一种新型降温机器人通用主控板的制作方法

本实用新型涉及一种主控板，尤其是涉及一种新型降温机器人通用主控板，涉及主控板技术领域。

背景技术：

随着机器人、工业5.0、中国制造2025的蓬勃发展，对通用主控的性能、丰富的接口等要求日益迫切，然而市场上通用主控板很少见，切性能比较弱，也不开源，已经无法适应市场的发展。目前国内的主控板普遍采用微处理器为ATMEGA1280或STM32F103，性能比较弱，处理速度慢，微处理器主频低，计算能力差，程序存储空间少，已无法满足市场的需求，且接口极少，不易扩展，实用性差。已经不能满足市场上服务机器人和工业AGV的功能需求，更为关键的是，现在的主控板需采用计算能力极高的CPU，这促进了机器人领域极大的进步，但同时极高的计算能力也给处理器增加了负载，提高了主控板的温度，温度的提高增加了电阻的量，进而限制了主控板的计算能力。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有主控板的缺陷，提供一种新型降温机器人通用主控板，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型降温机器人通用主控板，包括主控单元；所述主控单元信号输出一端连接IO输出单元，且所述主控单元双向连接的通讯单元和总线单元，所述主控单元还分别连接电源单元、防撞条输入单元、障碍物检测单元、电池电压检测单元、IO输入单元和模拟信号输入单元的信号输出一端，所述电源单元与降温单元连接，所述降温单元与主控单元用导热硅片连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电源单元包括可连接外部电源的防反接电路、与防反接电路连接的DCDC降压电路及连接DCDC降压电路的稳压滤波电路，该稳压滤波电路信号输出一端连接所述主控单元。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防撞条输入单元、障碍物检测单元及IO输入单元均包括带信号输入端的开关K1、二极管D1及第一电阻R1，所述二极管D1负极连接开关K1，正极连接第一电阻R1，二极管D1负极接地，二极管D1处还并联一第二电阻R2，第一电阻R1连接一电容C1后接地，第一电阻R1还具有一连接主控单元的信号输出端。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述障碍物检测单元和IO输入单元还包括连接主控单元的5V电源输出电路。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电池电压检测单元包括依次串联的100k电阻和10k电阻及电容滤波电路，所述电容滤波电路连接所述主控单元。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述IO输出单元包括ULN2003驱动电路及串联于ULN2003驱动电路信号输出一端的自动恢复保险丝，主控单元输出端连接到ULN2003驱动电路信号输入一端。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述主控单元包括主控芯片及连接于主控芯片上的外围电路电源滤波电路、复位电路、晶振电路、SWD烧写程序接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述模拟信号输入单元包括可连接外部设备的插接件和连接所述插接件与主控单元之间的低通阻容滤波电路、外设供电输出电容滤波电路。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述通讯单元包括连接主控单元的RS232通讯电路、连接RS232通讯电路的防冲击保护电路及连接防冲击保护电路的通讯接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述总线单元包括CAN总线接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计巧妙，接口丰富，易扩展，处理能力强、速度快，存储容量大，实用性强，且使用的安全性高，且接口简单，制造方便，生产成本低，实用方便，在具有高速计算能力的时候，还可以给主控单元降温，更好的保持主控板的的寿命和运算能力。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型所述一种新型降温机器人通用主控板结构示意图；

图2为本实用新型的障碍物检测单元电路图。

图中：1、电源单元；2、防撞条输入单元；3、障碍物检测单元；4、电池电压检测单元；5、IO输入单元；6、IO输出单元；7、主控单元；8、模拟信号输入单元；9、总线单元；10、通讯单元；11、降温单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种新型降温机器人通用主控板包括主控单元7；主控单元7信号输出一端连接IO输出单元6，且主控单元7双向连接的通讯单元10和总线单元9，主控单元7的还分别连接电源单元1、防撞条输入单元2、障碍物检测单元3、电池电压检测单元4、IO输入单元5和模拟信号输入单元8的信号输出一端，电源单元1与降温单元11连接，降温单元11与主控单元7用导热硅片连接，以便主控单元和降温单元实现无缝贴合。

进一步的，电源单元1包括可连接外部电源的防反接电路、与防反接电路连接的DCDC降压电路及连接DCDC降压电路的稳压滤波电路，该稳压滤波电路信号输出一端连接主控单元7。

进一步的，防撞条输入单元2、障碍物检测单元3及IO输入单元5均包括带信号输入端的开关K1、二极管D1及第一电阻R1，二极管D1负极连接开关K1，正极连接第一电阻R1，二极管D1负极接地，二极管D1处还并联一第二电阻R2，第一电阻R1连接一电容C1后接地，第一电阻R1还具有一连接主控单元7的信号输出端。

进一步的，障碍物检测单元3和IO输入单元5还包括连接主控单元7的5V电源输出电路。

进一步的，电池电压检测单元4包括依次串联的100k电阻和10k电阻及电容滤波电路，电容滤波电路连接主控单元7。

进一步的，IO输出单元6包括ULN2003驱动电路及串联于ULN2003驱动电路信号输出一端的自动恢复保险丝，主控单元7输出端连接到ULN2003驱动电路信号输入一端。

进一步的，主控单元7包括主控芯片及连接于主控芯片上的外围电路电源滤波电路、复位电路、晶振电路、SWD烧写程序接口。

进一步的，模拟信号输入单元8包括可连接外部设备的插接件和连接插接件与主控单元7之间的低通阻容滤波电路、外设供电输出电容滤波电路。

进一步的，通讯单元10包括连接主控单元7的RS232通讯电路、连接RS232通讯电路的防冲击保护电路及连接防冲击保护电路的通讯接口。

进一步的，总线单元9包括CAN总线接口。

具体原理：电源单元包括防反接电路、DCDC降压电路及稳压滤波电路。防反接电路可连接外部电源信号输出一端，DCDC降压电路信号与防反接电路信号输出一端连接，稳压滤波电路连接DCDC降压电路信号输出一端，该稳压滤波电路信号输出一端连接主控单元。电源单元的输入电压范围为8到37V，输出电压为5V和3.3V，其电源管理芯片为LM2596-5.0和AMS1117-3.3组成。具备防反接输入保护，板载电源丰富，有5V和3.3V输出。

如图2所示，防撞条输入单元、障碍物检测单元及IO输入单元均包括带信号输入端的开关K1、二极管D1及第一电阻R1，二极管D1负极连接开关K1，正极连接第一电阻R1，二极管D1负极接地，二极管D1处还并联一第二电阻R2，第一电阻R1连接一电容C1后接地，第一电阻R1还具有一连接主控单元的信号输出端。障碍物检测单元和IO输入单元还包括连接主控单元的5V电源输出电路，该5V电源输出电路可给外界设备供电。外界设备为5V的红外光电开关或触摸开关。当没有接输入或输入接高电平，不管输入电压是3.3V还是100V，输入二极管都不会导通，由于输出上拉电阻的作用，输出高电平，当输入低电平0V时，输入二极管导通，输出低电平，输出前端的电阻和电容，是对输入信号的低通滤波，具有抗干扰作用。此电路的巧妙设计既实现了高低电平的检测，又起到了隔离的作用，而且功耗低，电路简单，节省了空间，又降低了成本。IO输入单元输入可根据实际需要接启动、停止按钮，以及其它开光量型号，并且IO输入单元5接口上引出了5V电源，也可接传感器，如5V的红外光电开关或触摸开关，作为传感器信号的输入。

具体的，电池电压检测单元包括依次串联的100k电阻、10k电阻及电容滤波电路，电容滤波电路连接主控单元。电流经过100k电阻和10k电阻分压后，再经电容滤波后传至主控单元，主控单元的模拟参考电源接的3.3V，电阻分压缩小了11倍，那么电池电压最高输入可到36.3V。

IO输出单元包括ULN2003驱动电路及串联于ULN2003驱动电路信号输出一端的自动恢复保险丝，ULN2003驱动电路信号输入一端连接主控单元。自动恢复保险丝输出可接继电器、电磁阀、小功率直流电机、三色警示灯等。

主控单元包括主控芯片及连接于主控芯片上的外围电路电源滤波电路、复位电路、晶振电路、SWD烧写程序接口。外围电路电源滤波电路直接连接于主控芯片上的电源输入引脚、复位电路直接连接于主控芯片上的复位引脚、晶振电路直接连接于主控芯片上的晶振连接引脚、SWD烧写程序接口直接连接于主控芯片上的SWD烧写程序引脚。主控芯片为STM32F407具体为STM32F407VGT6，程序最大容量1MB，先进的Cortex-M4内核，较强的浮点运算能力，增强的DSP处理指令。程序存储空间可达1MB。极致的运行速度，主频可达168M，以168MHz高速运行时可达到210DMIPS的处理能力。

本实用新型设计巧妙，接口丰富，易扩展，处理能力强、速度快，存储容量大，实用性强，且使用的安全性高，且接口简单，制造方便，生产成本低，实用方便，在具有高速计算能力的时候，还可以给主控单元降温，更好的保持主控板的的寿命和运算能力。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。