[实用新型]一种二自由度机器人充电桩

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人自主充电技术领域，具体涉及一种二自由度机器人充电桩。

背景技术

随着移动机器人技术不断的发展，自主移动机器人由于其良好的智能性、自主性已成为了机器人研究领域的热点之一，被赋予了多种多样的任务，如今自主机器人已经被广泛的应用到了各个行业，如清扫机器人、引导机器人、运输机器人、水下无缆机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等。尽管机器人的功能在不断地扩展，应用也越来越广泛，但是所有的这一切都离不开电能的支持。随着机器人功能的不断扩展，机器人对电能的要求量也不断的增加，如何实现长时间的、有效的供电成为了机器人产业化必须面对和解决的问题，自主充电技术是解决机器人自主性的关键。

目前，蓄电池单位重量储存的能量太少，同时机器人所用的电池较贵，也未形成经济规模，购买价格也较贵。因此，对于机器人而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程。机器人在行驶过程中，因为其电池都是预先配置的，因此很可能会在工作时将耗费掉电池中的电量，而如果没有相应的充电站给机器人直接进行快速有效充电，则机器人长期工作就不可能成为现实。综上所述，为保证机器人的正常工作，如何快速有效地给机器人电池进行充电，成为了迫切需要解决的技术问题。为了解决这一技术问题，有人研发了激光引导式机器人充电桩，能够实现机器人电池自主充电，但是，现有技术中的机器人充电桩由于只能在水平面上来回转动对准机器人，因此还存在着地形适应性较差、不同型号的机器人适性较差、充电对准效率低等缺陷和不足，限制了其推广使用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种二自由度机器人充电桩，其结构简单，实现方便且成本低，使用方便，能够快速有效地给机器人电池进行充电，对地形的容忍度大，对接效率和成功率高，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：包括底板和安装在底板上的控制电路板，以及转动连接在底板上且相啮合的第一齿轮和第二齿轮；所述底板上设置有架设在第一齿轮上方的两个门字型支架和与两个门字型支架垂直设置的两块齿轮保护挡板，两块齿轮保护挡板中的一块位于第一齿轮和第二齿轮的一侧，两块齿轮保护挡板中的另一块位于第一齿轮和第二齿轮的另一侧，两个门字型支架上固定连接有位于第一齿轮上方的舵机，所述第一齿轮与舵机的输出轴固定连接，所述第二齿轮上通过固定座固定连接有电源插入挡板，所述电源插入挡板的下部固定连接有超声波测距模块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，所述超声波测距模块位于激光发射器的上方，所述电源插入挡板的上部沿竖直方向设置有滑道，所述电源插入挡板的背面设置有电机和与电机的输出轴固定连接的丝杠，所述丝杠上连接有丝杠螺母，所述丝杠螺母上通过穿过滑道并能够沿滑道上下滑动的滑块固定连接有电源插口；所述控制电路板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、与微控制器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，所述超声波测距模块与微控制器的输入端连接，所述舵机与微控制器的输出端连接，所述微控制器的输出端还接有激光发射驱动电路和电机驱动电路，所述激光发射器与激光发射驱动电路连接，所述电机与电机驱动电路连接，所述电机上接有电机编码器，所述电机编码器与微控制器的输入端连接。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述底板上固定连接有第一转动轴和第二转动轴，所述第一齿轮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上，所述第二齿轮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上。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述舵机通过六角螺栓和与六角螺栓相配合的六角螺母与门字型支架固定连接。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述第一齿轮和第二齿轮的齿数比为1：1。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述激光发射器为一字线激光发射器。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述固定座的形状为圆柱形。

上述的一种二自由度机器人充电桩，其特征在于：所述微控制器包括单片机MSP430F169。