智能射球競(jìng)技機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能射球競(jìng)技機(jī)器人，包括競(jìng)技場(chǎng)地以及機(jī)器人，其中所述機(jī)器人設(shè)有控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的電機(jī)模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應(yīng)模塊以及夾取模塊。本發(fā)明提供的智能射球競(jìng)技機(jī)器人能夠按照規(guī)定的路線進(jìn)行智能巡線行走，并且識(shí)別不同的路線類型，做出不同的反應(yīng)。通過巡線模塊算法、記憶模塊算法、脈沖計(jì)數(shù)修正算法、道具靶復(fù)位算法各個(gè)模塊算法的運(yùn)用，以及程序的編寫，使得各個(gè)模塊功能得到實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)機(jī)器人的功能。
【專利說明】 智能射球競(jìng)技機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能射球競(jìng)技機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在二十一世紀(jì)將成為和汽車、電腦并駕齊驅(qū)的主干產(chǎn)業(yè)。從龐大的工業(yè)機(jī)器人到微觀的納米機(jī)器人，從代表尖端技術(shù)的仿人型機(jī)器人到孩子們喜愛的寵物機(jī)器人，機(jī)器人正在日益走近我們的生活，成為人類最親密的伙伴。機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化在中國(guó)具有一定的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)和廣闊的市場(chǎng)前景。
[0003]機(jī)器人大賽以科技含量高、學(xué)科跨度寬、參與面廣和展示性強(qiáng)等特點(diǎn)在國(guó)際上有著很強(qiáng)的影響力。全球化的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)也給商家?guī)砹素S厚的利潤(rùn)回報(bào)。國(guó)內(nèi)的教育和科研機(jī)構(gòu)也日益關(guān)注機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展，有關(guān)科研工作在深度和規(guī)模上逐漸提高，全國(guó)高校基本形成了完整的課程體系，對(duì)推動(dòng)高校的科技創(chuàng)新和產(chǎn)學(xué)研一體化產(chǎn)生了積極作用，也為提高我國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域的國(guó)際地位做出了積極貢獻(xiàn)。
[0004]近年來國(guó)內(nèi)開展了許多與機(jī)器人有關(guān)的科普活動(dòng)、競(jìng)技比賽，旨在進(jìn)一步加強(qiáng)未成年人思想道德教育，提高廣大青少年的科學(xué)素養(yǎng)，發(fā)展自身潛能，引導(dǎo)更多的大中小學(xué)生關(guān)注科技、熱愛科技、走進(jìn)科技，涌現(xiàn)出更多的未來科學(xué)家和未來工程師。在積極推進(jìn)基礎(chǔ)教育和高等教育改革的過程中，滲透科學(xué)技術(shù)教育，努力培養(yǎng)大中小學(xué)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，造就適應(yīng)21世紀(jì)全球科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的新一代。
[0005]機(jī)器人大賽不但能吸引一大批電子信息產(chǎn)業(yè)制造商、銷售商、金融投資機(jī)構(gòu)和技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)提供產(chǎn)品和服務(wù)，而且還促進(jìn)了知名科研機(jī)構(gòu)、高等院校與高科技企業(yè)的合作交流，共同發(fā)展。通過大賽期間舉辦學(xué)術(shù)研討等活動(dòng)，眾多專家學(xué)者齊聚一堂，探討我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展出謀獻(xiàn)策，領(lǐng)銜助跑。
[0006]但是現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人行走是采用delay函數(shù)實(shí)現(xiàn)智能小車部分的轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作。該函數(shù)是通過改變延時(shí)的時(shí)間，從而改變轉(zhuǎn)彎動(dòng)作的延續(xù)時(shí)間，由此就能控制小車轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，隨著電量的減少，運(yùn)用delay函數(shù)控制轉(zhuǎn)彎的效果出錯(cuò)率將會(huì)大大增加。此外現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)器人行走沒有預(yù)定的地圖，并且會(huì)造成行走路線重復(fù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的首要目的在于提供一種能夠較可靠的定角度轉(zhuǎn)彎，沿地圖預(yù)定軌跡行走以實(shí)現(xiàn)競(jìng)技規(guī)則的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的具體方案如下:
[0008]一種智能射球競(jìng)技機(jī)器人，包括:
[0009]競(jìng)技場(chǎng)地，所述競(jìng)技場(chǎng)地設(shè)有網(wǎng)格狀的循跡線，在所述競(jìng)技場(chǎng)地上隨機(jī)分布設(shè)有待夾取的任務(wù)物品以及待擊倒的道具靶；
[0010]機(jī)器人，所述機(jī)器人設(shè)有控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的電機(jī)模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應(yīng)模塊以及夾取模塊，其中:
[0011]所述電機(jī)模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及用于行走的直流電機(jī)，其中所述直流電機(jī)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制模塊電連接；
[0012]所述發(fā)射模塊電磁鐵、繼電器，其中所述電磁鐵受所述繼電器驅(qū)動(dòng)做擊發(fā)動(dòng)作，所述繼電器與所述控制模塊電連接；
[0013]所述巡線模塊包括與所述控制模塊電連接的巡線傳感器；
[0014]所述感應(yīng)模塊包括用于感應(yīng)前方任務(wù)物品的感應(yīng)傳感器，所述感應(yīng)傳感器與所述控制模塊電連接；
[0015]所述夾取模塊包括機(jī)械手、夾取舵機(jī)，其中所述機(jī)械手受所述夾取舵機(jī)驅(qū)動(dòng)做夾取動(dòng)作，所述夾取舵機(jī)與所述控制模塊電連接。
[0016]優(yōu)選的，所述電機(jī)模塊還包括用于對(duì)所述直流電機(jī)測(cè)速的測(cè)速編碼器，所述測(cè)速編碼器與所述控制模塊電連接。
[0017]優(yōu)選的，所述控制模塊還包括用于調(diào)整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機(jī)。
[0018]優(yōu)選的，所述競(jìng)技場(chǎng)地還設(shè)有自動(dòng)復(fù)原裝置，所述道具靶通過所述自動(dòng)復(fù)原裝置設(shè)于所述競(jìng)技場(chǎng)地上。
[0019]優(yōu)選的，所述自動(dòng)復(fù)原裝置包括控制單元、復(fù)原舵機(jī)以及用于檢測(cè)所述道具靶傾倒?fàn)顟B(tài)的復(fù)原傳感器，所述復(fù)原傳感器、復(fù)原舵機(jī)分別與所述控制單元電連接。
[0020]優(yōu)選的，所述巡線模塊還包括記憶模塊，所述記憶模塊存儲(chǔ)有所述機(jī)器人的行走路線，確保所述機(jī)器人在與上一圈不同的行走路線上。
[0021]優(yōu)選的，所述控制模塊為AVR的ATMEGA系列高速單片機(jī)。
[0022]優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為L(zhǎng)298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。
[0023]本發(fā)明提供的智能射球競(jìng)技機(jī)器人能夠按照規(guī)定的路線進(jìn)行智能巡線行走，并且識(shí)別不同的路線類型，做出不同的反應(yīng)。通過巡線模塊算法、記憶模塊算法、脈沖計(jì)數(shù)修正算法、道具靶復(fù)位算法各個(gè)模塊算法的運(yùn)用，以及程序的編寫，使得各個(gè)模塊功能得到實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)機(jī)器人的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)器人模塊示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)器人巡線模塊流程示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例自動(dòng)復(fù)原裝置模塊示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)器人記憶模塊流程示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)器人主要流程示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明實(shí)施例機(jī)器人打道具靶模塊流程示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明實(shí)施例打道具靶模塊流程示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實(shí)施例夾取任務(wù)物品模塊流程示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明實(shí)施例釋放任務(wù)物品模塊流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0035]實(shí)施例
[0036]一種智能射球競(jìng)技機(jī)器人，包括競(jìng)技場(chǎng)地，所述競(jìng)技場(chǎng)地設(shè)有網(wǎng)格狀的循跡線，循跡線為用黑色的電工膠布貼出的黑色直線，在所述競(jìng)技場(chǎng)地上隨機(jī)分布設(shè)有待夾取的任務(wù)物品以及待擊倒的道具靶；還包括機(jī)器人，如圖1所示，所述機(jī)器人設(shè)有由AVR的ATMEGA系列高速單片機(jī)構(gòu)成的控制模塊，控制模塊也可以用51系列單片機(jī)或者ARM系列單片機(jī)代替，以及分別與所述控制模塊電連接的電機(jī)模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應(yīng)模塊以及夾取模塊，其中:所述電機(jī)模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及用于行走的四個(gè)直流電機(jī)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以是L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中所述直流電機(jī)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制模塊電連接，通過控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)；發(fā)射模塊則用于發(fā)射乒乓球，所述發(fā)射模塊包括電磁鐵、繼電器，其中所述電磁鐵受所述繼電器驅(qū)動(dòng)做擊發(fā)動(dòng)作，所述繼電器與所述控制模塊電連接，通過控制模塊控制繼電器的通斷實(shí)現(xiàn)電磁鐵的吸合與釋放，從而實(shí)現(xiàn)乒乓球的擊發(fā)；所述巡線模塊包括與所述控制模塊電連接的巡線傳感器，根據(jù)不同顏色對(duì)紅外光吸收的程度不同的原理，由控制模塊采集巡線傳感器上每個(gè)紅外接收器吸收發(fā)射的紅外光的強(qiáng)度，來辨別機(jī)器人巡線情況，并根據(jù)不同巡線情況操控直流電機(jī)的動(dòng)作，如圖2所示，當(dāng)巡線傳感器判斷機(jī)器人左偏或者右偏時(shí)，通過改變控制模塊改變機(jī)器人方向?qū)崿F(xiàn)校準(zhǔn)直到正壓黑線；所述感應(yīng)模塊包括用于感應(yīng)前方任務(wù)物品的感應(yīng)傳感器，所述感應(yīng)傳感器與所述控制模塊電連接，感應(yīng)傳感器也可以包括紅外接收器，當(dāng)前方有物體時(shí)，紅外接收器便會(huì)收到紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光的反射光，由此可以判斷機(jī)器人前方是否有任務(wù)物品；所述夾取模塊包括機(jī)械手、夾取舵機(jī)，其中所述機(jī)械手受所述夾取舵機(jī)驅(qū)動(dòng)做夾取動(dòng)作，所述夾取舵機(jī)與所述控制模塊電連接，通過夾取舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)械手的收放。
[0037]作為上述實(shí)施例方案的改進(jìn)，所述電機(jī)模塊還包括用于對(duì)所述直流電機(jī)測(cè)速的測(cè)速編碼器，所述測(cè)速編碼器與所述控制模塊電連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的精確位移。
[0038]作為上述實(shí)施例方案的改進(jìn)，所述控制模塊還包括用于調(diào)整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機(jī)。
[0039]作為上述實(shí)施例方案的改進(jìn)，所述競(jìng)技場(chǎng)地還設(shè)有自動(dòng)復(fù)原裝置，所述道具靶通過所述自動(dòng)復(fù)原裝置設(shè)于所述競(jìng)技場(chǎng)地上，本實(shí)施例中的自動(dòng)復(fù)原裝置如圖3所示，包括控制單元、復(fù)原舵機(jī)以及用于檢測(cè)所述道具靶傾倒?fàn)顟B(tài)的復(fù)原傳感器，所述復(fù)原傳感器、復(fù)原舵機(jī)分別與所述控制單元電連接，當(dāng)?shù)谰甙斜粨舻箷r(shí)，道具靶將遮擋住紅外發(fā)射器和紅外接收器，從而使紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光經(jīng)發(fā)射后被紅外接收器接收，控制模塊輪詢查詢各個(gè)道具靶后邊紅外傳感器的數(shù)值，便可確認(rèn)道具靶是否被擊落，若被擊落，則控制相應(yīng)的復(fù)原舵機(jī)將擊落的道具靶復(fù)原站立。
[0040]如圖4所示，作為上述實(shí)施例方案的改進(jìn)，所述巡線模塊還包括記憶模塊，當(dāng)圖2所示的巡線模塊遇到十字路口時(shí)，所述記憶模塊存儲(chǔ)有所述機(jī)器人的行走路線，確保所述機(jī)器人在與上一圈不同的行走路線上，例如，當(dāng)機(jī)器人行走至十字路口時(shí)，判斷是否為第一圈，如是則右轉(zhuǎn)行走，如不是則根據(jù)上一圈的行走方向進(jìn)行反向行走，例如上一圈為左轉(zhuǎn)行走，則本次則右轉(zhuǎn)行走。
[0041]如圖5?圖9所示，以本發(fā)明實(shí)施例提供的智能射球競(jìng)技機(jī)器人競(jìng)技規(guī)則如下:
[0042]競(jìng)賽規(guī)則
[0043]競(jìng)賽時(shí)間為5mins。
[0044]當(dāng)比賽開始指令發(fā)出后，選手啟動(dòng)小車，將豌豆射手形象的機(jī)器人從起點(diǎn)上沿著規(guī)定的軌道，開始循跡。通過十字路口，轉(zhuǎn)彎，感應(yīng)并夾取向日葵形象的任務(wù)物品，發(fā)一次炮彈打僵尸形象的道具靶。然后再將向日葵搬到十字路口對(duì)面并放下，再發(fā)一次炮彈打僵尸。打完兩個(gè)僵尸，豌豆射手沿著軌道去往下一個(gè)僵尸處，依次循環(huán)。
[0045]豌豆射手跑完一圈之后，若比賽規(guī)定時(shí)間還沒到，可繼續(xù)沿著軌道打僵尸。(跑完一圈之后有15秒的裝球時(shí)間。)
[0046]評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
[0047]夾起一個(gè)向日葵得10分(無論之后是否有打到僵尸)。
[0048]將向日葵放到指定的位置，不倒，得10分。(若不小心撞到，可由選手或裁判擺到指定的位置上，但不得分)。
[0049]若沒有夾到向日葵或沒有將向日葵放到指定的地方，打僵尸，如果這種情況下即使打倒了僵尸也不得分。
[0050]如果打完相對(duì)的兩個(gè)僵尸后，沒有到下一個(gè)十字路的僵尸處而是總在一個(gè)十字路口循環(huán)，則除第一次外，之后的動(dòng)作不計(jì)入總分。
[0051]打中一個(gè)僵尸得15分，打倒得30分。沒打到不得分。
[0052]注意:因違規(guī)操作損壞賽場(chǎng)提供的設(shè)備，污染賽場(chǎng)環(huán)境等不符合職業(yè)規(guī)范的行為，擾亂賽場(chǎng)秩序，干擾裁判員工作，視情節(jié)扣5?10分，情況嚴(yán)重者取消比賽資格。(本規(guī)則僅提供參考，游戲者可自行另訂規(guī)則)
[0053]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于包括: 競(jìng)技場(chǎng)地，所述競(jìng)技場(chǎng)地設(shè)有網(wǎng)格狀的循跡線，在所述競(jìng)技場(chǎng)地上隨機(jī)分布設(shè)有待夾取的任務(wù)物品以及待擊倒的道具靶； 機(jī)器人，所述機(jī)器人設(shè)有控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的電機(jī)模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應(yīng)模塊以及夾取模塊，其中: 所述電機(jī)模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及用于行走的直流電機(jī)，其中所述直流電機(jī)與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電連接，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊與所述控制模塊電連接； 所述發(fā)射模塊電磁鐵、繼電器，其中所述電磁鐵受所述繼電器驅(qū)動(dòng)做擊發(fā)動(dòng)作，所述繼電器與所述控制模塊電連接； 所述巡線模塊包括與所述控制模塊電連接的巡線傳感器； 所述感應(yīng)模塊包括用于感應(yīng)前方任務(wù)物品的感應(yīng)傳感器，所述感應(yīng)傳感器與所述控制模塊電連接； 所述夾取模塊包括機(jī)械手、夾取舵機(jī)，其中所述機(jī)械手受所述夾取舵機(jī)驅(qū)動(dòng)做夾取動(dòng)作，所述夾取舵機(jī)與所述控制模塊電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述電機(jī)模塊還包括用于對(duì)所述直流電機(jī)測(cè)速的測(cè)速編碼器，所述測(cè)速編碼器與所述控制模塊電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述控制模塊還包括用于調(diào)整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述競(jìng)技場(chǎng)地還設(shè)有自動(dòng)復(fù)原裝置，所述道具靶通過所述自動(dòng)復(fù)原裝置設(shè)于所述競(jìng)技場(chǎng)地上。
5.如權(quán)利要求4所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述自動(dòng)復(fù)原裝置包括控制單元、復(fù)原舵機(jī)以及用于檢測(cè)所述道具靶傾倒?fàn)顟B(tài)的復(fù)原傳感器，所述復(fù)原傳感器、復(fù)原舵機(jī)分別與所述控制單元電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述巡線模塊還包括記憶模塊，所述記憶模塊存儲(chǔ)有所述機(jī)器人的行走路線，確保所述機(jī)器人在與上一圈不同的行走路線上。
7.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述控制模塊為的八系列高速單片機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的智能射球競(jìng)技機(jī)器人，其特征在于: 所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為[298^電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。
【文檔編號(hào)】A63H29/22GK104383689SQ201410337248
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】伍馮潔, 黃文愷, 林澤光, 馮運(yùn), 李爍, 曹錦新, 吳川平, 楊凡, 陳虹, 韓曉英, 朱靜, 姚佳岷 申請(qǐng)人:廣州大學(xué)