本發(fā)明涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人的防掉臺(tái)控制方法。

背景技術(shù)：

機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽是一種機(jī)器人對(duì)抗性比賽，比賽場(chǎng)地為正方形擂臺(tái)，擂臺(tái)底色從外側(cè)四角到中心分別為純黑到純白漸變的灰度，場(chǎng)地中央有一個(gè)正方形紅色區(qū)域，區(qū)域中心是一個(gè)白色的武字，比賽時(shí)需要參賽雙方機(jī)器人在擂臺(tái)上進(jìn)行推擠和碰撞，使敵方機(jī)器人落下擂臺(tái)給自己加分，為了保證獲勝要保證己方機(jī)器人不能夠落下擂臺(tái)?，F(xiàn)有技術(shù)中的武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人，一般采用四個(gè)紅外光電傳感器作為檢測(cè)邊沿的方式，此類(lèi)機(jī)器人在遇到擂臺(tái)上有光斑或者敵方機(jī)器人裝有干擾己方紅外光電傳感器的裝置時(shí)，很容易使得機(jī)器人發(fā)生誤動(dòng)作，導(dǎo)致自己掉了擂臺(tái)或者被敵方機(jī)器人輕松推下擂臺(tái)從而失分。

現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)在技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人的防掉臺(tái)控制方法，實(shí)現(xiàn)在武術(shù)擂臺(tái)賽中能夠安全在擂臺(tái)上運(yùn)行，解決武術(shù)擂臺(tái)賽中機(jī)器人自己容易沖下擂臺(tái)問(wèn)題；本發(fā)明提供的技術(shù)文案，一種武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人的防掉臺(tái)控制方法，包括機(jī)器人本體、紅外光電傳感器、灰度傳感器、駝峰輪、控制器和空心杯直流電機(jī)，所述紅外光電傳感器設(shè)置為四個(gè)，分別固定于機(jī)器人本體頂部的四角上，分別為左前光電、左后光電、右前光電和右后光電，所述紅外光電傳感器以水平70度角安裝于機(jī)器人本體頂部，且與控制器的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，所述灰度傳感器設(shè)置為四個(gè)，安裝于機(jī)器人本體底部邊緣的中點(diǎn)上，分別為前灰度、后灰度、左灰度和右灰度，所述灰度傳感器均與控制器的模擬量信號(hào)輸入端連接，所述空心杯直流電機(jī)與控制器控制輸出端連接，所述空心杯直流電機(jī)設(shè)置為兩個(gè)，分別固定于機(jī)器人本體底部的左右兩側(cè)，所述駝峰輪固定于空心杯直流電機(jī)的輸出端；

第一步、灰度傳感器測(cè)取前、后、左、右方向上的灰度值，紅外光電傳感器測(cè)取左前、左后、右前、右后方向上的電平信號(hào)；

第二步、控制器由數(shù)字信號(hào)輸入端接收四個(gè)紅外光電傳感器的電平信號(hào)，通過(guò)高低電平判斷機(jī)器人是否位于擂臺(tái)邊緣，即臨界危險(xiǎn)處；

第三步、控制器由由模擬量信號(hào)輸入端接收四個(gè)灰度傳感器的灰度值，并與控制器內(nèi)部存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較，進(jìn)一步地判斷機(jī)器人是否位于擂臺(tái)邊緣，即危險(xiǎn)處；

第四步、根據(jù)第三步中判斷的機(jī)器人是否處理危險(xiǎn)處，控制器分別控制左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速和右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)操作一至操作八中任意一種，從而遠(yuǎn)離擂臺(tái)邊緣。

優(yōu)選地，第二步中紅外光電傳感器的電平信號(hào)為低電平，則此紅外光電傳感器所處方位為臨界危險(xiǎn)處，第三步中灰度傳感器監(jiān)測(cè)的灰度值低于控制器內(nèi)部存儲(chǔ)的閾值，則此灰度傳感器所處方位為危險(xiǎn)處。

優(yōu)選地，操作一至操作八分別為后退后右轉(zhuǎn)、后退后左轉(zhuǎn)、前進(jìn)后左轉(zhuǎn)、前進(jìn)后右轉(zhuǎn)、前進(jìn)、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)和后退。

優(yōu)選地，第四步中，左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速與右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)器人前進(jìn)；左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速與右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速相同，且均向機(jī)器人后方轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)器人后退；左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速小于右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，同機(jī)器人左轉(zhuǎn)；左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速大于右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，同機(jī)器人右轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，機(jī)器人左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速不小于零；機(jī)器人右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)空心杯直流電機(jī)轉(zhuǎn)速不小于零。

優(yōu)選地，所述控制器的控制輸入端連接控制面板，所述控制面板上設(shè)置開(kāi)始鍵與結(jié)束鍵。

優(yōu)選地，第一步到第四步為一個(gè)周期，機(jī)器人的控制方法由若干周期組成，每一周期結(jié)束，控制器均接收來(lái)自控制輸入端連接的控制面板上的結(jié)束鍵的電平信號(hào)，由此判斷是否按下結(jié)束鍵，若此電平信號(hào)為高電平，則為按下線(xiàn)束鍵，機(jī)器人停止工作。

優(yōu)選地，第二步中，四個(gè)紅外光電傳感器的電平信號(hào)若均為低電平，即機(jī)器人沒(méi)有處于臨界危險(xiǎn)處，則第三步中四個(gè)灰度傳感器的灰度值均高于閾值，機(jī)器人位置安全，進(jìn)行控制器判斷是否按下結(jié)束鍵，若未按下線(xiàn)束鍵，則進(jìn)入下一周期。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果，本發(fā)明能設(shè)置紅外光電傳感器及灰度傳感器，且利用高低電平及灰度值與閾值的比較，使機(jī)器人擁有雙重的防掉臺(tái)保護(hù)，第一重，光電傳感器的初判，第二重，灰度傳感器閾值的比較，更加準(zhǔn)確地預(yù)防武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人掉臺(tái)；同時(shí)本發(fā)明的控制器能過(guò)不斷接收光電傳感器和灰度傳感器的信號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)器人位置的監(jiān)測(cè)，通過(guò)空心杯直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)駝峰輪來(lái)遠(yuǎn)離擂臺(tái)邊緣，預(yù)防掉臺(tái)；依靠光電傳感器和灰度傳感器避免擂臺(tái)出現(xiàn)光斑或第敵方機(jī)器人裝有干擾型紅外光電傳感器而使機(jī)器人發(fā)生誤動(dòng)作，造成掉臺(tái)現(xiàn)象，本發(fā)明所述提供的控制方法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的簡(jiǎn)易控制同時(shí)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行雙重保護(hù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明駝峰輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明流程圖。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書(shū)所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱(chēng)為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本說(shuō)明書(shū)所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類(lèi)似的表述只是為了說(shuō)明的目的。

除非另有定義，本說(shuō)明書(shū)所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說(shuō)明書(shū)中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，一種武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人的防掉臺(tái)控制方法，包括機(jī)器人本體1、紅外光電傳感器2、灰度傳感器3、駝峰輪4、控制器5和空心杯直流電機(jī)6，所述紅外光電傳感器2設(shè)置為四個(gè)，分別固定于機(jī)器人本體1頂部的四角上，分別為左前光電、左后光電、右前光電和右后光電，所述紅外光電傳感器2以水平70度角安裝于機(jī)器人本體1頂部，且與控制器5的數(shù)字信號(hào)輸入端連接，所述灰度傳感器3設(shè)置為四個(gè)，安裝于機(jī)器人本體1底部邊緣的中點(diǎn)上，分別為前灰度、后灰度、左灰度和右灰度，所述灰度傳感器3均與控制器5的模擬量信號(hào)輸入端連接，所述空心杯直流電機(jī)6與控制器5控制輸出端連接，所述空心杯直流電機(jī)6設(shè)置為兩個(gè)，分別固定于機(jī)器人本體1底部的左右兩側(cè)，所述駝峰輪4固定于空心杯直流電機(jī)6的輸出端；

第一步、灰度傳感器3測(cè)取前、后、左、右方向上的灰度值，紅外光電傳感器2測(cè)取左前、左后、右前、右后方向上的電平信號(hào)；

第二步、控制器5由數(shù)字信號(hào)輸入端接收四個(gè)紅外光電傳感器2的電平信號(hào)，通過(guò)高低電平判斷機(jī)器人是否位于擂臺(tái)邊緣，即臨界危險(xiǎn)處；

第三步、控制器5由由模擬量信號(hào)輸入端接收四個(gè)灰度傳感器3的灰度值，并與控制器5內(nèi)部存儲(chǔ)的閾值進(jìn)行比較，進(jìn)一步地判斷機(jī)器人是否位于擂臺(tái)邊緣，即危險(xiǎn)處；

第四步、根據(jù)第三步中判斷的機(jī)器人是否處理危險(xiǎn)處，控制器5分別控制左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速和右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)操作一至操作八中任意一種，從而遠(yuǎn)離擂臺(tái)邊緣。

優(yōu)選地，第二步中紅外光電傳感器2的電平信號(hào)為低電平，則此紅外光電傳感器2所處方位為臨界危險(xiǎn)處，第三步中灰度傳感器3監(jiān)測(cè)的灰度值低于控制器5內(nèi)部存儲(chǔ)的閾值，則此灰度傳感器3所處方位為危險(xiǎn)處。

優(yōu)選地，操作一至操作八分別為后退后右轉(zhuǎn)、后退后左轉(zhuǎn)、前進(jìn)后左轉(zhuǎn)、前進(jìn)后右轉(zhuǎn)、前進(jìn)、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)和后退。

優(yōu)選地，第四步中，左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速與右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速相同，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)器人前進(jìn)；左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速與右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速相同，且均向機(jī)器人后方轉(zhuǎn)動(dòng)，則機(jī)器人后退；左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速小于右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，同機(jī)器人左轉(zhuǎn)；左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速大于右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速，且均向機(jī)器人前方轉(zhuǎn)動(dòng)，同機(jī)器人右轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，機(jī)器人左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速不小于零；機(jī)器人右轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)空心杯直流電機(jī)6轉(zhuǎn)速不小于零。

優(yōu)選地，所述控制器5的控制輸入端連接控制面板，所述控制面板上設(shè)置開(kāi)始鍵與結(jié)束鍵。

優(yōu)選地，第一步到第四步為一個(gè)周期，機(jī)器人的控制方法由若干周期組成，每一周期結(jié)束，控制器5均接收來(lái)自控制輸入端連接的控制面板上的結(jié)束鍵的電平信號(hào)，由此判斷是否按下結(jié)束鍵，若此電平信號(hào)為高電平，則為按下線(xiàn)束鍵，機(jī)器人停止工作。

優(yōu)選地，第二步中，四個(gè)紅外光電傳感器2的電平信號(hào)若均為低電平，即機(jī)器人沒(méi)有處于臨界危險(xiǎn)處，則第三步中四個(gè)灰度傳感器3的灰度值均高于閾值，機(jī)器人位置安全，進(jìn)行控制器5判斷是否按下結(jié)束鍵，若未按下線(xiàn)束鍵，則進(jìn)入下一周期。

所述駝峰輪4包括輪轂和橡膠輪，所述橡膠輪套于輪轂上，所述橡膠輪的觸地面中間沿圓周設(shè)置凹槽，使橡膠輪的觸地面形成兩個(gè)波峰，形似“駝峰”，加大了車(chē)體的抓地力及過(guò)彎性；所述輪轂為六輻輪轂，所述六輻輪轂的中心軸處通過(guò)六棱柱聯(lián)軸器與空心杯直流電機(jī)6的輸出軸連接；所述空心杯直流電機(jī)6通過(guò)電機(jī)支架裝于機(jī)器人本體1的底部；所述電機(jī)支架通過(guò)焊接或緊固件安裝于機(jī)器人本體1的底部，所述空心杯直流電機(jī)6固定于電機(jī)支架上；優(yōu)選地，控制器5的控制輸出端通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7與空心杯直流電機(jī)6連接；進(jìn)一步地，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器7為l298n直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。

進(jìn)一步地，所述控制器5還連接一存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)來(lái)自控制器5的指令，便于后期通過(guò)存儲(chǔ)的指令來(lái)分析和優(yōu)化機(jī)器人的控制系統(tǒng)，所述控制器5型號(hào)為sct89s52單片機(jī)，所述灰度傳感器3型號(hào)為dfr0022,所述紅外光電傳感器2型號(hào)為e18-d80nk。

更進(jìn)一步地，所述控制器5的模擬量信號(hào)輸入端為模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片，所述模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片與單片機(jī)的p0接口連接，所述灰度傳感器3與模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片連接，灰度傳感器3將采集到的模擬信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片接收，模數(shù)轉(zhuǎn)化芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，發(fā)送到單片機(jī)中，由單片機(jī)將此數(shù)字信號(hào)與存儲(chǔ)于單片機(jī)的ram數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的閾值進(jìn)行比較，做出相應(yīng)動(dòng)作。

當(dāng)武術(shù)擂臺(tái)賽機(jī)器人在臺(tái)上運(yùn)行時(shí)，灰度傳感器3實(shí)時(shí)測(cè)取機(jī)器人所在位置的灰度值，通過(guò)比較前后灰度傳感器3的數(shù)值從而確定機(jī)器人的前后方向，通過(guò)比較左右兩個(gè)灰度傳感器3的數(shù)值確定機(jī)器人的左右方向從而確定機(jī)器人朝向。位于機(jī)器人頂部四角的紅外光電傳感器2實(shí)時(shí)測(cè)取臺(tái)面信息，當(dāng)四個(gè)紅外光電傳感器2都處于低電平，四個(gè)方位灰度值全高于閾值時(shí)，機(jī)器人處于安全狀態(tài)；當(dāng)左前光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)左灰度和前灰度信息，當(dāng)左灰度和前灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人左前方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作一后退后再右轉(zhuǎn)；當(dāng)右前光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)右灰度和前灰度信息，當(dāng)右灰度和前灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人右前方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作二后退后再左轉(zhuǎn)；當(dāng)左后光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)左灰度和后灰度信息，當(dāng)左灰度和后灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人左后方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作四前進(jìn)后再右轉(zhuǎn)；當(dāng)右后光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)右灰度和后灰度信息，當(dāng)右灰度和后灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人右后方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作三前進(jìn)后再左轉(zhuǎn)；當(dāng)左前光電和右前光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)前灰度信息，當(dāng)前灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人前方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作八后退，然后對(duì)左、右灰度值比較，左灰度大于右灰度時(shí)進(jìn)行左轉(zhuǎn)，左灰度小于右灰度時(shí)進(jìn)行右轉(zhuǎn)；當(dāng)左后光電和右后光電處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)后灰度信息，當(dāng)后灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人后方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作五前進(jìn)；當(dāng)左前光電和左后光電均處于高電平其他處于低電平時(shí)，檢測(cè)左灰度信息，當(dāng)左灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人左方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作六右轉(zhuǎn)；當(dāng)右前光電和右后光電均處于高電平其他為低電平時(shí)，檢測(cè)右灰度信息，當(dāng)右灰度低于設(shè)定閾值時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人右方向靠近邊沿，使機(jī)器人執(zhí)行操作七左轉(zhuǎn)。

需要說(shuō)明的是，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)記載的范圍；并且，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。