基于舵机控制的武术擂台竞赛机器人设计
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。
仿人机器人武术擂台赛中机器人的运动控制策略
的机 器人 能够在通往擂 台中心和对抗过程 中可 以实现在任 意方向 ｆ 的速度 ｎ我调控 ，那么机 器人在武 术擂 台赛 【 ｆ Ｉ 就 ‘ 定会有更高的胜算 。
机 器 人 的 速 度 自我 控 制 是 在 驶 向 擂 台 中 心 点 以 及对抗过程 Ｉ ｆ １ 方 能 得 以 实 现 的 ， 通 过 机 器 人
在． １ ． ２ ４ － － ＋１ ． ２ ４间 ， 单 位 为 米 ， 擂 台 中 心 经 下
面语 句转换后单位为厘米 ，取值 ０ － － ２ ４ ８ 。
Ｘ＝ｌ ２ ４ ＋ Ｅ ｎ ｖ ． ｍｂ ０ ｔ Ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ［ ０ 】 １ ０ ０ ； Ｙ＝ １ ２ ４ 一
在 根据复杂的对抗环境改变 自身相 应的速 度 ， 这 需要激 光测距仪来分析对方机器 人的参数信
不同位置对擂 台中心坐标的分析，以及获取与 对方机器人距离信 息这 两个方面进行个体智能 化速度控制 。因此可分两个模块具体设计 ： Ｉ ． Ｉ擂 台中心的 坐标分析 分 析 擂 台 中心 坐标 的 目的 是 为 了在 比 赛过 程 中，机 器人 可 以及时 获取 中心 坐标 信
息 ， 在 没 有 对 抗 的 情 况 下 ， 无 论 机 器 人 处 于
激光发射源 ，如图 ｌ 。机器人通过激 光测距仪 获取 对 方机 器 人 的 ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ，ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ两 犬信
信 号并接 受反射信 号从而通过 问隔时间计 算出
方式相 同。机器人征擂 台上的不同位置角度 ｝ 二 获取不 同的【 ｛ Ｉ 心坐标 信息。机器人的角度采用 Ｄ Ｅ Ｇ 角 度而 不 是弧 发，取 值 一 １ ８ Ｏ ￣ ＋１ ８ ０ ，经 如下语 句转换：ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ＝Ｅ ｎ ｖ ． ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ Ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ［ １ 】 一 ９ ０ ； Ｉ ｆ （ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ＜ 一 ｌ ８ ０ １ ｔ ｈ ｅ ｔ ａ ＋ － ３ ６ ０ ； 即 机 器 人 角 度 往
武术擂台技术挑战赛机器人核心技术
最好 的方 法 。无论原 始 图像 是明 是暗 ，足球 对象都 不会 丢失 ，并能 从其 灰度 图 中提 取出 清晰 的足球 图像 。
２ １￣７ Ｊ０ ｌ 《 ０ ０ ，３ Ｅ Ｅ 机器人技术与应用》 ４ １
专家评述 冠军 视点 收获与建议 窭钳 糯 喊
讨 仿真技术研究
● ＿ 殊免算问 采决复的以 高可足特 ５拍处赛用 速摄理片 用以杂中 摄图和以 特避计殊 从片分识 结看识机 像到别题 以大。别 束，析器 机同样可 方量在， 上对比使 法时图目 语的些球 连于 ， 结球人 续 解 这足 果
主要 用 于控 制机 器 人 的前行 、 转 向等 动 作 。 前 轮 使 用 万 向
图 １ 机器 人 动 力 平 衡技 术 理 论 示 意图
轮 ，防 止机 器人抖 动 ；因 为机器 人 有上坡 的 需要 ，为实现 上坡 克服 的 自重 与滑 动摩擦 力之 间 的平衡 ，后 轮仍 然使 用普 通车轮 ，以保证
以严谨 的态度 和乐于挑战 的精神 ，在最 大程度上使得机器 人和人体结
构构造与功台构造想契 合 ， 其能够很 好地 完成比赛设置 的任 务。 使
３１ 力技术及平衡性分析 ．动
针 对 技 术挑 战 赛 的 需要 ，我 们做 出具 有 人腿 外 形 的机 器 人 ，
２ 软硬件设计
标 。这要 求视觉 系统 具有 实时性 能 。～般来 说 ，发 现一 次足球 需要
处理 多幅 图像 ，所 以 。显 著地减 小处理 每 一幅 图像时所 需 的浮 点运
算量 ，这对 于提 高视 觉 系统 的效 率具 有很大 的意 义 。从 模拟器 上的 实验 还 发现 ，与Ｇ、Ｂ 通道 相 比 ，通过 Ｒ通道 将原 始 图像灰 化是 、Ｉ
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
武术擂台机器人设计报告说明书
武术擂台机器人课程设计报告说明书班级：组长：组员：摘要在社会不断发展的今天，人们越发的认识到了机器人技术的重要性，促使着机器人技术在不断地改革和创新当中，机器人的应用也在各个领域取得了重大进步，增加了可操作性和实际性。
而在运动时也不仅限于单一操控，机器人的技术在一步步往前进的同时，对于其在执行命令时的技术性拥有了更高的要求，运动的实时性和可靠性也在逐渐增加。
目前，中国很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，人们开始认识到了在机器人领域有着很大的发展空间，而同时期的机器人比赛更是络绎不绝，而我们所设计的则是一款武术擂台赛的机器人。
本文是通过对创博公司旗下的创意之星武术擂台机器人的说明书，相关学习材料，自己拼装出的防守型武术擂台机器人，它能够自动检测武术擂台边缘，发现敌方以及定位的武术擂台机器人，采用了红外传感器，灰度传感器和红外测距传感器组成了一个集环境感应，动态决策与规划，行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，采用C语言进行运动程序的编写，最终实现一个能够参加武术擂台机器人比赛的成品。
关键词：擂台机器人，控制系统，创意之星，MultiFlex任务分配：组长：张文帅负责仿真。
组员：赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人结构设计。
总体设计通过全员多次探索讨论，许多细节多次推敲合作完成本次设计。
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 a variety 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展现状 (6)1.2.1国外机器人竞赛的发展现状 (6)1.2.2国内机器人竞赛的发展现状 (7)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.3.1机器人擂台赛场地介绍 (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)第二章擂台机器人总体设计方案…………………………………112.1基本内容和问题 (11)2.2总体的设计方案及步骤 (11)第三章擂台机器人机械结构设计…………………………………133.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片的选择 (14)3.3机器人检测结构的设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体结构的设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡的选择 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真…………………………………………………335.1Adams 主要模块…………………………………………………335.2UG与ADAMS的接口 (33)5.3Adams 运动仿真结果……………………………………………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)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的重要标志。
用于武术擂台赛的仿人智能机器人设计
用于武术擂台赛的仿人智能机器人设计王择;李响;胡金鑫;王浩冉;李鑫;刘赛赛【期刊名称】《现代计算机（专业版）》【年(卷),期】2016(000)019【摘要】搭建一台基于人体构造的擂台机器人，实现人体四肢的基础功能，可进行击打、弯曲等动作。
行走部分基于轮子的差速控制。
整体动作控制利用动作投影技术完成，其技术是基于对图像的识别处理，摄像头获取人的行为图像，经过单片机与电脑的计算转化为基础的位置坐标，达到对舵机以及电机的控制。
最终达到擂台上上双方人员控制机器人进行互相击打或者击倒对方的竞技比赛效果。
%Builds a platform robot based on the structure of the human body, to achieve the basic function of the limbs of the human body, beating and bending action. Differential speed control based on wheel. The overall motion control and motion projection technology is completed, the technology is based on the recognition and processing of the image, the camera gets peopleˊs behavior images, after the calculation of the single chip computer and computer into the base position coordinates, to achieve the steering gear and motor control. The ring on both sides ultimately control the robot for hitting each other or knockout competition effect.【总页数】6页(P54-58,63)【作者】王择;李响;胡金鑫;王浩冉;李鑫;刘赛赛【作者单位】北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192;北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院，北京 100192【正文语种】中文【相关文献】1.武术擂台赛机器人的设计策略 [J], 郝俊青2.基于武术擂台赛无差别组轮式机器人的开发设计与关键技术研究 [J], 张永清;王岩;孙黎3.基于微软武术擂台赛仿真机器人的代码设计 [J], 李鹏;刘陶4.基于华北五省武术擂台赛机器人结构设计 [J], 戴健雄;董庆运;丛欢亭5.基于微软武术擂台赛仿真机器人的代码设计 [J], 李鹏;刘陶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
武术擂台仿人机器人系统及电路设计本科毕业设计论文
毕业设计(论文)武术擂台仿人机器人系统及电路设计武术擂台仿人机器人系统及电路设计摘要本文围绕武术擂台仿人机器人的设计，从中国机器人大赛武术擂台赛比赛规则入手，分析合理的比赛策略，系统地介绍了武术擂台仿人机器人的硬件与软件构成、技术特点以及战术策略等方面的内容，主要包括硬件设计、决策系统以及干扰与抗干扰措施。
该仿人机器人结构设计巧妙，可以通过简单的动作完成仿人形态到车形态的变形，从而有效降低重心。
机器人共有7个自由度，整体重量4.19kg，高40cm，底部投影尺寸30cm*30cm，符合比赛要求。
底盘骨架采用4mm*4mm*3mm镂空角铝连结，四壁采用0.8mm不锈钢板包围，结构有一定的刚性，经测试可以抵抗进攻和防守中发生的激烈冲撞。
传感器部分采用了红外开关与红外测距传感器相配合。
自行设计以Mega128为核心的通用小型机器人控制器。
该控制器板载5V3A开关电源，具有RS232以及RS422总线接口，具有数字舵机接口以及模拟舵机接口，并且有设备过流保护、电源过压、欠压保护等功能。
经测试，该仿人机器人运行稳定，有较好的攻击、防御能力。
关键词:机器人武术擂台赛；仿人机器人；AVR单片机Combat Humanoid Robot System andCircuit DesignAbstractThis article around the humanoid robot design, start from robot competition from Chinese robot competition rules, discuss the reasonable strategy, systematic introduction to the combat robot hardware and software, the technical characteristics and tactical strategies and other aspects, including hardware design, decision-making system and the interfere and anti-interference measures.With ingenious design of structure, the robot can simply form humanoid to vehicle deformation, and thus reduce the center of gravity. This robot has total of seven degrees of freedom, weight 4.19kg, high 40cm, and the bottom of the projection size 30cm*30cm, which is with the competition requirements. Chassis frame with 4mm*4mm*3mm hollow aluminum link 0.8mm stainless steel plate surrounded, the structure has some rigidity, were resistant to attack and defense in the fierce clash.IR switchers and IR distance sensors were compatible built in.The controller using Atmel's Mega128, which onboard 5V3A Switching Power Supply. The controller have RS422 and RS232 bus interface, and the RC and digital servo interfaces, while has over-current protection, Power supply over voltage, under voltage protection.The testing experiments show that, the humanoid robot is stable, and has good attack and defense capabilities.Keyword: combat robot competition; humanoid robot; A VR MCU目录1 绪论 (1)1.1机器人武术擂台赛背景 (1)1.2机器人武术擂台赛介绍 (1)1.3机器人武术擂台赛竞赛环境 (2)1.4本设计的意义及应用 (2)2 竞赛策略 (3)2.1规则分析 (3)2.2设计目标 (3)2.3应战策略 (4)2.3.1 登上擂台 (4)2.3.2将棋子推下擂台 (4)2.3.3 将敌方推下擂台 (4)2.3.4 避免被敌方推下擂台。
一种基于AVR单片机控制的r武术擂台机器人设计
一种基于AVR单片机控制的r武术擂台机器人设计
党金哲;高晶敏;李明慧
【期刊名称】《传感器世界》
【年(卷),期】2018(24)6
【摘要】简要概述了中国机器人大赛武术擂台赛的参赛机制,详细介绍了比赛用机器人的硬件平台结构设计,着重对武术擂台赛无差别1vs1项目进行策略分析,并给出软件设计.从实践结果来看,设计的机器人能够很好的完成自主登台、边缘检测、攻击敌人等动作.从比赛结果来看,该机器人具有很好表现并取得了优异成绩,证明了本文硬件设计与策略的正确性.
【总页数】7页(P22-28)
【作者】党金哲;高晶敏;李明慧
【作者单位】北京信息科技大学自动化院,北京 100192;北京信息科技大学自动化院,北京 100192;北京信息科技大学自动化院,北京 100192
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于武术擂台赛无差别组轮式机器人的开发设计与关键技术研究 [J], 张永清;王岩;孙黎
2.基于单片机的武术擂台机器人控制系统 [J], 刘伟波;李明娟;厉进步
3.一种武术擂台机器人的设计方案 [J], 张恒;夏庆锋;谢鹏飞
4.基于武术擂台机器人登台装置的设计 [J], 王亚鸥;郑凯;江昕垠;司文博;程圆朝;胡
志文
5.基于华北五省武术擂台赛机器人结构设计 [J], 戴健雄;董庆运;丛欢亭
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机接口，可连接 ３ ５个以上 机器人舵机 ； ８个传统 Ｐ ｄ Ｃ舵机接 口； １ ２个 ｌ ｌ Ｔ Ｔ Ｌ电平的双向 Ｉ ／ Ｏ口； ８ 个Ａ Ｄ转换器接 口 （ ０ ～ ５ Ｖ ） ； ２ 个 Ｒ Ｓ － ４ ２ ２总 寻糖 克Ｒ 寻捏 精 下 台 线接 口（ 可挂接 １ － １ ２ ７ 个４ ２ ２ 设备） ； １ 个蜂鸣器 ； 系统资源完全满足本 次设计需求 ｌ 上肢机构 由左右两条手臂构成 ． 每 条手臂 由 ３个舵机构成 机器 语膏宣番舟审 ｔ☆舯 － 一 人舵机为 总线式 。 最 大扭矩 １ ６ Ｋ ｇ ｆ ． ｃ ｍ以上 ， 转速 ０ ． １ ４ ｓ ｅ ｄ ６ ０ ｏ ； 总线式 图 ２ 程序流程图 通讯 ， 多个舵机间 串联数字式通讯 ， 最 多支持 ２ ０ ０ 个 以上 的舵机 串联 ： 具备整周旋转和调速功能 ，可作为直流减速 电机使用 ；具备温度 、 电 机器人的开始信号采用非接触式 ． 采用一路光 电传感器作 为控制 压、 位置、 转速等反馈功能 ， 可由上位机软件读取 ； 具备温度 、 电流 等保 信号 。 首先对光电传感器 的状态进行采集 ， 根据传 感器的状态控制机 护 功能 ： 经测试能够完成各项任务要求 。 器人开 始动作 。流程如图 ３ 所示 ：
２ ０ １ ４ 年３ ６ 期
科技 一向导
◇ 科技之窗◇
基于舵机控制的武术擂台竞赛机器人设计
陆 琦
（ 苏州工业职业技术学院
江苏
苏州
２ １ ５ １ ０ ４ ）
【 摘 要】 本文根据 ２ ０ １ ４ “ 尚和杯 ” 中国机器人大赛比赛项 目的要求 。 设计 了可用于参加 武术擂 台项 目 的竞赛机 器人 。 又 中着重介绍 了该机 器人的硬件设计和软件设计 ： 在硬件上 ， 通过红 外、 温度 、 光强、 声音、 碰 撞等传感器 ， 刺用 Ａ Ｖ Ｒ 控制器 ， 控制 两组舵机控 制机器人的移动和 手 臂动作 ； 在 软件上 ， 采用 Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｓ ｔ ａ ｒ 图形编程软件 进行 相 关程 序的编 制， 实现 了移动功能 、 搬运功能 、 颜 色识别能 力、 语音播放 能力、 武术动凑 。 在进行实际的硬件 安装时更要考虑机器人在运行过程 中 本设计采用 Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｓ ｔ ａ ｒ 图形编程软件进行相关程序 的编制 实现 动平衡 。 整个 机器 人重心的变化 非常 的重要 ， 由此引起 的动作幅度的 了移 动功能、 搬运 功能、 颜色识别 能力 、 语 音播放能力 、 武术 动作展示 控制 、 动作速度的控制等问题是必须要考虑到的。 能力 。 此机器人的硬件模 块由下图所示 ： 由于系统报告较大 ． 在程 序编写时将一些主要功能 以子程序的方 式 编写 由于程序量较大 。 全部采用图形编程的话不便 于调试 ， 因此在 编程过程 中主要利用了 自定义代码功能 ． 对于初学 Ｃ语言的学生来说 虽然有一定难度 ． 但 是通过一段时间 的使用后 ， 发现还是很方便的 。 学 生 的编程水平得到了很大 的提高 。 本设计的程序流程图如 图 ２ 所示
示能力。
Ｉ 关键 词】 舵杌 ； 竞赛机 器人 ； 传感器 ； Ａ Ｖ Ｒ ＿ 控制器
・ 下肢机构包括腿部和底部 移动机构构成 。 其 中腿部能够 由两个舵 能够 在上台和下 台时调 整机器人的姿态 ． 防止 由于重心的变 机器 人竞赛作为高技术对抗赛 ． 涉及多领域的前沿技术集成 ． 越 机构 成 ． 来越多的成为大学生创新 素质培养的重要平 台 为了指导学生参加 化导致机器人侧翻事件的发生 底部移动平台 由 ４ 个舵机构成 ． 通过 ２ ０ １ ４ “ 尚和杯 ” 中国机 器人大赛 暨 Ｒｏ ｂ Ｃ ｕ ｐ公开赛 分项选拔赛 的武术 ４个舵机 的控制实现机器人在场地上 的移动 语音播放采用了小型通用 笔记本 内置喇叭 。 体积小 ， 安装方便 ． 声 擂 台项 目 竞赛 。 设计 了此竞赛 机器人 音大 ， 功耗低 ， 完全满足设计 的要求 。 １ ． 功 能 介绍 视觉机构是本设计中最重要 的一部分 ． 对场地信息的有效采集是 本 队所设计机器人的功能完全 以完成竞赛项 目的要求 为依据 彳 Ｅ 采用 了彩色摄像头对场地配件 的颜色进行 符 合竞赛 对机器人的各项要求 的前 提下 。 发挥 自身 的创造力 ． 对设备 完成工作任务的首要条件。 作为移动路线选 择的主要判断依据。采用红外测距传感器检测 的机械 结、 软 件设 计进行精心 的设计 ， 最 终能够完成竞赛 要求的各种 判 别， 标物体的距离 ， 作为动作切换的依据。采用多个光电传感器进行障 动作 。主要功能包括移动功能、 搬运功能 、 颜色识别能力 、 语音播放能 目 碍 的判断 ， 以避免在向 目 标物体移动 的过程中碰撞其他物体。灰度传 力、 武术动作展示能力。 感器根据场地的不同颜色来判 断机器人 目 前 的大致 位置 ． 主要 用于判 ２ ． 硬 件设 计 或者是否到达擂台中央， 作为动作切换的依据。 本此设计的机器人 主要 由北京博创的机器人套件所构成 ． 本套件 断是否到达擂台边缘 ， 其 中光电传感器的设计安装是整个硬件 设计中 比较重要的环节 。 提供 ５ Ｏ 余种 ． ６ ０ ０多个结构零 件。 结 构零 件的连 接采用独 特的花键式 被检测物体 必须在传感器 可以检测的区域 内． 也就 是光电可 以 结构 ， 精密连接 ， 无间隙 ， 无 晃动。 连接刚度高 ， 强度大 。 单个连 接可承 首 先 ． 这就决定了传感器所安装的位置。 其次， 要考虑传感器 受５ Ｎ ｍ以上的弯矩 。 支持两个或三个零件可以各种角度连接 ， 丰富构 感知 的范 围内 ， 同样还要考虑 的是检测物体是否符合标准检测 型数量 。组装简便 ， 只需一个螺丝 即可 固定 ， 方便拆卸 及构型重新搭 光轴有没有对准问题 ， 物体或者最小检狈 ４ 物体的标准 ， 检测物体不能小于最小检测物体的标 建。 从而避免导致对射 型、 反射 型不能很好检 测透明物体 ， 像反射型对 在硬件的设计上除 了 考 虑实现各项动作要求 以外 ． 必须严格遵守 准 ． 检测物体的颜色有要求 ， 颜色越深 ， 检测距离就越近。 竞赛对机器人的体积和重量等技术要求 这就要求在设计硬件 时布局
口众多， 可 同时将红外 、 温度、 光强、 声 音、 碰撞等传感器 同时插在控制
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图 １ 机 器人硬件模块
机器 人躯体 由创意之星高级版控制器构成 ， 其余各部件通过结构 件和线缆 和它连接。 本款控制器采用 Ａ Ｖ Ｒ控制器 ， 控制器上 传感器接