(发光)而使光电晶体管PTo闭合。另外,在第一输入端子T1的电位比第二输入端子T2的电位低的情况下,根据发光二极管LDo以及光电晶体管PTo的特性来设定输入电阻Rco以及分流电阻Rso,以使发光二极管LDo成为断开(非发光)而使光电晶体管PTo断开。

与交流电压获取部310B同样地,第一继电器电压获取部320Ba具有:在第一继电器RLa的端子间串联地连接的二极管Dca、输入电阻Rca、以及光电耦合器PCa的发光二极管LDa;以及与发光二极管LDa并联地连接的分流电阻Rsa。二极管Dca以及发光二极管LDa以第一输入端子T1侧为阳极侧、桥式二极管132侧为阴极侧的方式连接。此外,在二极管Dca的阴极侧设有检测允许开关SDa。另外,第一继电器电压获取部320Ba具有:在接地GD2与直流电压Vc2之间串联地连接的光电耦合器PCa的光电晶体管PTa和发射极电阻Rea,并将发射极输出作为第一继电器端子间电压信号Va输出。包含设于第一继电器RLa的端子间的发光二极管LDa的输入侧电路与包含设于接地GD2和直流电压Vc2之间的光电晶体管PTa的输出侧电路是绝缘的。

第一继电器电压获取部320Ba作为AD转换电路发挥作用,其在检测允许开关SDa为闭状态时,将在第一继电器RLa的端子间产生的模拟的电压波形转换为数字的电压波形(矩形波形),并作为数字的第一继电器端子间电压信号Va输出。检测允许开关SDa的开闭是通过控制部400(参照图1)的控制来执行的。在第一输入端子T1侧的第一继电器RLa的端子的电位比相反侧的端子的电位高的情况下,根据发光二极管LDa以及光电晶体管PTa的特性来设定输入电阻Rca以及分流电阻Rsa,以使发光二极管LDa成为闭合(发光)而使光电晶体管PTa闭合。另外,在第一输入端子T1侧的第一继电器RLa的端子的电位比相反侧的端子的电位低的情况下,根据发光二极管LDa以及光电晶体管PTa的特性来设定输入电阻Rca以及分流电阻Rsa,以使发光二极管LDa成为断开(非发光)而使光电晶体管PTa断开。

第二继电器电压获取部320Bb与第一继电器电压获取部320a同样地具有:在第二继电器RLb的端子间串联地连接的检测允许开关SDb、二极管Dcb、输入电阻Rcb、以及光电耦合器PCb的发光二极管LDb;以及与发光二极管LDb并联地连接的分流电阻Rsb。二极管Dcb以及发光二极管LDb以桥式二极管132侧为阳极侧、第二输入端子T2侧为阴极侧的方式连接。另外,第二继电器电压获取部320Bb具有:在接地GD2与直流电压Vc2之间串联地连接的光电耦合器PCb的光电晶体管PTb和发射极电阻Reb,并将发射极输出作为第二继电器端子间电压信号Vb输出。包含设于第二继电器RLb的端子间的发光二极管LDb的输入侧电路和包含设于接地GD2与直流电压Vc2之间的光电晶体管PTb的输出侧电路是绝缘的。

与第一继电器电压获取部320Ba同样地,第二继电器电压获取部320Bb也作为AD转换电路发挥作用,其在检测允许开关SDb为闭状态时,将在第二继电器RLb的端子间产生的模拟的电压波形转换为数字的电压波形,并作为数字的第二继电器端子间电压信号Vb输出。检测允许开关SDb的开闭也是通过控制部400(参照图1)的控制来执行的。根据第二继电器RLb的端子间的电压的高低的变化,按照发光二极管LDb以及光电晶体管PTb的特性来设定输入侧电路的输入电阻Rcb以及分流电阻Rsb,以使光电晶体管PTb闭合、断开。

图5是示出继电器故障检测电路300B中的数字的交流电压信号Vac、数字的继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的说明图。由交流电压获取部310B获取的数字的交流电压信号Vac为与交流电压AC的周期变化同步地进行周期变化的脉冲信号。

由第一继电器电压获取部320Ba获取的数字的第一继电器端子间电压信号Va根据第一继电器RLa的状态而变化。即,在第一继电器RLa为闭状态的情况下,如第一实施方式中说明的那样(参照图2),在第一继电器RLa的端子间不产生电位差,因此如图5所示,数字的第一继电器端子间电压信号Va为被固定为恒定电平的信号,在本例中是被固定为L(低)电平的固定信号。与此相对地,在第一继电器RLa为开状态的情况下,在第一继电器RLa的端子间产生与交流电压信号Vac的周期变化同步地进行周期变化的电位差(参照图2),因此如图5所示,数字的第一继电器端子间电压信号Va为与数字的交流电压信号Vac的周期变化同步地进行周期变化的脉冲信号。

因而,对于交流电压信号Vac和第一继电器端子间电压信号Va而言,在第一继电器RLa为开状态的情况下,若忽略各自的周期变化的时机的偏差,则为彼此一致的脉冲信号,在第一继电器RLa为闭状态的情况下,为不一致的信号。

如图5所示,与同第一继电器RLa的状态相应的第一继电器端子间电压信号Va的变化同样地,第二继电器端子间电压信号Vb也为根据第二继电器RLb的状态而变化的信号。

为此,第一比较部330Ba将数字的交流电压信号Vac与数字的第一继电器端子间电压信号Va进行比较,输出与第一继电器RLa的状态的差异所导致的比较结果之差(差异)相应的第一比较信号DSa。具体而言,如图5所示,在第一继电器RLa为开状态的情况下,将与数字的交流电压信号Vac以及数字的第一继电器端子间电压信号Va的变化一致地变化的脉冲信号作为第一比较信号DSa输出,在第一继电器RLa为闭状态的情况下,将本例中为L电平的固定电平的固定信号作为第一比较信号DSa输出。

另外,如图5所示,与第一比较部330Ba同样地,第二比较部330Bb也输出与第二继电器RLb的状态的差异所导致的比较结果之差(差异)相应的第二比较信号DSb。

此外,如上述那样进行动作的比较部330Ba、330Bb例如能够使用被称为一致电路的逻辑电路来构成。

如在第一实施方式中说明的那样,判定部340也能够根据将第一继电器RLa以及第二继电器RLb设定为开状态的情况下的第一比较信号DSa以及第二比较信号DSb的状态,来判定第一继电器RLa以及第二继电器RLb的短路故障。

图6是表示第一继电器RLa为短路故障时的数字的交流电压信号Vac、继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的说明图,图7是表示第二继电器RLb为短路故障时的数字的交流电压信号Vac、继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的说明图。

如在第一实施方式中说明的那样,由于第一继电器RLa为短路故障的状态与第一继电器RLa被设定为闭状态的情况是同样的,因此,如图6所示,即使在将第一继电器RLa设定为开状态的情况下,第一比较信号DSa也为固定信号。在第二继电器RLb为短路故障的情况下也是同样的,如图7所示,即使在将第二继电器RLb设定为开状态的情况下,第二比较信号DSb也为固定信号。

因而,如在第一实施方式中说明的那样,判定部340能够根据将第一继电器RLa以及第二继电器RLb设定为开状态的情况下的第一比较信号DSa以及第二比较信号DSb的状态,判定第一继电器RLa以及第二继电器RLb的短路故障(参照图3)。

因而,在第二实施方式的继电器故障检测电路300B中,也与第一实施方式同样地,在电源开关SRa、SRb被设为开状态而继电器RLa、RLb的设定为开状态的情况下,通过比较数字的交流电压信号Vac的波形与数字的继电器端子间电压信号Va、Vb的波形,能够判定继电器RLa、RLb的短路故障。另外,在第二实施方式的继电器故障检测电路300B中,即使在对双重化的一对继电器RLa、RLb中的一方被判定为短路故障的情况下,也是通过使另一方的电源开关无法成为闭状态,从而能够将另一方的继电器保持为开状态,能够切断从电源电路100向马达20的电力供给。

另外,在第二实施方式的继电器故障检测电路300B中,仅在将检测允许开关SDa、SDb设为闭状态的情况下,能够将继电器电压获取部320Ba、320Bb从非动作状态设为动作状态,检测继电器RLa、RLb的端子间电压而进行继电器的短路故障的判定。例如,通过仅在由判定允许信号DE设定的判定允许期间中将继电器电压获取部320Ba、320Bb设为能够动作,能够减少施加于继电器电压获取部320Ba、320Bb以及比较部330Ba、330Bb的负荷,能够实现继电器故障检测电路的省电化,能够实现装置的省电化。

另外,在第二实施方式的继电器故障检测电路300B中,将表示输入到输入端子T1、T2间的交流电压AC的交流电压信号Vac以及表示继电器RLa、RLb的端子间电压的继电器端子间电压信号Va、Vb设为数字的电压波形而非模拟的电压波形。由此,能够抑制在对第一实施方式那样的模拟的电压波形进行比较的情况下产生的、因模拟的电压波形所包含的波动而产生的比较准确度的降低、与分辨率的低值相应的比较准确度的降低,进而能够进行高准确度的比较,能够进行高准确度的故障检测。

另外,由于交流电压获取部310B以及继电器电压获取部320Ba、320Bb使用光电耦合器而使输入侧电路与输出侧电路绝缘,因此能够使各自的电路结构小型化。

图8是表示与交流电压获取部310B不同的连接结构的交流电压获取部310M的结构图。交流电压获取部310B(参照图4)是以使二极管Dco以及发光二极管LDo的阳极朝向第一输入端子T1侧且阴极朝向第二输入端子T2侧的方式连接的结构。与此相对地,如图8所示,也可以构成为以使二极管Dco以及发光二极管LDo的阳极朝向第二输入端子T2侧且阴极朝向第一输入端子T1侧的方式连接。在该结构的情况下,为了与交流电压获取部310B同样地发挥作用而设有集电极电阻Rcco而非交流电压获取部310B的发射极电阻Reo,将集电极输出作为交流电压信号Vac输出即可。

此外,虽然省略图示以及说明,但是也可以构成为将交流电压获取部310B以及继电器电压获取部320Ba、320Bb的输入侧电路的二极管的连接的朝向设为与图4所示的朝向相反的方向。在该情况下,除了成为图5至图7所示的交流电压信号Vac、继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的脉冲信号的相位相对于交流电压AC偏移了半周期的状态这一点以外,都是相同的。

C.第三实施方式:

图9是具备作为第三实施方式的继电器故障检测电路300C的控制装置10C的概略结构图。第三实施方式的控制装置10C除了第二实施方式的控制装置10B(参照图4)的继电器故障检测电路300B被替换为继电器故障检测电路300C这一点以外,与第二实施方式的控制装置10B相同。在第三实施方式的控制装置10C中,也通过标注与在第一实施方式、第二实施方式中使用的附图标记相同或相似的附图标记而省略相同的说明。

继电器故障检测电路300C中,取代交流电压获取部310B以及继电器电压获取部320Ba、320Bb(参照图4)而具备交流电压获取部310M(参照图8)以及继电器电压获取部320Ca、320Cb,并且省略比较部330Ba、330Bb。

继电器电压获取部320Ca、320Cb仅在光电耦合器PCa、PCb的输出电路侧的光电晶体管PTa、PTb的集电极侧与从交流电压获取部310M输出的交流电压信号Vac连接而不是与直流电压Vc2连接这一点上,与继电器电压获取部320Ba、320Bb不同。

图10是表示继电器故障检测电路300C中的数字的交流电压信号Vac、数字的继电器端子间电压信号Va、Vb以及比较信号DSa、DSb的说明图。

如上所述,在继电器电压获取部320Ca、320Cb中,光电晶体管PTa、PTb的集电极侧与从交流电压获取部310M输出的交流电压信号Vac连接而不是与直流电压Vc2连接。在交流电压信号Vac为H(高)电平的情况下,继电器电压获取部320Ca、320Cb能够进行继电器端子间电压的检测,因此继电器端子间电压信号Va、Vb为相当于第二实施方式中的比较信号DSa、DSb(参照图5至图7)的信号。即,继电器电压获取部320Ca、320Cb兼具继电器电压获取部320Ba、320Bb以及比较部330Ba、330Bb(参照图4)的功能。

因而,在第三实施方式的继电器故障检测电路300C中,也与第一实施方式、第二实施方式同样地,在电源开关SRa、SRb为开状态而继电器RLa、RLb的设定为开状态的情况下,通过比较数字的交流电压信号Vac的波形与数字的继电器端子间电压信号Va、Vb的波形,能够判定继电器RLa、RLb的短路故障。另外,在第三实施方式的继电器故障检测电路300C中,即使在双重化的一对继电器RLa、RLb中的一方被判定为短路故障的情况下,也是通过使另一方的电源开关无法成为闭状态,从而能够将另一方的继电器保持为开状态,能够切断从电源电路100向马达20的电力供给。

另外,在第三实施方式的继电器故障检测电路300C中,也与第二实施方式的继电器故障检测电路300B同样地,仅在将检测允许开关SDa、SDb设为闭状态的情况下,能够将继电器电压获取部320Ca、320Cb从非动作状态设为动作状态,检测继电器RLa、RLb的端子间电压而进行继电器的短路故障的判定。例如,通过仅在由判定允许信号DE设定的判定允许期间将继电器电压获取部320Ca、320Cb设为能够动作,能够减少施加于继电器电压获取部320Ca、320Cb的负荷,能够实现继电器故障检测电路的省电化。

另外,在第三实施方式的继电器故障检测电路300C中,也与第二实施方式的继电器故障检测电路300C同样地,能够抑制在对第一实施方式那样的模拟的电压波形进行比较的情况下产生的、因模拟的电压波形所包含的波动而产生的比较准确度的降低、与分辨率的低值相应的比较准确度的降低,能够进行高准确度的比较,能够进行高准确度的故障检测。

另外,由于交流电压获取部310M、继电器电压获取部320Ca、320Cb使用光电耦合器而使输入电路侧和输出电路侧绝缘,因此能够使各自的电路结构小型化。

D.第四实施方式:

图11是作为第四实施方式的机器人500的简要结构图。机器人500具备机器人主体501和控制机器人主体501的驱动的控制装置502。在控制装置502连接有能够与控制装置502进行通信的计算机503。控制装置502和计算机503能够通过有线或者无线进行通信。通信也可以经由互联网等网络来进行。

机器人500例如是进行精密设备、构成精密设备的元件的供料、除料、输送以及组装等作业的机器人。但是,作为机器人500的用途,没有特别限定。本实施方式的机器人主体501是六轴机器人,如图11所示,具有固定于地板、顶棚的基座611和与基座611连结的臂612。

臂612具备第一臂部621、第二臂部622、第三臂部623、第四臂部624、第五臂部625以及第六臂部626。第一臂部621相对于基座611绕第一轴O1转动自如地连结。第二臂部622相对于第一臂部621绕第二轴O2转动自如地连结。第三臂部623相对于第二臂部622绕第三轴O3转动自如地连结。第四臂部624相对于第三臂部623绕第四轴O4转动自如地连结。第五臂部625相对于第四臂部624绕第五轴O5转动自如地连结。第六臂部626相对于第五臂部625绕第六轴O6转动自如地连结。并且,在第六臂部626上装配有与使机器人主体501执行的作业相应的手部614。

机器人主体501具备第一驱动部651、第二驱动部652、第三驱动部653、第四驱动部654、第五驱动部655、第六驱动部656。第一驱动部651使第一臂部621相对于基座611转动。第二驱动部652使第二臂部622相对于第一臂部621转动。第三驱动部653使第三臂部623相对于第二臂部622转动。第四驱动部654使第四臂部624相对于第三臂部623转动。第五驱动部655使第五臂部625相对于第四臂部624转动。第六驱动部656使第六臂部626相对于第五臂部625转动。第一至第六驱动部651~656分别具有作为动力源的马达。而且,第一至第六驱动部651~656分别由控制装置502独立地控制。在控制装置502中设有控制第一至第六驱动部651~656各自的马达的驱动的驱动电路、以及控制驱动电路的控制部。

作为机器人主体501,并不局限于本实施方式的结构,例如,臂612所具有的臂的数量可以是1个至5个,也可以是7个以上。另外,例如,机器人主体501的种类也可以是水平多关节型机器人、具有两个臂612的双臂机器人。

控制装置502从计算机503接收指令,分别独立地控制第一至第六驱动部651~656的驱动,以使各臂部621~626以及手614成为与指令相应的位置。在控制装置502中适用上述各实施方式的控制装置10~10C中的任一个。

在第四实施方式中,由于搭载有具有上述实施方式的继电器故障检测电路的控制装置,因此能够在抑制向作为机器人的动力源的马达供给电力的电源电路的继电器的寿命的降低的同时,判定继电器的短路故障,切断向马达的电力供给。

此外,在第四实施方式中,以在机器人主体501的外部设有控制装置502的结构为例进行了说明,但是也可以是在机器人主体501的内部设有控制装置502的结构。另外,也可以是在机器人主体501的内部设有控制装置502所具备的电源电路、马达的驱动电路、继电器故障检测电路以及控制部中的一部分的结构。

E.其它实施方式:

(1)在上述实施方式中,作为表示相当于第一电压信号的交流电压信号Vac和相当于第二电压信号的继电器端子间电压信号Va、Vb的比较结果的比较信号DSa、DSb,在继电器端子间电压信号Va、Vb与交流电压信号Vac一致的情况下输出脉冲信号,在不一致的情况下输出固定信号。然而,与此相反地,也可以构成为在继电器端子间电压信号Va、Vb与交流电压信号Vac一致的情况下输出固定信号,在不一致的情况下输出脉冲信号。

(2)在上述实施方式中,以交流电压获取部310B以及继电器电压获取部320Ba、320Bb、320Ca、320Cb分别通过光电耦合器而对获取作为对象的电压的输入侧电路和将获取的电压作为电压信号输出的输出侧电路进行绝缘的结构为例进行了说明。但是,并不局限于此,也可以是不绝缘的结构。作为不绝缘的结构,只要能够获取作为对象的电压,并将所获取的电压作为电压信号输出,就没有特别限定,能够适用各种电路。

(3)在上述实施方式的控制装置中,在驱动作为动力源的马达中发生了停电的情况下,为了防止控制部等为了各种控制而应用的各种数据的消失,优选保存这些数据。因此,优选在电源电路中具备监视有无交流电压AC的输入的停电判定部。而且,该停电判定部使用从上述实施方式的交流电压获取部310、310B、310M输出的交流电压信号Vac,在交流电压的输入未达到一定时间的情况下,判定停电的发生即可。这样,能够使停电判定部的一部分与交流电压获取部共通化,因此能够抑制装置的大型化。

(4)在上述实施方式中,构成为具有双重化的一对继电器RLa、RLb,判定各自的继电器的短路故障。然而,也可以构成为具有一个继电器,判定该继电器的短路故障。

(5)在上述实施方式中,以判定搭载于对作为动力源的马达的驱动进行控制的控制装置的电源电路的继电器的短路故障的继电器故障检测电路为例进行了说明。然而,并不局限于此,也能够适用作判定供交流电力输入的各种电源电路的继电器的短路故障的继电器故障检测电路。

F.其它方式:

本公开并不局限于上述实施方式,能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如,对于与以下记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式的技术特征,为了解决上述课题的一部分或者全部、或者为了实现上述效果的一部分或者全部,可以适当地进行替换、组合。另外,若该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征进行说明,则能够适当地删除。

(1)根据本公开的第一方式,提供一种继电器故障检测电路。该继电器故障检测电路的特征在于,具备:第一电压获取部,获取输入到电源电路的交流电压,并作为第一电压信号输出;第二电压获取部,获取设于所述电源电路的继电器的端子间电压,并作为第二电压信号输出;比较部,对所述第一电压信号的波形和所述第二电压信号的波形进行比较;以及判定部,根据所述波形的比较的结果,判定所述继电器是否发生了故障。

根据这样的方式的继电器故障检测电路,能够抑制继电器的闭合/断开的切换次数,能够判定继电器的短路的故障。

(2)在上述方式中,也可以是,在所述第一电压信号的波形与所述第二电压信号的波形之差为预先决定的阈值以上的情况下,所述判定部判定为所述继电器发生了故障。

根据该方式,能够在被设定为开状态的继电器的状态下判定继电器的故障。

(3)在上述方式中,也可以是,所述第一电压获取部以及所述第二电压获取部分别具有使用了光电耦合器的数字变换电路,所述第一电压信号是表示所述交流电压的变化的数字信号,所述第二电压信号是表示所述继电器的端子间电压的变化的数字信号。

根据该方式,能够高准确度地比较第一电压信号和第二电压信号而进行高准确度的故障检测。另外,由于使用光电耦合器而使获取电压的输入侧电路和输出电压信号的输出侧电路绝缘,因此能够使第一电压获取部以及第二电压获取部的结构小型化。

(4)在上述方式中,也可以是,在向所述继电器的线圈供给电力的励磁开关为开状态的情况下,所述比较部进行所述波形的比较。

根据该方式,能够不进行继电器的切换而判定继电器的故障。

(5)在上述方式中,也可以是,所述第一电压信号在所述电源电路的停电判定部中用于判定所述交流电压的输入的停止的发生。

根据该方式,能够使停电判定部的一部分与交流电压获取部共通化,因此能够抑制装置的大型化。

(6)在上述方式中,也可以是,在经过了预先决定的时间的情况下,所述比较部进行所述波形的比较,所述判定部判定所述继电器是否发生了故障。

根据该方式,与始终进行判定的情况相比,能够实现具备继电器故障检测电路的装置的省电化。

(7)在上述方式中,也可以是,所述第二电压获取部具有对是否获取所述端子间电压进行切换的开关,在判定所述继电器是否发生了故障的情况下,所述开关被设为闭状态而输出所述第二电压信号。

根据该方式,能够减轻第二电压获取部的负荷,能够实现继电器故障检测电路的省电化,能够实现装置的省电化。

(8)在上述方式中,也可以是,所述继电器以双重化的方式设于所述电源电路,对于双重化的所述继电器,分别具备所述第二电压获取部以及所述比较部,所述判定部根据各自的所述波形的比较的结果,判定各自的所述继电器是否发生了故障,在判定为双重化的所述继电器中的任一方的继电器发生了故障的情况下,将双重化的所述继电器中的另一方的继电器设为开状态。

根据该方式,即使在对双重化的继电器中的一方的继电器被判定为发生了故障的情况下,通过将另一方的继电器设为开状态,也能够切断从电源电路输出的电力。

(9)根据本公开的第二方式,提供一种机器人。该机器人的特征在于,具备:作为动力源的马达;电源电路,供给用于驱动所述马达的电力;以及第一方式中的继电器故障检测电路。

根据该方式,能够在抑制向作为机器人的动力源的马达供给电力的电源电路的继电器的寿命的降低的同时,判定继电器的故障,切断向马达的电力供给。

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