一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌，冰球，y方向自動擊打器系統(tǒng)，x方向自動擊打器系統(tǒng)，計算機(jī)；所述y方向自動擊打器系統(tǒng)固定安裝在冰球桌的兩側(cè)，所述x方向自動擊打器系統(tǒng)安裝在兩個y方向自動擊打器系統(tǒng)上且能夠沿y方向移動；所述冰球，y方向自動擊打器系統(tǒng)和x方向自動擊打器系統(tǒng)連接計算機(jī)。本發(fā)明可以實現(xiàn)毫米級別的實時、準(zhǔn)確定位，裝置簡單、體積小，加快了定位的速度，可以實現(xiàn)流暢的人機(jī)對戰(zhàn)。
【專利說明】
一種基于運動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動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，可對快速移動的冰球進(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、家居娛樂等多個領(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，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)建的社會網(wǎng)絡(luò)，將遍及社會生產(chǎn)、生活各個領(lǐng)域，成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的社會形態(tài)一一智能社會的基礎(chǔ)。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，智能機(jī)器人應(yīng)用越來越廣泛。市場上大部分所謂的智能機(jī)器人都無法實現(xiàn)快速、精確定位，如GPS定位，通過全球定位系統(tǒng)對控制對象進(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的精度及控制對象周圍環(huán)境因素，很難達(dá)到毫米級別的精度且成本較高。由于現(xiàn)代測控技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，測控領(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，向整合振動儀、加速度計、磁力計與壓力感測器等多軸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)確定位的基于運動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)器人能夠通過多臺電機(jī)協(xié)作運動，進(jìn)而控制擊打器在規(guī)定的范圍內(nèi)移動。為了達(dá)到在移動中快速、準(zhǔn)確的移動的特點，本發(fā)明采用微型集成運動傳感器來提供冰球的準(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量加速度、陀螺儀傳感器來測量角速度、地磁傳感器來測量方位集成的傳感器，加速度計通過測量給定直線軸向的彈簧上的力來檢測直線加速度和重力矢量，運動傳感器通過慣性空間的三維角速度、三維加速度及三維磁強(qiáng)強(qiáng)度，實時輸出物體在空間中的信息，再由計算機(jī)處理獲得的原始數(shù)據(jù)，控制電機(jī)的協(xié)作運動，快速擊打運動中的冰球。
[0005]根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌，冰球，y方向自動擊打器系統(tǒng)，X方向自動擊打器系統(tǒng)，計算機(jī);所述y方向自動擊打器系統(tǒng)固定安裝在冰球桌的兩側(cè)，所述X方向自動擊打器系統(tǒng)安裝在兩個y方向自動擊打器系統(tǒng)上且能夠沿y方向移動;所述冰球，y方向自動擊打器系統(tǒng)和X方向自動擊打器系統(tǒng)連接計算機(jī)。
[0006]所述冰球包括冰球本體，運動傳感器，無線傳輸模塊，電源模塊，所述運動傳感器固定在冰球本體上，并通過無線傳輸模塊與計算機(jī)相連，所述電源模塊為運動傳感器和無線傳輸模塊供電。
[0007]所述y方向自動擊打器系統(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)通過電機(jī)安裝支架水平安裝在電機(jī)支板上，一個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，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，另一個帶輪固定在帶輪支座上，兩個帶輪通過同步帶連接，兩個行程開關(guān)分別固定在兩端導(dǎo)軌支座上。
[0008]所述X方向自動擊打器系統(tǒng)包括第二步進(jìn)電機(jī)，移動電機(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，使得移動電機(jī)支架能夠沿第一導(dǎo)軌移動;所述第二步進(jìn)電機(jī)垂直固定在所述移動電機(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:
通過運動傳感器實時提供冰球的加速度、角速度、航向等信號，通過計算機(jī)處理數(shù)據(jù)得到冰球的坐標(biāo)、方向、速度等信號，效率高、機(jī)構(gòu)簡單、定位準(zhǔn)確性、時間響應(yīng)快。
【附圖說明】
[0010]圖1是一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人整體示意圖。
[0011 ]圖2是一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖3是一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人的安裝運動傳感器的冰球示意圖。
[0013]圖4是一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人的自動擊打器y方向系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖5是一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人的自動擊打器X方向系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施作詳細(xì)說明，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非限定本發(fā)明的范圍。
[0016]如圖1、2所示，一種基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，包括冰球桌I，冰球2，y方向自動擊打器系統(tǒng)3，X方向自動擊打器系統(tǒng)4，計算機(jī)5 ；其中X方向為冰球桌I的寬方向，y方向為冰球桌I的長方向。所述y方向自動擊打器系統(tǒng)3固定安裝在冰球桌I的兩側(cè)，所述X方向自動擊打器系統(tǒng)4安裝在兩個y方向自動擊打器系統(tǒng)3上且能夠沿y方向移動;所述冰球2，y方向自動擊打器系統(tǒng)3和X方向自動擊打器系統(tǒng)4連接計算機(jī)5。
[0017]如圖3所示，所述冰球2包括冰球本體2-1，運動傳感器2-2，無線傳輸模塊2-3，電源模塊2-4，所述運動傳感器2-2固定在冰球本體2-1上，并通過無線傳輸模塊2-3與計算機(jī)5相連，所述電源模塊2-4為運動傳感器2-2和無線傳輸模塊2-3供電。所述的無線傳輸模塊2-3將運動傳感器2-2測得的冰球的加速度、角速度信息傳遞給計算機(jī)5，所述計算機(jī)5將運動傳感器2-2測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實現(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通過電機(jī)安裝支架3-7水平安裝在電機(jī)支板3-9上，一個帶輪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，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，另一個帶輪3-1固定在帶輪支座3-2上，兩個帶輪3-1通過同步帶3-4連接，兩個行程開關(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方向自動擊打器系統(tǒng)4包括第二步進(jìn)電機(jī)4-1，移動電機(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，使得移動電機(jī)支架4-2能夠沿第一導(dǎo)軌3-3移動;所述第二步進(jìn)電機(jī)4-1垂直固定在所述移動電機(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)明的使用過程如下:
1)桌上冰球機(jī)器人在與人進(jìn)行比賽時，冰球2通過運動傳感器2-2實時記錄下冰球2的加速度、角速度信息，并通過無線傳輸模塊2-3將信息發(fā)送給計算機(jī)5;
2)用計算機(jī)5對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，確定冰球2所在的位置、運動方向、速度；
3)計算機(jī)5控制電機(jī)驅(qū)動器來控制步進(jìn)電機(jī)的協(xié)調(diào)運動，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)對抗。
【主權(quán)項】
1.一種基于運動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方向自動擊打器系統(tǒng)(3)，X方向自動擊打器系統(tǒng)(4)，計算機(jī)(5);所述y方向自動擊打器系統(tǒng)(3)固定安裝在冰球桌(I)的兩側(cè)，所述X方向自動擊打器系統(tǒng)(4)安裝在兩個y方向自動擊打器系統(tǒng)(3)上且能夠沿y方向移動;所述冰球(2)，y方向自動擊打器系統(tǒng)(3)和X方向自動擊打器系統(tǒng)(4)連接計算機(jī)(5)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運動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)，運動傳感器(2-2)，無線傳輸模塊(2-3)，電源模塊(2-4)，所述運動傳感器(2-2)固定在冰球本體(2-1)上，并通過無線傳輸模塊(2-3)與計算機(jī)(5)相連，所述電源模塊(2-4)為運動傳感器(2-2)和無線傳輸模塊(2-3)供電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，所述y方向自動擊打器系統(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)通過電機(jī)安裝支架(3-7)水平安裝在電機(jī)支板(3-9)上，一個帶輪(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，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，另一個帶輪(3-1)固定在帶輪支座(3-2)上，兩個帶輪(3-1)通過同步帶(3-4)連接，兩個行程開關(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所述的基于運動傳感器的桌上冰球機(jī)器人，其特征在于，所述X方向自動擊打器系統(tǒng)(4)包括第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)，移動電機(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，使得移動電機(jī)支架(4-2)能夠沿第一導(dǎo)軌(3-3)移動;所述第二步進(jìn)電機(jī)(4-1)垂直固定在所述移動電機(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】B25J13/00GK105922275SQ201610386599
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月4日
【發(fā)明人】彭良秀, 葛華, 孔子祥, 田應(yīng)仲
【申請人】上海大學(xué)