CN207153117U - 武术擂台机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了武术擂台机器人，其中武术擂台机器人包括底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、驱动前后端铲爪向上翘起的动力组件以及用于控制动力组件动作的控制器；前后两端的所述铲爪的末端分别铰接在底盘的两端；所述动力组件与前后两端的所述铲爪驱动连接；所述红外光电传感器与所述控制器电连接，且所述控制器还与所述动力组件控制连接。本实用新型提供的武术擂台机器人，具有反应速度快，有效进攻的次数高以及结构设计合理，重量轻、结构稳定，可靠性强等诸多方面的技术优势。

Description

武术擂台机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人装备技术领域，尤其涉及武术擂台机器人。

背景技术

机器人武术擂台赛是一种对抗性比赛，比赛场地是正方形矮台，台上即为擂台场地。在这个擂台上，参赛双方的机器人可以模拟中国传统擂台格斗的规则，互相击打或推挤；如果一方机器人整体离开擂台区域或者被对方机器人打到不能行动，则判定另一方的机器人获胜。

由于上述赛事而产生了武术擂台赛机器人；武术擂台赛机器人，顾名思义，即专为机器人武术擂台赛设计的智能机器人。目前来讲，现有技术中的武术擂台赛机器人，大多采用小车结构，该小车可以检测到车身周边物体并根据相对位置决定采取闪避或攻击的动作。

进攻性能是武术擂台赛机器人的重要性能，现有技术中的武术擂台赛机器人都是具有单向进攻结构(其反应时间尤其转身进攻动作都很慢)，同时其一般是通过增加速度来提高有效进攻。但是机器人的进攻速度增加，同时也会影响机器人的自控制性能，导致武术擂台赛机器人控制性能失衡。

因此，如何在不增加武术擂台赛机器人速度的前提下，提高武术擂台赛机器人的进攻性能，成为武术擂台赛机器人的发展方向。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种武术擂台机器人，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型提供了一种武术擂台机器人，包括底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、驱动前后端铲爪向上翘起的动力组件以及用于控制动力组件动作的控制器；

前后两端的所述铲爪的末端分别铰接在底盘的两端；所述动力组件与前后两端的所述铲爪驱动连接；所述红外光电传感器与所述控制器电连接，且所述控制器还与所述动力组件控制连接。

优选的，作为一种可实施方案；所述红外光电传感器的数量为至少4个，所述底盘的底部的“前方”“后方”“左方”“右方”四个方位上至少安装一个所述红外光电传感器。

优选的，作为一种可实施方案；所述武术擂台机器人还包括位于所述底盘的两端的铰接座、弯折部和链接器；所述弯折部设置在所述链接器和所述铰接座之间；

所述铰接座分别设置在所述底盘的两端上；所述铰接座上设置有转轴；所述弯折部的一端通过所述转轴转动配合在所述铰接座上，所述弯折部的另一端与所述链接器的一端连接；且所述铲爪的末端与所述链接器的另一端连接；

所述动力组件包括数字舵机，所述数字舵机的输出轴与所述转轴的转动配合。

优选的，作为一种可实施方案；所述武术擂台机器人还包括小车以及车轮、行进驱动电机；所述车轮利用车轴成对的安装在所述底盘的两侧；所述行进驱动电机用于控制所述小车执行前进操作、后退操作以及转向操作。

优选的，作为一种可实施方案；所述行进驱动电机具体为步进电机。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲爪包括若干个铲爪组件；若干个铲爪组件依次横向排列连接在对应的所述链接器上。

优选的，作为一种可实施方案；每个所述铲爪组件均与所述链接器可拆卸连接。

优选的，作为一种可实施方案；每个所述铲爪组件均包括横截面为L形的铲板以及竖直设置在所述铲板两侧上的隔板；所述隔板均沿着所述铲爪的长度方向延伸设置。

优选的，作为一种可实施方案；所述铲板的表面上设置有多个镂空通孔，多个镂空通孔均沿着所述铲爪的长度方向间隔排布设置。

优选的，作为一种可实施方案；靠近所述铲爪前端的所述隔板的一端上设置倾斜面。

与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

本实用新型提供的一种武术擂台机器人，分析本实用新型实施例提供的武术擂台机器人的主要结构可知：

上述武术擂台机器人主要包括底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、动力组件以及控制器等几大结构部分；前后两端的所述铲爪的末端分别铰接在底盘的两端(即在进攻时，采取的技术动作是前后两端的所述铲爪的前端高度始终低于所述铲爪的末端高度)；所述动力组件与前后两端的所述铲爪驱动连接；所述红外光电传感器与所述控制器电连接，且所述控制器还与所述动力组件控制连接。

其中，上述前端的铲爪、后端的铲爪分别设置在所述底盘两端，这样一样其可实现前后双向进攻的技术动作；双向进攻，是指在武术擂台赛机器人相遇时能够利用双向结构的优势，提高反应速度，达到主动进攻的目的，避免错失进攻时机的可性能。其中控制器是控制动力组件等结构的电气部分，其中动力组件是主要的驱动装置，其主要作用是驱动前后端的铲爪向上翘起，这样可对其他机器人实施掀翻铲起进攻；同时红外光电传感器可以根据传感原理实时测定其他机器人的目标位置等，为武术擂台机器人判断是否进攻等提供技术保障；与此同时其将传感信号发给控制器；控制器则根据传感信号实时判断其他机器人的位置，进而控制执行装置选择进攻还是后退等动作。由上述结构构造形成的武术擂台机器人，兼具双向进攻功能，具有目标机器人位置识别以及判断功能，同时其还具有反应速度快，结构设计合理，结构稳定，可靠性强等诸多方面的技术优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的武术擂台机器人处于进攻状态的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的武术擂台机器人处于自然状态的结构示意图；

图3为图2的本实用新型实施例提供的武术擂台机器人的侧视结构示意图；

图4为图2的本实用新型实施例提供的武术擂台机器人的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的武术擂台机器人一视角下的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的武术擂台机器人另一视角下的立体结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的武术擂台机器人再一视角下的立体结构示意图；

图8为图7的本实用新型实施例提供的武术擂台机器人中铲爪的放大结构示意图；

图9为图7的本实用新型实施例提供的武术擂台机器人中的铲爪组件的放大结构示意图；

标号：1-铲爪；2-链接器；3-弯折部；4-铰接座；5-数字舵机；6-控制器；7-车轮；8-底盘；9-行进电机；10-动力组件；11-红外光电传感器；12-铲爪组件；13-铲板；14-隔板；15-镂空通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参见图1以及图2，本实用新型实施例提供的一种武术擂台机器人，包括底盘8、前端的铲爪1、后端的铲爪1、红外光电传感器11、驱动前后端铲爪向上翘起的动力组件10以及用于控制动力组件动作的控制器6(其还涉及了链接器2、弯折部3、铰接座4、数字舵机5、车轮7、行进电机9等具体结构，具体结构详见后续内容，同时另参见图3、图4、图5、图6)；

前后两端的所述铲爪1的末端分别铰接在底盘8的两端；所述动力组件10与前后两端的所述铲爪1驱动连接；所述红外光电传感器11与所述控制器6电连接，且所述控制器6还与所述动力组件10控制连接。

分析本实用新型提供的武术擂台机器人的主要结构可知：上述武术擂台机器人主要包括底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、动力组件以及控制器等几大结构部分；前后两端的所述铲爪的末端分别铰接在底盘的两端(即在进攻时，采取的技术动作是前后两端的所述铲爪的前端高度始终低于所述铲爪的末端高度)；所述动力组件与前后两端的所述铲爪驱动连接；所述红外光电传感器与所述控制器电连接，且所述控制器还与所述动力组件控制连接。

其中，上述前端的铲爪、后端的铲爪分别设置在所述底盘两端，这样一样其可实现前后双向进攻的技术动作；双向进攻，是指在武术擂台赛机器人相遇时能够利用双向结构的优势，提高反应速度，达到主动进攻的目的，避免错失进攻时机的可性能。其中控制器是控制动力组件等结构的电气部分，其中动力组件是主要的驱动装置，其主要作用是驱动前后端的铲爪向上翘起，这样可对其他机器人实施掀翻铲起进攻；同时红外光电传感器可以根据传感原理实时测定其他机器人的目标位置等，为武术擂台机器人判断是否进攻等提供技术保障；与此同时其将传感信号发给控制器；控制器则根据传感信号实时判断其他机器人的位置，进而控制执行装置选择进攻还是后退等动作。由上述结构构造形成的武术擂台机器人，兼具双向进攻功能，具有目标机器人位置识别以及判断功能，同时其还具有反应速度快，结构设计合理，结构稳定，可靠性强等诸多方面的技术优势。

下面对本实用新型实施例提供的武术擂台机器人及武术擂台机器人操作方法的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：

优选的，作为一种可实施方案；参见图1，所述红外光电传感器11的数量为至少4个，所述底盘8的底部的“前方”“后方”“左方”“右方”四个方位上至少安装一个所述红外光电传感器11。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，红外光电传感器可以通过红外传感方式获取不同方向上的目标位置；上述红外光电传感器可以选择使用多个，同时底盘的底部的“前方”“后方”“左方”“右方”四个方位上至少安装一个红外光电传感器，这样一来，可以从不同方位获得机器人或是障碍物的位置信息。

优选的，作为一种可实施方案；参见图1、图2，所述武术擂台机器人还包括位于所述底盘8的两端的铰接座4、弯折部3和链接器2；所述弯折部3设置在所述链接器2和所述铰接座4之间；

所述铰接座4分别设置在所述底盘8的两端上；所述铰接座4上设置有转轴(未示出)；所述弯折部3的一端通过所述转轴转动配合在所述铰接座4上，所述弯折部3的另一端与所述链接器2的一端连接；且所述铲爪1的末端与所述链接器2的另一端连接；

所述动力组件包括数字舵机，所述数字舵机的输出轴与所述转轴的转动配合；所述数字舵机用于控制所述铲爪1的转动角度。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，动力组件主要是数字舵机，该数字舵机的输出轴与转轴的转动配合；数字舵机用于控制铲爪的转动角度的调节。

在具体结构关系中，弯折部设置在链接器和铰接座之间；铰接座设置在底盘的两端上；所述铰接座上设置有转轴；所述弯折部的一端通过所述转轴转动配合在所述铰接座上，所述弯折部的另一端与所述链接器的一端连接；且所述铲爪的末端与所述链接器的另一端连接；这样一来，在当数字舵机驱动运转时，便可以带动转轴转动，从而带动弯折部转动，然后通过弯折部以及链接器的传动作用最终铲爪实现一定角度的转动作用。很显然，可在控制器的供电状态下，本实用新型实施例提供的武术擂台机器人能够高效灵敏的接收到不同方位是否发现敌方的信息，并及时传送到控制器，进行分析判断，然后执行相应的动作，从而达到对敌方快速有效地进攻。

同时，选择数字舵机可以更好的适应动力组件的设计要求；数字舵机以高频率向马达发送动力脉冲。数字舵机相对于传统动力设备，其频率高，每个动力脉冲的宽度更小，但马达在同一时间里收到更多的激励信号，因此其反应更快。数字舵机的马达以更高的频率响应发射机的信号，而且“无反应区”变小；这样使用上述数字舵机的本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其反应变得更快，加速和减速时也更迅速、更柔和。

优选的，作为一种可实施方案；参见图5、图6、图7，所述武术擂台机器人还包括小车以及车轮7、行进电机9；所述车轮7利用车轴成对的安装在所述底盘8的两侧；所述行进电机9用于控制所述小车执行前进操作、后退操作以及转向操作。

需要说明的是，武术擂台机器人还包括小车以及车轮、行进电机等结构；该行进电机是本实用新型实施例的武术擂台机器人的另一个动力设备；一般来说，数字舵机驱动前爪转动，行进电机则驱动前后车轮(即驱动小车行进)。该行进电机用于控制小车执行前进操作、后退操作以及转向操作。

优选的，作为一种可实施方案；所述行进电机9具体为步进电机。

需要说明的是，在本实用新型实施例中，上述行进电机可以选择多种形式的电机类型，例如：普通电机、伺服电机或是步进电机；但是其最优选使用为步进电机；因为步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件。同时步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性，同时步进电机改变脉冲的顺序，可以方便的改变转动的方向。因此，打印机、绘图仪、机器人等设备都以步进电机为动力核心。

优选的，作为一种可实施方案；参见图8和图9，所述铲爪1包括若干个铲爪组件12；若干个铲爪组件12依次横向排列连接在对应的所述链接器2上；每个所述铲爪组件12均与所述链接器2可拆卸连接。

需要说明的是，参见图8以及图9可知，上述铲爪实际上是由若干个铲爪组件并排构成的，且每个铲爪组件均与所述链接器可拆卸连接；由于本实用新型实施例提供的武术擂台机器人其铲爪主要用于攻击使用，因此可能会造成铲爪的损坏或是连接不稳定，因此将若干个铲爪组件依次横向排列可拆卸连接在对应的链接器上，这样在出现铲爪的损坏或是连接不稳定情况时，可以很方便对其进行拆卸更换以及维修。

优选的，作为一种可实施方案；如图8和图9所示，每个所述铲爪组件12均包括横截面为L形的铲板13，竖直设置在所述铲板13两侧上的隔板14；所述隔板14均沿着所述铲爪1的长度方向延伸设置。

需要说明的是，在每个铲爪组件的具体结构中，每个铲爪组件均包括横截面为L形的铲板，竖直设置在所述铲板两侧上的隔板；所述隔板均沿着所述铲爪的长度方向延伸设置。

优选的，作为一种可实施方案；如图8和图9所示，靠近所述铲爪前端的所述隔板14的一端上设置倾斜面。需要说明的是，上述隔板的一端上设置有倾斜面，该倾斜面十分利于其他机器人铲起来，进而为将其他机器人掀翻做准备动作。

优选的，作为一种可实施方案；如图8和图9所示，所述铲板13的表面上设置有多个镂空通孔15，多个镂空通孔15均沿着所述铲爪1的长度方向间隔排布设置。

需要说明的是，所述铲板的表面上设置有镂空通孔的结构，上述设计具有突出的技术效果；一方面镂空结构可以有利于维持铲板受力的平衡，另一方面镂空结构可以有利于铲板减轻重量，进而减少数字舵机对其负载载荷输出。

上述武术擂台机器人可以执行掀翻进攻和推下进攻动作；

需要说明的是，在进攻时，前后两端的铲爪安装在底盘上，且前端铲爪呈前低后高的斜面，当遭受敌方擂台赛机器人的撞击时，前端铲爪的较低一端会插入敌方擂台赛机器人的底部，使敌方擂台赛机器人的沿着斜面向上滑动，最终使敌方擂台赛机器人的前轮与地面分离，损失抓地力，被推下擂台；或者直接掀翻；在进攻状态下，底盘和铲爪后端在同一水平面时，铲爪与水平面的夹角为15°～30°。

所述武术擂台机器人可以执行翻越障碍的动作；

需要说明的是，前端铲爪铰接在底盘的前端，可在动力组件的驱动下，绕铰接点转动；当遇到障碍物时，动力组件驱动前端铲爪转动以相对后端底盘向上翘起，此时更容易翻越障碍物；因此，可以将路况信息输入控制器，控制器根据路况信息控制前端铲爪向上翘起的时机以及角度，能够顺利完成障碍路段。前后两端铲爪铰接在底盘的前端，可在动力组件的驱动下，绕铰接点转动，能够轻松翻越障碍物以及应对爬坡路段。在此状态下，在所述铲板与水平面的最大夹角为90度(即铲爪可以呈现直立状态)实现翻越。

所述武术擂台机器人可以执行躲闪动作；

需要说明的是，本实用新型实施例提供的武术擂台机器人能够满足随时改变攻击方向，即当敌方进攻我方前端时，我方即使在执行后退命令，也可以通过传感器传输回来的信息传给控制器，从而经过控制器的迅速判断，输出前进的命令，继而达到攻击的目的。同时其可以根据实时情况(即当目标机器人的位置距离低于进攻安全标准距离范围的最小值时)，迅速做出后退的技术动作。

本实用新型实施例提供的武术擂台机器人具有如下方面的技术优势：

一、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其主要由底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、动力组件、控制器以及小车、行进电机、车轮等结构部分构成，其每个装置部分都具有特殊的结构设计，且具体结构装置之间连接、布局等都具有巧妙的设计；因此，本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其设计更为合理，系统架构更加新颖、功能更加完善。

二、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其前后两端铲爪以前低后高的姿态安装在底盘的前端，当与敌方擂台赛机器人相撞时，前端铲爪的前端会插入敌方擂台赛机器人的底部，使敌方擂台赛机器人的前轮与地面分离，损失抓地力，被推下擂台或者掀翻，因此前端铲爪不仅能够轻巧的化解撞击力，而且能够增强掀翻敌方擂台赛机器人的能力；

三、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其前后两端的铲爪铰接在底盘的前端，可在动力组件的驱动下，绕铰接点转动，能够轻松翻越障碍物以及应对爬坡路段；

四、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其可以将路况信息输入控制器，控制器根据路况信息控制前后两端铲爪向上翘起的时机以及角度，能够顺利完成预设障碍的比赛路段；此外，除了在翻越障碍物时，控制器会控制驱动组件驱动前后两端铲爪翘起，在发生碰撞时，也会控制驱动组件驱动前后两端铲爪翘起，即可更为轻松的掀翻敌方擂台赛机器人，进一步加强防撞性能。

五、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其能够满足随时改变攻击方向，即当敌方进攻我方前端时，我方即使在执行后退命令，也可以通过传感器传输回来的信息传给控制器，从而经过控制器的迅速判断，输出前进的命令，继而达到攻击的目的。

六、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其最为突出的优势在于反应速度快，有效进攻的次数高。相对于单向进攻装置来说，本实用新型的技术方案具有以最小的转角就能达到有效进攻的目的。

七、本实用新型实施例提供的武术擂台机器人，其还具有重量轻、作战能力强、结构寿命长、结构可靠性强、安全性高、功能更完善等诸多方面的技术优势。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种武术擂台机器人，其特征在于，包括底盘、前端的铲爪、后端的铲爪、红外光电传感器、驱动前后端铲爪向上翘起的动力组件以及用于控制动力组件动作的控制器；

前后两端的所述铲爪的末端分别铰接在底盘的两端；所述动力组件与前后两端的所述铲爪驱动连接；所述红外光电传感器与所述控制器电连接，且所述控制器还与所述动力组件控制连接。

2.如权利要求1所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述红外光电传感器的数量为至少4个，所述底盘的底部的“前方”“后方”“左方”“右方”四个方位上至少安装一个所述红外光电传感器。

3.如权利要求1所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述武术擂台机器人还包括位于所述底盘的两端的铰接座、弯折部和链接器；所述弯折部设置在所述链接器和所述铰接座之间；

所述铰接座分别设置在所述底盘的两端上；所述铰接座上设置有转轴；所述弯折部的一端通过所述转轴转动配合在所述铰接座上，所述弯折部的另一端与所述链接器的一端连接；且所述铲爪的末端与所述链接器的另一端连接；

所述动力组件包括数字舵机，所述数字舵机的输出轴与所述转轴的转动配合。

4.如权利要求3所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述武术擂台机器人还包括小车以及车轮、行进驱动电机；所述车轮利用车轴成对的安装在所述底盘的两侧；所述行进驱动电机用于控制所述小车执行前进操作、后退操作以及转向操作。

5.如权利要求4所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述行进驱动电机具体为步进电机。

6.如权利要求5所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述铲爪包括若干个铲爪组件；若干个铲爪组件依次横向排列连接在对应的所述链接器上。

7.如权利要求6所述的武术擂台机器人，其特征在于，

每个所述铲爪组件均与所述链接器可拆卸连接。

8.如权利要求6所述的武术擂台机器人，其特征在于，

每个所述铲爪组件均包括横截面为L形的铲板以及竖直设置在所述铲板两侧上的隔板；所述隔板均沿着所述铲爪的长度方向延伸设置。

9.如权利要求8所述的武术擂台机器人，其特征在于，

所述铲板的表面上设置有多个镂空通孔，多个镂空通孔均沿着所述铲爪的长度方向间隔排布设置。

10.如权利要求9所述的武术擂台机器人，其特征在于，

靠近所述铲爪前端的所述隔板的一端上设置倾斜面。