[发明专利]射箭机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机器人技术领域的系统，具体是一种射箭机器人系统。

背景技术

射箭是体能、技能和心里素质的综合体验，技术动作全过程分为准备部分和发射部分。准备部分包括站立、准备、举弓、开弓、固势、瞄准，发射部分包括伸展、撒放和射后余姿等环节。目前虽然有些大城市修建了室内射箭馆，提供了真实的射箭环境，但存在如下弊端：使用标准的弓箭，重量较重、尺寸也较大，不适合儿童和力气较小的人使用，使参与人群受限。需要专业的拉弓、放箭知识，存在一定的危险性，必须事先经专业人员辅导，过程复杂，降低了娱乐性。由于室内射箭馆成本较高，加之容量限制，导致消费也偏高。因此开发一种适合各类人群的集运动与娱乐为一体的射箭机器人系统是十分必要的，娱乐机器人已成为机器人领域的重要发展方向之一。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为200420081489.1，实用新型专利《射箭机器人》，提供了一种射箭机器人，包括握弓手和取箭拉弦手二部分，每部分包括结构相同的底座、大臂和小臂，底座和大臂、大臂和小臂均为转动相连。握弓手还包括固定在其小臂上的握弓手爪，取箭拉弦手还包括固定在其小臂上的取箭拉弦手爪。该射箭机器人虽然可以有效完成射箭动作的全过程，但结构设计比较复杂，要保证射箭动作的正确性与精确性，对机器人本体的加工精度和控制精度要求都较高。另外，没有配备响应的辅助设备，如音响、多媒体显示等，娱乐性不强，同时缺少必要的保护措施，安全性差，不适合青少年的参与。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种射箭机器人系统，使其自动完成拉弓、放箭等动作，并伴有语音效果，如动作提示、射击环数、注意事项等，同时游客还可以根据自身需要选取不同型号的弓箭，和机器人比赛射箭技术，有很强的娱乐性。

本发明通过以下技术方案实现的，本发明包括：游客用弓箭、虚拟箭靶生成系统、视觉系统、游客操作系统、网络服务器、主控计算机、灯光音响系统、机器人左臂、机器人控制器、机器人右臂、机器人专用弓箭机构、靶板、屏幕，其连接关系为：主控计算机与虚拟箭靶生成系统、视觉系统、游客操作系统、灯光音响系统、机器人控制器、机器人左臂和机器人右臂以及机器人专用弓箭机构分别相连接，机器人左臂和机器人右臂与机器人控制器相连接，机器人专用弓箭机构安装在由机器人左臂和机器人右臂组成的左右臂上，靶板固定在地面上，屏幕悬挂在靶板前面。

所述虚拟箭靶生成系统负责在靶板上生成射击目标；所述视觉系统负责采集和处理靶板上面的图像，并把图像信息处理结果传递给主控计算机；所述游客操作系统由游客选择箭靶运动模式和对抗难度，并将选择后的信息传送至主控计算机；所述主控计算机一方面接收游客操作系统的信息，形成机器人双臂运动控制信息，并将该控制信息传递给机器人控制器，另一方面接收视觉系统的图像信息，进行处理之后，将射击结果传送给灯光音响系统；所述机器人控制器驱动机器人左臂和机器人右臂协调动作，完成拉弓、瞄准、射击动作；所述灯光音响系统，接收主控计算机的射击结果信息，以语音和图像形式进行射击结果的实时报靶，还负责渲染现场气氛，构造故事场景；所述网络服务器，通过局域网或Internet网，网络服务器和主控计算机相连接，便于场馆工作人员监控整个射箭过程。

所述机器人专用弓箭机构，包括：定位销、导向体、压紧气缸、箭杆、固定端、行程开关、弹簧、拉弓气缸、定位气缸、光电传感器、弓、定位槽，弓通过定位槽安装在导向体内，导向体和压紧气缸相连接，导向体右端和弹簧相联，弹簧和固定端相联，固定端固定在机器人右臂上，定位气缸一端通过定位销连接在导向体上，另一端连接在拉弓气缸上，拉弓气缸固定在机器人左臂上，固定端上装有行程开关，定位槽内装有光电传感器。

所述机器人左臂和机器人右臂均为工业机器人，机器人左臂负责自动拉弓，机器人右臂配合左臂完成伺服跟踪箭靶的动作，以保证射箭的精度。另外，由于工业机器人的运动范围能够通过程序设定，因此可确保射出的箭在一定目标区域内，提高了机器人射箭系统的安全性。

所述屏幕，为可翻转折叠的屏幕，在射击比赛之前进行相关知识的解说及动作演示，开始比赛时，将屏幕翻至靶板后面。

所述游客专用弓箭，根据拉开所需要的力量大小分为三种类型：大型、中型、小型。

所述箭杆，其前端设有箭头。

所述箭靶运动模式，包括固定和移动两种，通过选择固定靶、移动靶以及靶的移动速度等来决定对抗难度。

所述光电传感器，检测箭杆被安放好的信号和箭杆被射出的信号，并将信号反馈给主控计算机。