專利名稱：一種用于迷宮沖刺的電腦鼠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于智能機(jī)器人領(lǐng)域，涉及一種電腦鼠。具體涉及一種用于在IEEE標(biāo) 準(zhǔn)迷宮中沖刺的電腦鼠。
背景技術(shù)：
電腦鼠是一個(gè)小型的由微處理器控制帶有傳感器的機(jī)器人車輛，在復(fù)雜迷宮中具 有譯碼和導(dǎo)航的功能和能力。國(guó)際電工和電子工程學(xué)會(huì)(IEEE)每年舉辦一次國(guó)際性的電 老鼠走迷宮競(jìng)賽。競(jìng)賽的迷宮由16X16個(gè)IScmX 18cm大小的正方形單元所組成，迷宮的 隔墻和底板各項(xiàng)參數(shù)在IEEE標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定，稱為IEEE標(biāo)準(zhǔn)迷宮。比賽規(guī)則同樣采用的 是IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則。規(guī)則中電腦鼠的起點(diǎn)在迷宮的左下角或者是右下角，終點(diǎn)一般在迷宮的 中央，為四個(gè)單元格。規(guī)則中電腦鼠的得分是通過(guò)計(jì)算排障時(shí)間來(lái)衡量的，排障時(shí)間越短越 好。排障時(shí)間是這樣計(jì)算的將迷宮時(shí)間(搜索時(shí)間)乘以1/30，再加上運(yùn)行時(shí)間(沖刺時(shí) 間)，如果這次運(yùn)行結(jié)束以后電腦鼠沒(méi)有被碰觸過(guò)，那么還要再減去10秒的獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)間，這樣 得到的就是排障時(shí)間。從此規(guī)則中可以看出沖刺時(shí)間在整個(gè)電腦鼠的排障時(shí)間中起著決定 性的作用。因此，電腦鼠按照一定的算法搜索到終點(diǎn)，盡可能找出最短路徑，進(jìn)行沖刺。而 且，必須采用合理、快速且穩(wěn)定的沖刺方法，才能獲得比賽的勝利。IEEE標(biāo)準(zhǔn)電腦鼠走迷宮競(jìng)賽在中國(guó)起步較晚，2009年在全國(guó)范圍舉行了第一次 全國(guó)IEEE標(biāo)準(zhǔn)電腦鼠走迷宮競(jìng)賽。一只電腦鼠是具有機(jī)電知識(shí)整合的基本架構(gòu)，要在指定 的迷宮中比賽，在迷宮中探索以找出通往終點(diǎn)的路徑，并隨時(shí)掌握自身的位置信息，準(zhǔn)確獲 取墻壁信息并做記錄，最終依靠記憶找出走出迷宮的最佳路徑，以最短的時(shí)間解開(kāi)迷宮，贏 得比賽。一只優(yōu)秀的電腦鼠必須具備良好的感知能力，有良好行走能力，優(yōu)秀的智能算法和 強(qiáng)健體魄。一只完整的電腦鼠可大體包含傳感器、執(zhí)行部件、微處理器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、算法五 個(gè)部分，前四部分為硬件部分，第五部分為軟件部分。算法是電腦鼠的靈魂。電腦鼠必須采用一定的算法才能找到終點(diǎn)，才能找到一條 最短的路徑，在最短的時(shí)間內(nèi)到達(dá)終點(diǎn)。算法的效率決定了解迷宮的效率。優(yōu)良的電機(jī)控 制算法能讓電腦鼠走得更快更平穩(wěn)，降低微處理器負(fù)荷。算法的好壞直接決定了解開(kāi)迷宮和沖刺的效率和成績(jī)。目前多數(shù)電腦鼠在沖刺時(shí) 利用的方法是等高值方法，利用搜索迷宮后的墻壁信息，繪制出等高圖，然后沿著等高值降 低的方向到達(dá)終點(diǎn)。此方法利用的坐標(biāo)系為四個(gè)方向的坐標(biāo)系，即電腦鼠在迷宮的轉(zhuǎn)動(dòng)方 向只能有向東、向西、向南、向北四個(gè)方向，按照搜索過(guò)的路徑，依據(jù)等高值找到最短路徑?jīng)_ 刺到達(dá)終點(diǎn)。文獻(xiàn)主要有張新誼的《一種電腦鼠走迷宮算法》以及廣州周立功單片機(jī)發(fā)展 有限公司提供的電腦鼠開(kāi)發(fā)文檔手冊(cè)。隨著國(guó)內(nèi)對(duì)電腦鼠研究的逐漸深入，目前多數(shù)電腦鼠所用的沖刺方法存在如下問(wèn) 題電腦鼠在沖刺過(guò)程中，由于轉(zhuǎn)彎需要花費(fèi)時(shí)間，尤其是對(duì)于有較多轉(zhuǎn)彎的路徑，此 種情況大大降低了電腦鼠的沖刺速度；[0008]目前多數(shù)電腦鼠在沖刺過(guò)程中連續(xù)性不夠好，原因之一是走直線和轉(zhuǎn)彎不具有連 慣性；對(duì)電腦鼠運(yùn)行路徑特點(diǎn)進(jìn)行分析可知，沖刺時(shí)，電腦鼠在搜索過(guò)的路徑中選出最短路 徑進(jìn)行沖刺，但是最短路徑不一定花費(fèi)時(shí)間最短，主要原因是電腦鼠轉(zhuǎn)彎需要花費(fèi)時(shí)間，從 而限制其速度，而且是限制其沖刺速度的主要原因。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于迷宮沖刺的電腦 鼠，該種電腦鼠轉(zhuǎn)彎靈活，而且連續(xù)性較好，從而能夠增加沖刺速度，贏得比賽時(shí)間。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的這種用于迷宮沖刺的電腦鼠，包括底板以及安裝于底板中段下部的一對(duì)車輪，該 對(duì)車輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述底板是一塊布置有控制電路的PCB板，底板前部呈半圓形，在底 板前部的半圓形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè)置有三個(gè)或三個(gè)以上紅外收發(fā)一體化傳感器， 所述底板的半圓形部分正前部至少設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，半圓形部分的兩側(cè)至 少各設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器；所述PCB板上的控制電路包括微處理器以及與微處 理器連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和紅外收發(fā)控制電路，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述電機(jī)連 接，紅外收發(fā)控制電路分別與各紅外收發(fā)一體化傳感器連接。進(jìn)一步的，在底板前部的半圓形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè)置六個(gè)紅外收發(fā)一體 化傳感器，其中在半圓形部分的正前部設(shè)置兩個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，在半圓形部分兩 側(cè)各設(shè)置一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，并在半圓形部分兩側(cè)與中軸四十五度夾角方向各設(shè) 置一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器。上述底板下側(cè)面的前后兩端各設(shè)有一個(gè)支點(diǎn)。上述支點(diǎn)是倒錐形或半球形結(jié)構(gòu)，支點(diǎn)采用塑料或者玻璃材質(zhì)。上述底板中段下部的一對(duì)車輪分別由兩臺(tái)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型采用多個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器作為探路途徑，能夠突破以往以四方 向坐標(biāo)系為基礎(chǔ)的沖刺運(yùn)行方法，可以有效提高電腦鼠的沖刺速度，進(jìn)而贏得沖刺時(shí)間。并 且這種電腦鼠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用的輪子少，可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)等動(dòng)作，能夠達(dá)到運(yùn)動(dòng)靈 活，沖刺速度快的目的。

圖1為本實(shí)用新型的電腦鼠結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1和圖2，本實(shí)用新型的電腦鼠主體由一塊布置有控制電路的PCB板組成， 該P(yáng)CB板充當(dāng)整個(gè)行走裝置的底板9，底板9中段下部安裝有一對(duì)車輪7、8，該對(duì)車輪7、8 是由兩個(gè)相互獨(dú)立的電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)的，這樣可以省去方向機(jī)構(gòu)，通過(guò)控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng) 從而控制整個(gè)行走裝置的轉(zhuǎn)向。在底板9的下側(cè)面的前后兩端各設(shè)有一個(gè)支點(diǎn)(如圖2中 的10和11)，這兩個(gè)支點(diǎn)用于使地板9保持平衡一定的水平度，并在其行走時(shí)減少與地面的摩擦力。支點(diǎn)可以采用倒錐形或半球形結(jié)構(gòu)以減少與地面的摩擦，其采用塑料或者玻璃等 具有耐磨且光滑特性的材質(zhì)。底板9前部呈半圓形，在底板9前部的半圓形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè)置有三 個(gè)或三個(gè)以上紅外收發(fā)一體化傳感器，底板9的半圓形部分正前部至少設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā) 一體化傳感器，半圓形部分的兩側(cè)至少各設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器。PCB板上的控制 電路包括微處理器以及與微處理器連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和紅外收發(fā)控制電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電 路的輸出端分別與兩個(gè)電機(jī)連接用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，紅外收發(fā)控制電路分別與各紅外收發(fā) 一體化傳感器連接。本實(shí)用新型的一個(gè)最佳方案如圖1所示，在底板9前部的半圓形部分沿圓弧周向 均勻?qū)ΨQ設(shè)置六個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器(分別如圖中的1-6號(hào))，其中在半圓形部分的正 前部設(shè)置兩個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器(分別是3、4號(hào))，在半圓形部分兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)紅外 收發(fā)一體化傳感器(分別是1、6號(hào))，并在半圓形部分兩側(cè)與中軸四十五度夾角方向各設(shè)置 一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器(分別是2、5號(hào))，各紅外收發(fā)一體化傳感器的探頭方向均是以 半圓形部分的圓心為中心，以半圓形的徑向向外發(fā)散開(kāi)來(lái)，用于探測(cè)整個(gè)電腦鼠前方各個(gè) 方向的障礙物。
權(quán)利要求1.一種用于迷宮沖刺的電腦鼠，包括底板(9)以及安裝于底板(9)中段下部的一對(duì)車 輪(7、8)，該對(duì)車輪(7、8)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其特征在于所述底板(9)是一塊布置有控制電路 的PCB板，底板(9)前部呈半圓形，在底板(9)前部的半圓形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè) 置有三個(gè)或三個(gè)以上紅外收發(fā)一體化傳感器，所述底板的半圓形部分正前部至少設(shè)有一個(gè) 紅外收發(fā)一體化傳感器，半圓形部分的兩側(cè)至少各設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器；所述 PCB板上的控制電路包括微處理器以及與微處理器連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和紅外收發(fā)控制電 路，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述電機(jī)連接，紅外收發(fā)控制電路分別與各紅外收發(fā)一 體化傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于迷宮沖刺的電腦鼠，其特征在于在底板(9)前部的半圓 形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè)置六個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，其中在半圓形部分的正前部 設(shè)置兩個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，在半圓形部分兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器， 并在半圓形部分兩側(cè)與中軸四十五度夾角方向各設(shè)置一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于迷宮沖刺的電腦鼠，其特征在于所述底板(9)下側(cè)面的 前后兩端各設(shè)有一個(gè)支點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述用于迷宮沖刺的電腦鼠，其特征在于所述支點(diǎn)是倒錐形或半 球形結(jié)構(gòu)，支點(diǎn)采用塑料或者玻璃材質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于迷宮沖刺的電腦鼠，其特征在于底板(9)中段下部的一 對(duì)車輪(7、8)分別由兩臺(tái)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于迷宮沖刺的電腦鼠，包括底板以及安裝于底板中段下部的一對(duì)車輪，該對(duì)車輪由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。所述底板是一塊布置有控制電路的PCB板，底板前部呈半圓形，在底板前部的半圓形部分沿圓弧周向均勻?qū)ΨQ設(shè)置有三個(gè)或三個(gè)以上紅外收發(fā)一體化傳感器，底板的半圓形部分正前部至少設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器，半圓形部分的兩側(cè)至少各設(shè)有一個(gè)紅外收發(fā)一體化傳感器；PCB板上的控制電路包括微處理器以及與微處理器連接的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和紅外收發(fā)控制電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端與所述電機(jī)連接，紅外收發(fā)控制電路分別與各紅外收發(fā)一體化傳感器連接。該種電腦鼠轉(zhuǎn)彎靈活，而且連續(xù)性較好，從而能夠增加沖刺速度，贏得比賽時(shí)間。
文檔編號(hào)G05D1/02GK201886351SQ20102057582
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者黨宏社, 宋晉國(guó), 梁勇, 郭琴 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)