[发明专利]一种尾部斜面式登台的武术擂台机器人

说明书

本发明涉及一种尾部斜面式登台的武术擂台机器人，包括底盘部分、斜面登台部分、上层结构、铲子攻击装置、传感器模块排布、电池部分和控制电路部分，本发明利用尾部斜面登上一定高度的擂台，上台速度快、成功率高；本发明安装有若干激光传感器和灰度传感器，使得擂台机器人对擂台边缘检测准确、识别对手迅速、反应灵敏。在控制方面，本发明使用了串口总线式的连接方式。在结构方面，本发明具有节省材料，易于加工，生产周期短，易于改造等优势。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种斜面登台的武术擂台机器人

背景技术

随着机器人技术的发展，各项机器人比赛每年都如火如荼的进行，其中武术擂台机器人赛项由于其刺激性与观赏性较强，得到越来越多的关注。

现有的武术擂台机器人多为套件拼装，套件形状的固定限制了机器人的形状创新以及运动方式；而自制的多使用3D打印件、电木、亚克力等材料。本发明将介绍使用碳纤维板材，3D打印结构为辅助连接件的擂台机器人。

在专利CN201721476914.0中，传感器为红外传感器，红外传感器体积大，占用了大量空间，而本发明则使用激光传感器，体积小且便于安装；该专利铲子前无自锁，且摇臂长，铲子前端直接落在场地，与场地为线接触，易被对手铲起，摇臂也易折断，失去主动权，而本发明铲子前端与场地为面接触，与场地有更好的贴合，铲子前端为尖端，并有舵机锁紧，易于铲起对手，赢得胜利；该专利006中指出用到了铸模件，如果单件生产则成本过高，且方案后续如果需要改动会比较麻烦，本发明采用亚克力、碳纤维板以及小型打印件，加工生产容易，具有普适性。

在专利CN201721146875.8中，擂台车采用前后铲子支撑的方式上台，上台速度慢，且由于前后各两个小铲子，对舵机控制的依赖性大，舵机一旦不同步或者故障，会对比赛有很大影响，而本发明使用斜面撞击方式登台，速度快且稳定；该专利采用套件拼装，对结构的限制很大，而本专利除了螺丝等标准件外，所有零件均为自主设计，设计灵活性大，武术擂台机器人的结构更为优化。

在专利CN201610808282.7中，擂台车具有六个轮子，虽然上台时不易卡顿，但多两个电机增加了擂台车的重量，且转弯不灵活，同时占用了底层空间，使得传感器可占有的空间减少，而本专利只有四个电机，并巧妙抬高了底盘，利用两轮子并联以增大摩擦力，运动灵活。

发明内容

本发明解决的技术问题是：武术擂台赛机器人是国内外机器人领域的研究热点之一，它涉及到信息处理、机械设计与加工制造、人工智能、仿生学等多种学科。武术擂台赛机器人是一个复杂的机电系统，它具有稳定性高、运动灵活、障碍规避、识别对手等特点。

针对现有的武术擂台机器人多使用购买的塑料套件或大块的3D打印件，本发明所要解决的技术问题如下：

1.小车登台结构的设计：武术对抗机器人需要有自主寻找并登陆一定高度擂台的能力，因此设计一套稳固且便捷的登台结构尤为重要，斜面登台则具备快速的特性。现有采用的3D打印尾部虽然稳固，但在制作方面耗时长且浪费材料，不易改造。因此，易于生产、加工、装配的尾部斜面组件及安装方式是本专利的研究重点问题。

2.小车重心的布局：由于采用斜面登台，如果小车重心布局不合理，将会发生翻倒或不能上台的情况，合理的布局利于提高小车上台过程的安全性能，并可合理利用自身重力使小车上台容易。

3.攻击武器铲子的安装与设计：现有结构多采用轴承与轴承座，导致铲子部分零件的设计、装配需时时以轴承尺寸为主，受到较大的限制，本专利将提供一种新的安装方式代替轴承，增加设计的灵活性，同时提高铲子强度；现有铲子的形状多为一块板或两种材料拼接，形成折弯，前面带尖；而本专利在前面尖端的下方设计了微小的倾斜，使得铲子能够适应装配误差，与地面贴合良好。