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

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能射球競技機器人。

【背景技術】
[0002]機器人產業(yè)在二十一世紀將成為和汽車、電腦并駕齊驅的主干產業(yè)。從龐大的工業(yè)機器人到微觀的納米機器人，從代表尖端技術的仿人型機器人到孩子們喜愛的寵物機器人，機器人正在日益走近我們的生活，成為人類最親密的伙伴。機器人技術和產業(yè)化在中國具有一定的現(xiàn)實基礎和廣闊的市場前景。
[0003]機器人大賽以科技含量高、學科跨度寬、參與面廣和展示性強等特點在國際上有著很強的影響力。全球化的機器人產業(yè)市場也給商家?guī)砹素S厚的利潤回報。國內的教育和科研機構也日益關注機器人事業(yè)的發(fā)展，有關科研工作在深度和規(guī)模上逐漸提高，全國高?；拘纬闪送暾恼n程體系，對推動高校的科技創(chuàng)新和產學研一體化產生了積極作用，也為提高我國在機器人領域的國際地位做出了積極貢獻。
[0004]近年來國內開展了許多與機器人有關的科普活動、競技比賽，旨在進一步加強未成年人思想道德教育，提高廣大青少年的科學素養(yǎng)，發(fā)展自身潛能，引導更多的大中小學生關注科技、熱愛科技、走進科技，涌現(xiàn)出更多的未來科學家和未來工程師。在積極推進基礎教育和高等教育改革的過程中，滲透科學技術教育，努力培養(yǎng)大中小學學生的實踐能力和創(chuàng)新精神，造就適應21世紀全球科技、經濟發(fā)展需要的新一代。
[0005]機器人大賽不但能吸引一大批電子信息產業(yè)制造商、銷售商、金融投資機構和技術服務機構提供產品和服務，而且還促進了知名科研機構、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術研討等活動，眾多專家學者齊聚一堂，探討我國自動化技術和信息技術的發(fā)展趨勢，為推動產業(yè)發(fā)展出謀獻策，領銜助跑。
[0006]但是現(xiàn)有技術中的機器人行走是采用delay函數(shù)實現(xiàn)智能小車部分的轉彎等動作。該函數(shù)是通過改變延時的時間，從而改變轉彎動作的延續(xù)時間，由此就能控制小車轉動的角度，隨著電量的減少，運用delay函數(shù)控制轉彎的效果出錯率將會大大增加。此外現(xiàn)有技術中的機器人行走沒有預定的地圖，并且會造成行走路線重復。


【發(fā)明內容】

[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彎，沿地圖預定軌跡行走以實現(xiàn)競技規(guī)則的智能射球競技機器人，為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的具體方案如下:
[0008]一種智能射球競技機器人，包括:
[0009]競技場地，所述競技場地設有網格狀的循跡線，在所述競技場地上隨機分布設有待夾取的任務物品以及待擊倒的道具靶；
[0010]機器人，所述機器人設有控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的電機模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應模塊以及夾取模塊，其中:
[0011]所述電機模塊包括電機驅動模塊以及用于行走的直流電機，其中所述直流電機與所述電機驅動模塊電連接，所述電機驅動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動做擊發(fā)動作，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]所述感應模塊包括用于感應前方任務物品的感應傳感器，所述感應傳感器與所述控制模塊電連接；
[0015]所述夾取模塊包括機械手、夾取舵機，其中所述機械手受所述夾取舵機驅動做夾取動作，所述夾取舵機與所述控制模塊電連接。
[0016]優(yōu)選的，所述電機模塊還包括用于對所述直流電機測速的測速編碼器，所述測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整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機。
[0018]優(yōu)選的，所述競技場地還設有自動復原裝置，所述道具靶通過所述自動復原裝置設于所述競技場地上。
[0019]優(yōu)選的，所述自動復原裝置包括控制單元、復原舵機以及用于檢測所述道具靶傾倒狀態(tài)的復原傳感器，所述復原傳感器、復原舵機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，所述記憶模塊存儲有所述機器人的行走路線，確保所述機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。
[0022]優(yōu)選的，所述電機驅動模塊為L298N電機驅動模塊。
[0023]本發(fā)明提供的智能射球競技機器人能夠按照規(guī)定的路線進行智能巡線行走，并且識別不同的路線類型，做出不同的反應。通過巡線模塊算法、記憶模塊算法、脈沖計數(shù)修正算法、道具靶復位算法各個模塊算法的運用，以及程序的編寫，使得各個模塊功能得到實現(xiàn)，從而實現(xiàn)了整個機器人的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發(fā)明的不當限定，在附圖中:
[0025]圖1為本發(fā)明實施例機器人模塊示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實施例機器人巡線模塊流程示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實施例自動復原裝置模塊示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實施例機器人記憶模塊流程示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明實施例機器人主要流程示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明實施例機器人打道具靶模塊流程示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明實施例打道具靶模塊流程示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實施例夾取任務物品模塊流程示意圖；
[0033]圖9為本發(fā)明實施例釋放任務物品模塊流程示意圖。

【具體實施方式】
[0034]下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
[0035]實施例
[0036]一種智能射球競技機器人，包括競技場地，所述競技場地設有網格狀的循跡線，循跡線為用黑色的電工膠布貼出的黑色直線，在所述競技場地上隨機分布設有待夾取的任務物品以及待擊倒的道具靶；還包括機器人，如圖1所示，所述機器人設有由AVR的ATMEGA系列高速單片機構成的控制模塊，控制模塊也可以用51系列單片機或者ARM系列單片機代替，以及分別與所述控制模塊電連接的電機模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應模塊以及夾取模塊，其中:所述電機模塊包括電機驅動模塊以及用于行走的四個直流電機，所述電機驅動模塊可以是L298N電機驅動模塊，其中所述直流電機與所述電機驅動模塊電連接，所述電機驅動模塊與所述控制模塊電連接，通過控制模塊控制電機驅動模塊，實現(xiàn)直流電機的驅動；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動做擊發(fā)動作，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現(xiàn)電磁鐵的吸合與釋放，從而實現(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紅外接收器吸收發(fā)射的紅外光的強度，來辨別機器人巡線情況，并根據(jù)不同巡線情況操控直流電機的動作，如圖2所示，當巡線傳感器判斷機器人左偏或者右偏時，通過改變控制模塊改變機器人方向實現(xiàn)校準直到正壓黑線；所述感應模塊包括用于感應前方任務物品的感應傳感器，所述感應傳感器與所述控制模塊電連接，感應傳感器也可以包括紅外接收器，當前方有物體時，紅外接收器便會收到紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光的反射光，由此可以判斷機器人前方是否有任務物品；所述夾取模塊包括機械手、夾取舵機，其中所述機械手受所述夾取舵機驅動做夾取動作，所述夾取舵機與所述控制模塊電連接，通過夾取舵機轉動傳動機械手的收放。
[0037]作為上述實施例方案的改進，所述電機模塊還包括用于對所述直流電機測速的測速編碼器，所述測速編碼器與所述控制模塊電連接，實現(xiàn)機器人的精確位移。
[0038]作為上述實施例方案的改進，所述控制模塊還包括用于調整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機。
[0039]作為上述實施例方案的改進，所述競技場地還設有自動復原裝置，所述道具靶通過所述自動復原裝置設于所述競技場地上，本實施例中的自動復原裝置如圖3所示，包括控制單元、復原舵機以及用于檢測所述道具靶傾倒狀態(tài)的復原傳感器，所述復原傳感器、復原舵機分別與所述控制單元電連接，當?shù)谰甙斜粨舻箷r，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)射的紅外光經發(fā)射后被紅外接收器接收，控制模塊輪詢查詢各個道具靶后邊紅外傳感器的數(shù)值，便可確認道具靶是否被擊落，若被擊落，則控制相應的復原舵機將擊落的道具靶復原站立。
[0040]如圖4所示，作為上述實施例方案的改進，所述巡線模塊還包括記憶模塊，當圖2所示的巡線模塊遇到十字路口時，所述記憶模塊存儲有所述機器人的行走路線，確保所述機器人在與上一圈不同的行走路線上，例如，當機器人行走至十字路口時，判斷是否為第一圈，如是則右轉行走，如不是則根據(jù)上一圈的行走方向進行反向行走，例如上一圈為左轉行走，則本次則右轉行走。
[0041]如圖5?圖9所示，以本發(fā)明實施例提供的智能射球競技機器人競技規(guī)則如下:
[0042]競賽規(guī)則
[0043]競賽時間為5mins。
[0044]當比賽開始指令發(fā)出后，選手啟動小車，將豌豆射手形象的機器人從起點上沿著規(guī)定的軌道，開始循跡。通過十字路口，轉彎，感應并夾取向日葵形象的任務物品，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面并放下，再發(fā)一次炮彈打僵尸。打完兩個僵尸，豌豆射手沿著軌道去往下一個僵尸處，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秒的裝球時間。)
[0046]評分標準
[0047]夾起一個向日葵得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]如果打完相對的兩個僵尸后，沒有到下一個十字路的僵尸處而是總在一個十字路口循環(huán)，則除第一次外，之后的動作不計入總分。
[0051]打中一個僵尸得15分，打倒得30分。沒打到不得分。
[0052]注意:因違規(guī)操作損壞賽場提供的設備，污染賽場環(huán)境等不符合職業(yè)規(guī)范的行為，擾亂賽場秩序，干擾裁判員工作，視情節(jié)扣5?10分，情況嚴重者取消比賽資格。(本規(guī)則僅提供參考，游戲者可自行另訂規(guī)則)
[0053]以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在【具體實施方式】以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1.一種智能射球競技機器人，其特征在于包括: 競技場地，所述競技場地設有網格狀的循跡線，在所述競技場地上隨機分布設有待夾取的任務物品以及待擊倒的道具靶； 機器人，所述機器人設有控制模塊，以及分別與所述控制模塊電連接的電機模塊、發(fā)射模塊、巡線模塊、感應模塊以及夾取模塊，其中: 所述電機模塊包括電機驅動模塊以及用于行走的直流電機，其中所述直流電機與所述電機驅動模塊電連接，所述電機驅動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動做擊發(fā)動作，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； 所述感應模塊包括用于感應前方任務物品的感應傳感器，所述感應傳感器與所述控制模塊電連接； 所述夾取模塊包括機械手、夾取舵機，其中所述機械手受所述夾取舵機驅動做夾取動作，所述夾取舵機與所述控制模塊電連接。
2.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述電機模塊還包括用于對所述直流電機測速的測速編碼器，所述測速編碼器與所述控制模塊電連接。
3.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述控制模塊還包括用于調整所述發(fā)射模塊發(fā)射角度的升降舵機。
4.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述競技場地還設有自動復原裝置，所述道具靶通過所述自動復原裝置設于所述競技場地上。
5.如權利要求4所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述自動復原裝置包括控制單元、復原舵機以及用于檢測所述道具靶傾倒狀態(tài)的復原傳感器，所述復原傳感器、復原舵機分別與所述控制單元電連接。
6.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述巡線模塊還包括記憶模塊，所述記憶模塊存儲有所述機器人的行走路線，確保所述機器人在與上一圈不同的行走路線上。
7.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述控制模塊為的八系列高速單片機。
8.如權利要求1所述的智能射球競技機器人，其特征在于: 所述電機驅動模塊為[298^電機驅動模塊。
【文檔編號】A63H29/22GK104383689SQ201410337248
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】伍馮潔, 黃文愷, 林澤光, 馮運, 李爍, 曹錦新, 吳川平, 楊凡, 陳虹, 韓曉英, 朱靜, 姚佳岷 申請人:廣州大學