一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌，冰球，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)，x方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)；所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)固定安裝在冰球桌的兩側(cè)，所述x方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)安裝在兩個(gè)y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)上且能夠沿y方向移動(dòng)；所述冰球，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)和x方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)別的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確定位，裝置簡(jiǎn)單、體積小，加快了定位的速度，可以實(shí)現(xiàn)流暢的人機(jī)對(duì)戰(zhàn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，可對(duì)快速移動(dòng)的冰球進(jìn)行精確、迅速定位并快速做出回?fù)舴磻?yīng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器人技術(shù)作為戰(zhàn)略高科技技術(shù)，深受世界各國(guó)的重視，而服務(wù)機(jī)器人作為前沿高科技研究最活躍的一個(gè)領(lǐng)域，更是備受關(guān)注。如今，機(jī)器人的使用范圍已經(jīng)開始在醫(yī)療輔助、科學(xué)考察、家居娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域快速發(fā)展。服務(wù)機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)上，迅速發(fā)展起來(lái)，開始進(jìn)入人們的生活中。服務(wù)機(jī)器人不僅豐富人們的生活，而且將提升、開拓各種機(jī)器人技術(shù)。步入智能化產(chǎn)業(yè)，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)所構(gòu)建的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，將遍及社會(huì)生產(chǎn)、生活各個(gè)領(lǐng)域，成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的社會(huì)形態(tài)一一智能社會(huì)的基礎(chǔ)。隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，智能機(jī)器人應(yīng)用越來(lái)越廣泛。市場(chǎng)上大部分所謂的智能機(jī)器人都無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速、精確定位，如GPS定位，通過(guò)全球定位系統(tǒng)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行跟蹤，其比較適合室外遠(yuǎn)距離跟蹤，而且其精度取決于GPS的精度及控制對(duì)象周圍環(huán)境因素，很難達(dá)到毫米級(jí)別的精度且成本較高。由于現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，測(cè)控領(lǐng)域?qū)鞲衅鞯牟杉群晚憫?yīng)速度等都提出了更高的要求，而與之對(duì)應(yīng)的是新一代的MEMS元件也積極迎合技術(shù)創(chuàng)新的需要，向整合振動(dòng)儀、加速度計(jì)、磁力計(jì)與壓力感測(cè)器等多軸MEMS元件方向發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種具有快速、準(zhǔn)確定位的基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明的構(gòu)思如下:
該桌面上冰球機(jī)器人能夠通過(guò)多臺(tái)電機(jī)協(xié)作運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而控制擊打器在規(guī)定的范圍內(nèi)移動(dòng)。為了達(dá)到在移動(dòng)中快速、準(zhǔn)確的移動(dòng)的特點(diǎn)，本發(fā)明采用微型集成運(yùn)動(dòng)傳感器來(lái)提供冰球的準(zhǔn)確位置，比如MEMS技術(shù)的集成傳感器，由微加速度傳感器測(cè)量加速度、陀螺儀傳感器來(lái)測(cè)量角速度、地磁傳感器來(lái)測(cè)量方位集成的傳感器，加速度計(jì)通過(guò)測(cè)量給定直線軸向的彈簧上的力來(lái)檢測(cè)直線加速度和重力矢量，運(yùn)動(dòng)傳感器通過(guò)慣性空間的三維角速度、三維加速度及三維磁強(qiáng)強(qiáng)度，實(shí)時(shí)輸出物體在空間中的信息，再由計(jì)算機(jī)處理獲得的原始數(shù)據(jù)，控制電機(jī)的協(xié)作運(yùn)動(dòng)，快速擊打運(yùn)動(dòng)中的冰球。
[0005]根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌，冰球，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)，X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)，計(jì)算機(jī);所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)固定安裝在冰球桌的兩側(cè)，所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)安裝在兩個(gè)y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)上且能夠沿y方向移動(dòng);所述冰球，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)和X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)。
[0006]所述冰球包括冰球本體，運(yùn)動(dòng)傳感器，無(wú)線傳輸模塊，電源模塊，所述運(yùn)動(dòng)傳感器固定在冰球本體上，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊與計(jì)算機(jī)相連，所述電源模塊為運(yùn)動(dòng)傳感器和無(wú)線傳輸模塊供電。
[0007]所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)包括帶輪，帶輪支座，第一導(dǎo)軌，同步帶，行程開關(guān)，導(dǎo)軌支座，電機(jī)安裝支架，第一步進(jìn)電機(jī)，電機(jī)支板，所述電機(jī)支板固定在冰球桌上，第一步進(jìn)電機(jī)通過(guò)電機(jī)安裝支架水平安裝在電機(jī)支板上，一個(gè)帶輪安裝在第一步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，所述導(dǎo)軌支座固定在冰球桌y方向的兩側(cè)各兩個(gè)，所述第一導(dǎo)軌兩端分別固定在導(dǎo)軌支座上;所述帶輪支座用螺釘固定在冰球桌y方向兩側(cè)各一個(gè)，另一個(gè)帶輪固定在帶輪支座上，兩個(gè)帶輪通過(guò)同步帶連接，兩個(gè)行程開關(guān)分別固定在兩端導(dǎo)軌支座上。
[0008]所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)包括第二步進(jìn)電機(jī)，移動(dòng)電機(jī)支架，第二導(dǎo)軌，擊打器，皮帶，行程開關(guān)，支座，套筒，同步帶輪;所述套筒安裝在支座內(nèi)，所述支座用螺釘安裝在所述移動(dòng)電機(jī)支架上，所述套筒與所述第一導(dǎo)軌相互配合，使得移動(dòng)電機(jī)支架能夠沿第一導(dǎo)軌移動(dòng);所述第二步進(jìn)電機(jī)垂直固定在所述移動(dòng)電機(jī)支架上，輸出軸朝上放置，所述同步帶輪安裝在第二步進(jìn)電機(jī)輸出端;所述擊打器安裝在第二導(dǎo)軌上，所述第二導(dǎo)軌的兩端安裝在移動(dòng)電機(jī)支架上，所述皮帶兩端固定安裝在擊打器上端，再安裝在兩端同步帶輪上。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是:
通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器實(shí)時(shí)提供冰球的加速度、角速度、航向等信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)得到冰球的坐標(biāo)、方向、速度等信號(hào)，效率高、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確性、時(shí)間響應(yīng)快。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人整體示意圖。
[0011 ]圖2是一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人的安裝運(yùn)動(dòng)傳感器的冰球示意圖。
[0013]圖4是一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人的自動(dòng)擊打器y方向系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖5是一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人的自動(dòng)擊打器X方向系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作詳細(xì)說(shuō)明，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非限定本發(fā)明的范圍。
[0016]如圖1、2所示，一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌I，冰球2，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)3，X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)4，計(jì)算機(jī)5 ；其中X方向?yàn)楸蜃繧的寬方向，y方向?yàn)楸蜃繧的長(zhǎng)方向。所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)3固定安裝在冰球桌I的兩側(cè)，所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)4安裝在兩個(gè)y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)3上且能夠沿y方向移動(dòng);所述冰球2，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)3和X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)4連接計(jì)算機(jī)5。
[0017]如圖3所示，所述冰球2包括冰球本體2-1，運(yùn)動(dòng)傳感器2-2，無(wú)線傳輸模塊2-3，電源模塊2-4，所述運(yùn)動(dòng)傳感器2-2固定在冰球本體2-1上，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊2-3與計(jì)算機(jī)5相連，所述電源模塊2-4為運(yùn)動(dòng)傳感器2-2和無(wú)線傳輸模塊2-3供電。所述的無(wú)線傳輸模塊2-3將運(yùn)動(dòng)傳感器2-2測(cè)得的冰球的加速度、角速度信息傳遞給計(jì)算機(jī)5，所述計(jì)算機(jī)5將運(yùn)動(dòng)傳感器2-2測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)的采集。
[0018]如圖4所示，所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)3包括帶輪3-1，帶輪支座3-2，第一導(dǎo)軌3-3，同步帶3-4，行程開關(guān)3-5，導(dǎo)軌支座3-6，電機(jī)安裝支架3_7，第一步進(jìn)電機(jī)3_8，電機(jī)支板3-9，所述電機(jī)支板3-9固定在冰球桌I上，第一步進(jìn)電機(jī)3-8通過(guò)電機(jī)安裝支架3-7水平安裝在電機(jī)支板3-9上，一個(gè)帶輪3-1安裝在第一步進(jìn)電機(jī)3-8的輸出軸上，所述導(dǎo)軌支座3-6固定在冰球桌Iy方向的兩側(cè)各兩個(gè)，所述第一導(dǎo)軌3-3兩端分別固定在導(dǎo)軌支座3-6上;所述帶輪支座3-2用螺釘固定在冰球桌Iy方向兩側(cè)各一個(gè)，另一個(gè)帶輪3-1固定在帶輪支座3-2上，兩個(gè)帶輪3-1通過(guò)同步帶3-4連接，兩個(gè)行程開關(guān)3-5分別固定在兩端導(dǎo)軌支座3-6上。
[0019]如圖5所示，所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)4包括第二步進(jìn)電機(jī)4-1，移動(dòng)電機(jī)支架4-2，第二導(dǎo)軌4-3，擊打器4-4，皮帶4-5，行程開關(guān)4_6，支座4_7，套筒4_8，同步帶輪4_9;所述套筒4-8安裝在支座4-7內(nèi)，所述支座4-7用螺釘安裝在所述移動(dòng)電機(jī)支架4-2上，所述套筒
4-8與所述第一導(dǎo)軌3-3相互配合，使得移動(dòng)電機(jī)支架4-2能夠沿第一導(dǎo)軌3-3移動(dòng);所述第二步進(jìn)電機(jī)4-1垂直固定在所述移動(dòng)電機(jī)支架4-2上，輸出軸朝上放置，所述同步帶輪4-9安裝在第二步進(jìn)電機(jī)4-1輸出端;所述擊打器4-4安裝在第二導(dǎo)軌4-3上，所述第二導(dǎo)軌4-3的兩端安裝在移動(dòng)電機(jī)支架4-2上，所述皮帶4-5兩端固定安裝在擊打器4-4上端，再安裝在兩端同步帶輪4-9上。
[0020]本發(fā)明的使用過(guò)程如下:
1)桌上冰球機(jī)器人在與人進(jìn)行比賽時(shí)，冰球2通過(guò)運(yùn)動(dòng)傳感器2-2實(shí)時(shí)記錄下冰球2的加速度、角速度信息，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊2-3將信息發(fā)送給計(jì)算機(jī)5;
2)用計(jì)算機(jī)5對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定冰球2所在的位置、運(yùn)動(dòng)方向、速度；
3)計(jì)算機(jī)5控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，將擊打器4-4快速送達(dá)指定位置，達(dá)到快速、精確的擊打冰球2，完成人機(jī)對(duì)抗。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，包括冰球桌(I)，冰球(2)，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(3)，X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(4)，計(jì)算機(jī)(5);所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(3)固定安裝在冰球桌(I)的兩側(cè)，所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(4)安裝在兩個(gè)y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(3)上且能夠沿y方向移動(dòng);所述冰球(2)，y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(3)和X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(4)連接計(jì)算機(jī)(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，所述冰球(2)包括冰球本體(2-1)，運(yùn)動(dòng)傳感器(2-2)，無(wú)線傳輸模塊(2-3)，電源模塊(2-4)，所述運(yùn)動(dòng)傳感器(2-2)固定在冰球本體(2-1)上，并通過(guò)無(wú)線傳輸模塊(2-3)與計(jì)算機(jī)(5)相連，所述電源模塊(2-4)為運(yùn)動(dòng)傳感器(2-2)和無(wú)線傳輸模塊(2-3)供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，所述y方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(3)包括帶輪(3-1)，帶輪支座(3-2)，第一導(dǎo)軌(3-3)，同步帶(3-4)，行程開關(guān)(3-5)，導(dǎo)軌支座(3-6)，電機(jī)安裝支架(3-7)，第一步進(jìn)電機(jī)(3-8)，電機(jī)支板(3_9)，所述電機(jī)支板(3-9)固定在冰球桌(I)上，第一步進(jìn)電機(jī)(3-8)通過(guò)電機(jī)安裝支架(3-7)水平安裝在電機(jī)支板(3-9)上，一個(gè)帶輪(3-1)安裝在第一步進(jìn)電機(jī)(3-8)的輸出軸上，所述導(dǎo)軌支座(3-6)固定在冰球桌(Dy方向的兩側(cè)各兩個(gè)，所述第一導(dǎo)軌(3-3)兩端分別固定在導(dǎo)軌支座(3-6)上;所述帶輪支座(3-2)用螺釘固定在冰球桌(Dy方向兩側(cè)各一個(gè)，另一個(gè)帶輪(3-1)固定在帶輪支座(3-2)上，兩個(gè)帶輪(3-1)通過(guò)同步帶(3-4)連接，兩個(gè)行程開關(guān)(3-5)分別固定在兩端導(dǎo)軌支座(3-6)上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運(yùn)動(dòng)傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，所述X方向自動(dòng)擊打器系統(tǒng)(4)包括第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)，移動(dòng)電機(jī)支架(4-2)，第二導(dǎo)軌(4-3)，擊打器(4-4)，皮帶(4-5)，行程開關(guān)(4-6)，支座(4-7)，套筒(4-8)，同步帶輪(4_9);所述套筒(4_8)安裝在支座(4-7)內(nèi)，所述支座(4-7)用螺釘安裝在所述移動(dòng)電機(jī)支架(4-2)上，所述套筒(4-8)與所述第一導(dǎo)軌(3-3)相互配合，使得移動(dòng)電機(jī)支架(4-2)能夠沿第一導(dǎo)軌(3-3)移動(dòng);所述第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)垂直固定在所述移動(dòng)電機(jī)支架(4-2)上，輸出軸朝上放置，所述同步帶輪(4-9)安裝在第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)輸出端;所述擊打器(4-4)安裝在第二導(dǎo)軌(4-3)上，所述第二導(dǎo)軌(4-3)的兩端安裝在移動(dòng)電機(jī)支架(4-2)上，所述皮帶(4-5)兩端固定安裝在擊打器(4-4)上端，再安裝在兩端同步帶輪(4-9)上。
【文檔編號(hào)】B25J13/00GK105922275SQ201610386599
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月4日
【發(fā)明人】彭良秀, 葛華, 孔子祥, 田應(yīng)仲
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)