武术擂台机器人设计报告使用说明
武术擂台机器人设计报告说明书 -2
《武术擂台机器人》毕业设计说明书系部：机电工程系专业：机电一体化班级：机电133班学生姓名：***学号：*************：***毕业设计（论文）开题报告一、选题来源、目的和意义：（一）选题来源：教师自拟（二）选题目的及意义：目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。
（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。
（3）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（4）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。
目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2典型机器人竞赛简介 (1)1.2.1国际机器人赛事 (1)1.2.2国内机器人赛事 (2)1.2.3机器人竞赛的特点 (4)1.3武术擂台机器人比赛规简介 (4)1.3.1比赛场地 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负判定 (9)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章竞赛策略 (9)2.1规则分析 (11)2.2应战策略 (11)2.2.1将敌方机器人推下擂台 (12)2.2.2避免被对方推下擂台 (13)第三章擂台机器人总体设计方案 (11)3.1基本内容和问题 (11)3.2总体的设计方案及步骤 (11)第四章擂台机器人机械结构设计 (13)4.1底板舵机结构件和连接件 (13)4.2 CDS55xx机器人舵机 (14)4.3车轮选择 (15)4.4红外接近传感器 (18)第五章擂台机器人控制系统 (22)5.1CDS55xx机器人舵机的调速软件 (22)5.2MultiFLEX TM2-PXA270控制器的功能概述 (25)5.3控制程序 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)附录1 cds5500机器人舵机控制程序 (36)附录2 控制器原理图 (36)附录3机器实体照片 (36)致谢 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术是高度综合的现代科学技术，近年来，智能机器人技术飞速发展，智能机器人除了在先进制造领域发挥重要作用之外，已经越来越接近人们的日常生活，以清洁机器人为代表的家庭服务机器人已经在全世界范围内广泛应用。
基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计
摘要本文介绍了一种基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计，通过查阅多篇文献资料，结合设计要求，分析合理的设计方案，详细介绍了武术擂台轮式机器人的硬件组成设计和软件设计流程。
机器人的产生和发展绝不是偶然的。
在现代工业的需求之下，人力劳动力已经不能满足日益增长的工业需求，快节奏的经济增长要求工作效益最大化，此时机器人应运而生。
机器人是一个能够接受人类指令，并按照预定的程序而执行有规律的动作的机械装置。
由于机器人的诞生，使得现代工业发生了翻天覆地的变化。
工业生产由于机器人的参与，大大提升了工厂的生产效率。
对于轮式机器人的设计，首先要了解机器人的整体构成部分。
本文详细介绍了基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计的一些基本方法，对各个模块的设计进行了选择与分析。
此次设计主要包括了控制器模块、舵机模块、电机驱动模块、检测模块等部分的设计。
设计中采用了以STC12C5A60S2单片机为控制器，在此基础上配以红外接近传感器、红外测距传感器、灰度传感器、舵机和电机驱动电路，构成一个完整的武术擂台轮式机器人控制系统。
再运用C语言编程实现机器人的软件部分，通过软硬件结合，武术擂台轮式机器人可以实现红外测距、灰度定位、推动对方机器人等功能。
关键词：单片机；轮式机器人；传感器；控制方法；ABSTRACTThis paper introduces a kind of martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip design, by looking at more than literature, combined with the design requirements, analysis and reasonable design scheme, introduced the martial arts challenge wheeled robot design of the hardware and the software design process.The emergence and development of the robot is by no means accidental. Under the demand of modern industry, human labor cannot meet the increasing industrial demand, the fast pace of economic growth will require work benefit maximization, the robot arises at the historic moment. The robot is a can accept human command, and in accordance with the scheduled program and perform regular action mechanism. Because the birth of the robot, great changes have taken place in modern industry. Industrial production due to the robot's participation, greatly improved the production efficiency of the factory.To the design of the wheeled robot, the first thing to understand the whole part of the robot. This paper introduces martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip microcomputer design some of the basic methods of the design of each module selection and analyzed. This design mainly includes the controller module, servo module, motor drive module, test module and other parts of the design. STC12C5A60S2 microcontroller as controller is adopted in design, on the basis of the match with infrared proximity sensors, infrared distance sensor, gray sensor, steering gear and motor drive circuit, constitute a complete martial arts ring wheeled robot control system. Using C language programming to realize the software part of the robot, through the combination of software and hardware, and martial arts challenge wheeled robot can realize infrared distance, gray level positioning, promote each other robots, etc.Key words:Single chip microcomputer; Wheeled robot; The control method目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1. 系统总体设计以及方案论证 (3)1.1 方案的选择 (3)1.2 系统控制框图 (4)2. 硬件电路设计 (5)2.1 控制模块的设计 (5)2.1.1 控制器的介绍 (5)2.1.2 最小系统的定义 (6)2.1.3 复位电路 (7)2.1.4 时钟电路 (9)2.2 程序下载电路 (10)2.3 电机驱动模块的设计 (11)2.3.1 74HC595芯片介绍 (11)2.3.2 L298N芯片介绍 (13)2.3.3 直流电机介绍 (14)2.3.4 电机驱动模块电路 (16)2.4 电源模块的设计 (17)2.4.1 控制电源 (17)2.4.2 直流电机驱动电源及舵机电源 (18)2.5 检测模块的设计 (19)2.5.1 机器人传感器的介绍 (19)2.5.2 红外接近传感器的介绍 (19)2.5.3 红外测距传感器的介绍 (21)2.5.4 灰度传感器的介绍 (22)2.6 舵机模块的设计 (23)2.6.1 舵机的介绍 (23)2.6.2 工作原理 (23)2.6.3 型号的选择和性能介绍 (24)2.7 其他基本模块的设计 (26)2.7.1 按键模块 (26)2.7.2 电源指示灯电路 (27)2.7.3 报警模块 (27)2.8 总电路设计 (27)3. 软件设计 (29)3.1 软件流程图 (29)3.2 软件仿真图 (31)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)绪论1. 选题背景及意义1958年第一个机器人诞生，历经几十年的研究，对于机器人的研究成果层出不穷，工业机器人的广泛应用则是最好的体现。
基于华北五省武术擂台赛机器人结构设计
• 183•擂台机器人排位积分赛将擂台上事先放置的象棋和障碍物全部推下擂台，重物和棋子必须完全掉下擂台后才能得分。
在推象棋和障碍物的 过程中，攻击铲受力面积少，导致接触目标概率降低，攻击时就有可能逃脱，从而导致比赛丢分。
因此，需要对攻击铲结构进行加长设计，在保证机器人移动的灵活性的同时，通过增大攻击铲接触面积来提升攻击概率。
引言:越来越多的学校与社团开展各式各样的机器人比赛。
武术擂台赛是一组对抗性较强的自主移动机器人比赛，机器人能够实现自主识别、自主决策、自主攻击的智能机器人。
由于带有攻击武器、而且攻击过程中自主性强，对抗激烈,国外早已开展相关擂台机器人的比赛，而国内近几年也兴起了一股机器人热，机器人武术擂台赛是以观赏性和趣味性来吸引观众而受到学生追捧。
国内大型的擂台机器人比赛有中国机器人大赛和华北五省（市、自治区、直辖市）机器人大赛，由于这武术擂台赛规则对擂台机器人的限制较多，所以大多数机器人所采用的结构均属以轮胎作为滚动体、以固定攻击铲作为攻击装置再辅以相应的传感器构成。
擂台机器人排位积分赛将擂台上事先放置的象棋和障碍物全部推下擂台，重物和棋子必须完全掉下擂台后才能得分。
擂台机器人对抗赛将对方机器人推至台下或推翻对方机器人导致不能移动后才能得分。
在推象棋和障碍物过程中，得分的关键点在于;目标推的越多，时间越少，则得分越高。
所以攻击铲受力面积越大，推中目标概率越高，得分就越高，因此在原攻击铲的基础上重新设计攻击铲的结构，加大受力面积。
图1 机器人本体1 擂台机器人结构设计本文在平板底盘四驱式移动机器人基础之上提出一种具有攻击铲变形能力车辆机器人的车体结构。
该机器人本体如图１所示。
在设计过程中采用标准件方法设计机器人，使整车由多个标准组件拼装而成，有利于比赛中车辆损坏的快速替换，而且便于制造、 装配、采购和更好的扩展性。
机器人采用四驱轮移动机构，每个驱动轮独立驱动，同时轮胎采用双驼峰橡胶轮胎，可以产生较大的驱动力。
擂台机器人运动控制系统的设计.
擂台机器人运动控制系统的设计摘要本文论述了一个以凌阳SPCE061A单片机和国家半导体LMD18200电机驱动芯片为控制核心的擂台机器人运动控制系统的硬件设计及软件开发的过程。
首先介绍了擂台机器人在我国的发展现状以及未来的发展趋势，并对南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则加以说明。
接着阐述了系统的设计思路并通过介绍所使用的各元件的规格、参数、性能等对选型条件和理由加以说明。
之后分别介绍了硬件电路和基于该电路的软件的工作流程和设计思想，主要包括电机的基本控制原理、PWM信号的产生和处理、系统电源的分配设计等。
并在附录中附有使用CAD软件(Protel99 SE)绘制的系统原理图和印刷电路板，以及以C语言和汇编语言编写的基本驱动控制程序。
关键词：擂台机器人SPCE061A单片机LMD18200电机驱动芯片PWM控制The design of a tournament robot’s motion control systemAbstractThis thesis introduces the hardware and software design process of a tournament robot’s motion control system which based on SPCE061A(Sunplus) and LMD18200(National Semiconductor). It introduces the current situation and prospects in future of tournament robot’s development in China, and the rules of robot combat tournament in Nanjing University of Technology. Moreover, it elaborates the system’s design philosophy and introduces the properties of components which are in use to illustrate the reason of choice. In addition it describes the circuit and the software which based on it. Mainly about the basic motor control theory, PWM signal generation and processing, power distribution system design. And in the appendix attached to schematic drawing and PCB drawing of the system as well as the basic motor driving programs in C and assembly language.Keywords: Tournament robot; MCU SPCE061A; Motor driving chip LMD18200; PWM control;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则简介 (1)1.3主要的任务和目标......................................................................... 错误！未定义书签。
武术擂台机器人设计报告说明书样本
武术擂台机器人课程设计报告阐明书班级:组长:成员:摘要在社会不断发展今天, 人们越发结识到了机器人技术重要性, 促使着机器人技术在不断地改革和创新当中, 机器人应用也在各个领域获得了重大进步, 增长了可操作性和实际性。
而在运动时也不但限于单一操控, 机器人技术在一步步往迈进同步, 对于其在执行命令时技术性拥有了更高规定, 运动实时性和可靠性也在逐渐增长。
当前, 中华人民共和国诸多高等院校及公司都在不同领域研发机器人, 例如足球机器人, 勘测机器人, 医疗救护机器人等等, 人们开始结识到了在机器人领域有着很大发展空间, 而同步期机器人比赛更是络绎不绝, 而咱们所设计则是一款武术擂台赛机器人。
本文是通过对创博公司旗下创意之星武术擂台机器人阐明书, 有关学习材料, 自己拼装出防守型武术擂台机器人, 它可以自动检测武术擂台边沿, 发现敌方以及定位武术擂台机器人, 采用了红外传感器, 灰度传感器和红外测距传感器构成了一种集环境感应, 动态决策与规划, 行为控制与执行等各种功能于一体综合系统, 采用C语言进行运动程序编写, 最后实现一种可以参加武术擂台机器人比赛成品。
核心词: 擂台机器人, 控制系统, 创意之星, MultiFlex任务分派:组长: 张文帅负责仿真。
成员: 赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人构造设计。
总体设计通过全员多次摸索讨论, 许多细节多次推敲合伙完毕本次设计。
AbstractContinuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and.Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.Currently, many Chinese universities and corporate research and development in different areas.Robots, such as soccer robots, surveying robot, medical aid, robots and so on, people began to recognize that much room for development in the field of robotics, and the same period of the robot competition.is a constant stream, and we designed a martial arts robot Challenge Cup.This article is by the company's Chuangbo creative Star Martial Arts Challenge robot instructions, relevant learning material, he assembled a defensive martial arts ring robot, it can automatically detect the edge of the martial arts arena, found the enemy, as well as the positioning of the martial arts arena robotcomposed of a set of environmental sensors using infrared sensors, grayscale sensors and infrared range sensors, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution of avariety of functions in an integrated system, the sports program written using C language, and ultimatelyone to participate in the Martial Arts Challenge robot race finished.Keywords：ring robot control system, Creative Star, MultiFlex目录第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2国内外武术擂台机器人发呈现状 (6)1.2.1国外机器人竞赛发呈现状 (6)1.2.2国内机器人竞赛发呈现状 (7)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.3.1机器人擂台赛场地简介 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负鉴定 (9)1.4本文研究重要内容 (9)第二章擂台机器人总体设计方案 (11)2.1基本内容和问题 (11)2.2总体设计方案及环节 (11)第三章擂台机器人机械构造设计 (13)3.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片选取 (14)3.3机器人检测构造设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体构造设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡选取 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真 (33)5.1Adams 重要模块 (33)5.2UG与ADAMS接口 (33)5.3Adams 运动仿真成果 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步展望 (35)参照文献 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体, 是国家高科技实力和发展水平重要标志。
武术擂台机器人设计报告说明书2
武术擂台机器人设计报告说明书2一、引言随着科技的发展和人工智能的进步，机器人已经进入了各个领域。
其中，武术擂台机器人作为体育竞技与科技结合的产物，受到了广泛的。
本设计报告说明书旨在详细阐述武术擂台机器人的设计理念、结构特点、控制系统及性能评估。
二、设计理念我们的设计理念主要基于以下几个方面：要体现武术擂台机器人作为体育竞技项目的特性，使其在擂台上表现出卓越的运动能力和战斗技巧；利用人工智能技术，实现机器人的智能化控制，使其能够适应各种复杂的环境和挑战；通过优化设计和材料选择，提高机器人的稳定性和耐用性，确保其在擂台上的长时间稳定运行。
三、结构特点武术擂台机器人的结构特点主要包括以下几个方面：1、机械臂设计：采用高精度伺服电机驱动的机械臂，具有高强度、高精度、高耐久性的特点，能够执行各种复杂的动作和战术。
2、移动平台设计：采用轮式移动平台，具有高速度、高稳定性、高灵活性的特点，能够适应擂台上的各种地形和环境。
3、感知系统设计：配备多种传感器，如摄像头、雷达、加速度计等，以实现对周围环境的全面感知和实时反馈。
4、防护系统设计：配备防护装甲和护具，以保护机器人免受损坏，提高其战斗能力。
四、控制系统武术擂台机器人的控制系统采用分层递进式架构，包括以下几个层次：1、底层控制器：负责接收上层控制器的指令，驱动机械臂和移动平台等执行器，实现机器人的运动控制。
2、上层控制器：负责接收用户的指令和感知系统的反馈信息，根据当前环境和任务需求，制定并执行最优的控制策略。
3、人工智能算法：利用机器学习、深度学习等算法，实现对机器人行为的自我学习和优化，提高机器人在擂台上的竞技能力和适应能力。
五、性能评估为了评估武术擂台机器人的性能，我们制定了以下评估指标：1、运动能力：包括移动速度、动作精度、力量输出等方面。
2、战斗技巧：包括攻击准确性、防御能力、战术运用等方面。
3、感知能力：包括对周围环境的感知范围、感知精度、反应速度等方面。
武术擂台技术挑战赛机器人整体设计
机器 人整 个表演过程 需要涉及的研究内容主要包括 ：自主移动 、 自动循迹 、自动测距 、智能判断 、智能决策和执行相应动作等。
２１ 机器人 系统平 台组成 ．
机器 人 “ 锋 ”系统平 台 组成如 表 １ 示 。 雷 所
表 １ 机 器 人 系统 平 台 组成
系统名称 使用方案 功能描述
机 器人 “ 雷锋 ” 的硬件体 系结 构如 图３ 示 。 所
外测距传 感器和红 外接近传感器来检 测放置绣球的 白色圆柱体。
为确 保成 功 抱 起绣 球 ，机 器 人 手 臂 由圆 柱体 下 至 上移 动 ，待
３２ 机器人控制决策系统 ．
控 制 决 策 系统 为 整个 机器 人 的 核 心控 制 单 元 ，其功 能相 当于
机器人的核心控制单元
年技 术挑 战赛规 则 。
控 制决策系统 Ｍｕｔ ２ ２ Ｐ Ａ ７ 控制器 ｌ￣ｄｘ Ｘ ２ ０ ｉ
感知系统
灰度传感器 （ 个 ）安装在底盘上 ２
巡线，确 定机器人的位置和移动方 向
红外测距传感器 （ 个 ） １ 安装在底盘上 调整机器人和柱子的精确距离
首 先 ，机 器人 从 出 发 区 自主 走 上擂 台 ，找 到 位于 出发 区右 前 方 的绿 色圆柱体 。这 需要 精确 设定机 器 人前进 和右 转的 时间 ，以保 证机 器人 能够在 最短 时 间内探 测到 绿色 圆柱体 。 此 处特 设 计 两种 方 案 ，其 一 ，通过 灰度 传 感 器进 行 寻迹 ，使 机 器人能 够沿 白线行 走 ，行 至距绿 色圆柱 体一 定距 离时机 器人 停止
图 ２ 机 器 人 比赛 行 走 路 线
在栅器 人到达绿色圆柱体 ，并通 过麦克风进行过 自我介绍后 ， 考 虑到摄像头对 白色的标定受外 界环 境 因素影 响较大 ，且麦克风所在位
机器人报告
目录1.无差别擂台机器人2.双轮平衡小车3.能够识别并捡起乒乓球的机器人1.无差别擂台机器人综述：老师要求我们搭建一台擂台机器人，具体要求如下：搭建的机器人长度不超过40厘米，宽度不超过20厘米，高度不超过30厘米。
在黑胶带围成的指定区域里活动，不能出胶带区域，否则失败；需要能够推动对方，将对方推出黑胶带围成的区域即获胜。
要尽量避免自己被推出指定区域，采取一些必要方法。
根据要求，做出以下设计：要在黑胶带围成的制定区域里活动不超出范围，就需要有传感器进行活动范围边缘的检测。
当机器人发现已经靠近边缘时立刻采取行动（停止、掉头或转弯）。
黑胶带贴成的区域边缘是与普通地面相比是有灰度变化的，我们可以在机器人底部装上灰度传感器，探头向下，来判读机器人覆盖区域的灰度变化，从而判读机器人相对场地的方向。
可以通过整体灰度值来判读机器人位置是不是靠近边缘，如果机器人靠近边缘就马上做出相应动作。
要能够发现对方。
能够发现对方的实现方法很多，这里我们采用红外接近传感器来发现对手。
要能够将对方推下擂台。
首先考虑推到对方机器人要进行的过程：首先要发现对方，其次贴上去推动对方。
要推动对方必须要有足够的动力。
增加动力，可以考虑：1.增加驱动轮（由四个增加为六个甚至更多）；2.增加摩擦力（用胎面宽的轮胎，增加轮子数量，增加机器人重量）。
如果动力不足，我们的机器人很可能被对方的机器人推着倒着走，如果摩擦力不够，机器人在推对方的时候轮子会打滑，轮子一直在转，但小车就不能往前走。
需要避免自己被推出指定区域。
如果我方机器人在前进过程中北对方机器人从后方推挤，那么对方可以很轻松的把我方机器人推出指定区域。
所以要设置相关程序，在察觉到被推挤时能够采取相关手段避开推挤。
此外，适当增大机器人与地面摩擦力也对防止自己被推出标定区域以外很有作用。
之后进行搭建机器人、布置传感器。
需要在规则允许的条件下搭建机器人，通过上述的分析，将机器人的构型定义为一个四轮驱动的小车。
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《武术擂台机器人》毕业设计说明书系部：机电工程系专业：机电一体化班级：机电133班学生姓名：程远东学号：130212325指导教师：尹伟锋毕业设计（论文）开题报告一、选题来源、目的和意义：（一）选题来源：教师自拟（二）选题目的及意义：目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。
（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。
（3）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（4）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。
目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2典型机器人竞赛简介 (1)1.2.1国际机器人赛事 (1)1.2.2国内机器人赛事 (2)1.2.3机器人竞赛的特点 (4)1.3武术擂台机器人比赛规简介 (4)1.3.1比赛场地 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负判定 (9)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章竞赛策略 (9)2.1规则分析 (11)2.2应战策略 (11)2.2.1将敌方机器人推下擂台 (12)2.2.2避免被对方推下擂台 (13)第三章擂台机器人总体设计方案 (11)3.1基本内容和问题 (11)3.2总体的设计方案及步骤 (11)第四章擂台机器人机械结构设计 (13)4.1底板舵机结构件和连接件 (13)4.2 CDS55xx机器人舵机 (14)4.3车轮选择 (15)4.4红外接近传感器 (18)第五章擂台机器人控制系统 (22)5.1CDS55xx机器人舵机的调速软件 (22)5.2MultiFLEX TM2-PXA270控制器的功能概述 (25)5.3控制程序 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)附录1 cds5500机器人舵机控制程序 (36)附录2 控制器原理图 (36)附录3机器实体照片 (36)致谢 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术是高度综合的现代科学技术，近年来，智能机器人技术飞速发展，智能机器人除了在先进制造领域发挥重要作用之外，已经越来越接近人们的日常生活，以清洁机器人为代表的家庭服务机器人已经在全世界范围内广泛应用。
机器人学综合运用了基础科学和应用工程技术的最新成果，是21世纪发展最为迅速、应用前景最为广泛的科学技术领域之一。
同时，由于机器人技术的综合性和趣味性，高等工程教育界已经广泛地使用教育机器人平台来开展工程综合实践和创新教育。
1.2典型机器人竞赛简介机器人技术迅猛发展、教育理念不断更新，为推动机器人技术的发展，培养学生的创新能力，在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛。
机器人竞赛，融趣味性、观赏性、科普性为一体，给青少年学生们提供了越来越多充分展示聪明才智的舞台，也提供了一个充分表现科技思想和行动的舞台，培养了实际动手能力，团队协作能力，提高了创新能力。
目前我国正掀起一股机器人竞赛的热潮。
创新是我国大学生的精髓，参赛机器人都要从概念设计入手，经历设计、制作、调试，改进等过程最终选出最优方案参加比赛，通过此项赛事 大学生的创造热情得到充分发挥 创造思维和动手能力得到锻炼的培养。
机器人竞赛实际上是高技术的对抗赛，从一个侧面反映了一个国家信息与自动化领域基础研究和高科技发展的水平。
机器人竞赛使研究人员能够利用各种技术，获得更好的解决方案，从而又反过来促进各个领域的发展，这也正是开展机器人竞赛的深远意义，同时也是机器人竞赛的魅力所在。
1.2.1国际机器人赛事《机器人大擂台》是由英国TNN电视台发起组织的世界上规模最大的科普类游戏节目11年前在英国电视台首次公演。
目前他的搏斗系列已经覆盖了全球27个国家：包括英国、美国、瑞典、意大利、荷兰。
至今已经举办了4届。
参赛者设计并制造无线电控制的战斗机器以角斗士的方式进行战斗，看谁的机器人更胜一筹。
竞争者以来于他们闪电般快速的反应和驱动能力，以及他们对于机器人充满想象力和有效性的设计来击败对手。
机器人之间不仅相互之间战斗，并且他们还要与主机器人周旋。
这些主机器人在场上巡逻，摧毁并分解任何已无行为能力或不幸迷失在绝境中的机器人。
在最终比赛中机器人在格斗场上相互格斗，直到其中一个机器人被击败，如果出现平局，专家委员会将根据以下四条标准，决定哪个机器人取得胜利。
四个标准分别为：1 破坏程度2战斗风格3攻击性4. 控制。
从1954 年美国人Devol 颁布工业机器人专利至今已经半个世纪了。
它的成长历程印证了这样的论断，机器人是20 世纪人类的伟大发明。
机器人学的进步和应用是20 世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化。
机器人技术将筑起21 世纪人类新的“长城”。
1.2.2国内机器人赛事中国机器人大赛暨RoboCup公开赛是中国最具影响力，最权威的机器人技术大赛、学术大会和展览，本项大赛吸引了中国现有最顶级、全部的机器人专家和日本、美国、德国众多知名机器人学者参与，是当今中国、乃至亚洲机器人尖端技术产业竞赛和国际顶尖人才汇集的活动之一国际RoboCup委员会中国分会设在清华大学，由清华大学的孙增圻教授担任中国委员会主任。
特别介绍：中国机器人大赛——机器人武术擂台赛机器人武术擂台赛是中国机器人大赛中一项新的赛事。
它的主要内容是：两个完全自主的机器人在一个2米见方的擂台上，使用各种传感器来感知自身的位置、姿态，并感知对手的位置、方向，并利用各种执行器来互相攻击的机器人竞赛。
机器人武术擂台赛的参赛机器人需要包括各种传感器（检测自身位置、检测对手位置、检测自身姿态、检测擂台边缘等等）、一个控制器（参赛队员为其编写程序，控制整个机器人的行为和策略），多个执行器（行走、击打辅助等），麻雀虽小，五脏俱全。
并且学生需要根据比赛规则，通过机械、电子、策略等各方面的创新设计，来达到在对抗竞赛中压倒对手的目的，因此是工程创新实践教育的理想平台。
激烈而戏剧性的机器人竞赛对抗，能够极大地激发学生的好胜心和积极性。
在训练和比赛的过程中，参赛者的综合工程素质，创新能力，团队协作能力都能得到全面的培养。
虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间，打擂台的机器人尺寸也超不过30厘米，但其中包含了很高的科技含量。
机器人装备了数据处理芯片、行走、格斗装置以位置探测器、边缘探测器红外探测器和超声波探测器等仪器，这些设备使机器机器人好像长了脑子、眼睛、耳朵和手脚，从而能够根据场地的不同情况，智能性地完成寻找敌方、格斗、防止自己掉下擂台等任务。
目前，机器人武术擂台赛已成为全国最热门的智能机器人竞赛之一。
图1-1 各种机器人1.2.3机器人竞赛的特点各种类型的机器人竞赛，一般是在上世纪末兴起的。
在不到十年的时间里，机器人竞赛的发展是一个从有到无、从单一到综合、从简单到复杂的过程。
具体地说，机器人竞赛具有以下特点：比赛的影响力不断增强。
在机器人竞赛的同期，各个组委会都会举办各种机器人展览、相关论坛，旨在为参数选手及专家提供一个交流经验、互相学习的平台，并为机器人相关技术的发展以及机器人在娱乐、教育服务等各领域的应用起到推动作用。
因此，会吸引各国科学家、科研人员、学生和企业界人士的共同参与，其影响力也相应得到提高。
促进学校教育。
以机器人武术擂台赛为例，参加赛事的每个参赛队伍在每年的规则公布之后，会在大约8～12个星期的时间来做准备工作，在这些时间里，参赛选手要想赢的比赛，就必须在互联网上搜集资料、向指导老师请教问题、到图书馆查阅资料以及与其它伙伴交流、探讨问题等等，这同时也是一个面对实际问题、解决问题、克服障碍的过程。
因此，参赛队员除了学到了机器人相关知识之外，还能够在自信心、团队合作能力、沟通能力、动手能力等方面等到提高。
1.3 武术擂台机器人比赛规则简介1.3.1 比赛场地如图1-2所示，比赛场地（即擂台）为大小是2400*2400*150mm的正方形矮台，擂台上表面即为擂台场地。
图1-2比赛场地1.3.2 竞赛方式1）机器人出发地点：比赛开始前，各方参赛机器人应该位于比赛场地旁边各自的出发区。
2）3）比赛前双方队员需举手示意机器人已经准备好。
开始后不能再触碰机器人，否则将被判本局负。
4）每局比赛时间不超过2分钟。
比赛时间结束后，裁判员发出比赛结束指令。
双方参赛队员在听到比赛结束指令后停止机器人。
5）在比赛过程中，一方的机器人出现无法自动恢复的故障、无法继续行动（例如翻倒后无法继续行动）、起火或者其它裁判员认为可能有危险的行为的，裁判员可以宣布中止本局比赛，并判本局比赛对方获胜。
6）在比赛过程中，双方机器人交缠在一起或处于僵持状态超过10秒钟，裁判员可以自由裁定，选择让双方机器人重新开始比赛，也可以让比赛继续。
7）比赛过程不允许暂停，除非裁判员认为不停止比赛将会危害现场安全或者造成事故。
1.3.3 胜负判定1）获胜：a)一方机器人离开擂台区域或者机器人的任意部分接触擂台外区域，则另一方获胜，本局比赛结束。
b) 一方机器人翻倒、损坏或者由于其他原因无法继续行动，裁判员将开始读秒。
10秒钟内无法恢复的，则另一方获胜，本局比赛结束。
2）平局：a) 双方在推挤过程中纠缠地离开擂台，则双方计为平局。
1.4 本文研究的主要内容本文主要研究武术擂台机器人的整体结构.在理论上和实际应用上尽可能的使机器人实现高灵活的运动状态。
根据比赛规则和以往的经验.提出结构设计方案 .设计武术擂台机器人的结构。
机器人各部分设计包括攻击部分、驱动部分、检测部分.三部分对机器人设计都是至关重要的。
设计铲子的结构.以致能使机器人的攻击力加强。
选择合适舵机.使机器人的运行状态良好.比较灵敏的传感器是机器人运行起来比较灵活。