[实用新型]一种二自由度机器人充电桩

权利要求书

1.一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：包括底板(1)和安装在底板(1)上的控制电路板(17)，以及转动连接在底板(1)上且相啮合的第一齿轮(11)和第二齿轮(2)；所述底板(1)上设置有架设在第一齿轮(11)上方的两个门字型支架(16)和与两个门字型支架(16)垂直设置的两块齿轮保护挡板(12)，两块齿轮保护挡板(12)中的一块位于第一齿轮(11)和第二齿轮(2)的一侧，两块齿轮保护挡板(12)中的另一块位于第一齿轮(11)和第二齿轮(2)的另一侧，两个门字型支架(16)上固定连接有位于第一齿轮(11)上方的舵机(10)，所述第一齿轮(11)与舵机(10)的输出轴固定连接，所述第二齿轮(2)上通过固定座(24)固定连接有电源插入挡板(8)，所述电源插入挡板(8)的下部固定连接有超声波测距模块(4)和与安装在机器人上的激光接收器配合使用的激光发射器(3)，所述超声波测距模块(4)位于激光发射器(3)的上方，所述电源插入挡板(8)的上部沿竖直方向设置有滑道(6)，所述电源插入挡板(8)的背面设置有电机(15)和与电机(15)的输出轴固定连接的丝杠(13)，所述丝杠(13)上连接有丝杠螺母(14)，所述丝杠螺母(14)上通过穿过滑道(6)并能够沿滑道(6)上下滑动的滑块固定连接有电源插口(7)；所述控制电路板(17)上集成有充电引导控制电路，所述充电引导控制电路包括微控制器(18)、与微控制器(18)相接且用于与安装在机器人上的无线通信模块无线连接并通信的ZigBee无线通信模块(19)和为所述充电引导控制电路中各用电模块供电的电源电路(20)，所述超声波测距模块(4)与微控制器(18)的输入端连接，所述舵机(10)与微控制器(18)的输出端连接，所述微控制器(18)的输出端还接有激光发射驱动电路(21)和电机驱动电路(22)，所述激光发射器(3)与激光发射驱动电路(21)连接，所述电机(15)与电机驱动电路(22)连接，所述电机(15)上接有电机编码器(25)，所述电机编码器(25)与微控制器(18)的输入端连接。

2.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述底板(1)上固定连接有第一转动轴和第二转动轴，所述第一齿轮(11)的几何中心位置处固定连接有第一圆柱滚子轴承，所述第一齿轮(11)通过将第一转动轴安装到第一圆柱滚子轴承中的方式转动连接在底板(1)上，所述第二齿轮(2)的几何中心位置处固定连接有第二圆柱滚子轴承，所述第二齿轮(2)通过将第二转动轴安装到第二圆柱滚子轴承中的方式转动连接在底板(1)上。

3.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述舵机(10)通过六角螺栓(9)和与六角螺栓(9)相配合的六角螺母与门字型支架(16)固定连接。

4.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述第一齿轮(11)和第二齿轮(2)的齿数比为1：1。

5.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述激光发射器(3)为一字线激光发射器。

6.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述固定座(24)的形状为圆柱形。

7.按照权利要求1所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述微控制器(18)包括单片机MSP430F169。

8.按照权利要求7所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述ZigBee无线通信模块(19)的型号为CC2530，所述ZigBee无线通信模块(19)的串口发送引脚与所述单片机MSP430F169的第33引脚连接，所述ZigBee无线通信模块(19)的串口接收引脚与所述单片机MSP430F169的第32引脚连接。

9.按照权利要求7所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述舵机(10)的控制线与所述单片机MSP430F169的第13引脚相接，所述激光发射驱动电路(21)包括三极管Q1，所述三极管Q1的基极通过电阻R1与所述单片机MSP430F169的第40引脚连接，所述激光发射器(3)的电源正极与电源电路(20)的+3.3V电压输出端连接，所述激光发射器(3)的电源负极与三极管Q1的集电极相接，所述三极管Q1的发射极接地。

10.按照权利要求7所述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述电机(15)为两相四线制步进电机M1，所述电机驱动电路(22)包括型号为A4988的电机驱动芯片D2以及型号均为PC817的光耦隔离芯片U1和光耦隔离芯片U2，所述光耦隔离芯片U1的第1引脚通过电阻R2与所述单片机MSP430F169的第17引脚连接，所述光耦隔离芯片U2的第1引脚通过电阻R4与所述单片机MSP430F169的第18引脚连接，所述光耦隔离芯片U1的第2引脚和第4引脚以及所述光耦隔离芯片U2的第2引脚和第4引脚均接地，所述光耦隔离芯片U1的第3引脚通过电阻R3与电源电路(20)的+5V电压输出端连接，所述光耦隔离芯片U2的第3引脚通过电阻R5与电源电路(20)的+5V电压输出端连接；所述电机驱动芯片D2的第1～4引脚以及第9引脚和第15引脚均接地，所述电机驱动芯片D2的第5引脚和第6引脚相接，所述电机驱动芯片D2的第7引脚与所述光耦隔离芯片U1的第3引脚相接，所述电机驱动芯片D2的第8引脚与所述光耦隔离芯片U2的第3引脚相接，所述电机驱动芯片D2的第10引脚与电源电路(20)的+5V电压输出端相接，所述电机驱动芯片D2的第11～14引脚依次对应与所述两相四线制步进电机M1的A接线端、C接线端、B接线端和D接线端相接，所述电机驱动芯片D2的第16引脚与电源电路(20)的+30V电压输出端相接。