一種機器人軌跡賽競賽平臺的製作方法
2023-12-11 03:04:42 4
專利名稱：一種機器人軌跡賽競賽平臺的製作方法
技術領域：
背景技術：
從上世紀90年代開始，在全世界範圍內相繼出現了一系列的機器人 竟賽，機器人竟賽是中央"科教興國"戰略方針的具體體現和創新舉措。 機器人竟賽實際上是高技術的對抗賽，其從一個側面反映了一個國家信息 與自動化領域基礎研究和高技術發展的水平。機器人竟賽使研究人員能夠 利用各種技術，獲得更好的解決方案，從而又反過來促進各個領域的發展， 這也正是開展機器人竟賽的深遠意義，同時也是機器人竟賽的魅力所在。
目前機器人竟賽按照竟賽主題可以分為機器人足球賽、機器人籃球 賽、機器人舞蹈竟賽、機器人滅火比賽等40多種類型。而國內的人形機 器人竟賽主要有兩個項目機器人直線行走竟賽和創意舞蹈竟賽。而目前， 還沒有一個平臺能夠實現不用人工判斷就能評價機器人性能的好壞以及 竟賽的輸贏。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提 供一種機器人軌跡賽竟賽平臺，其結構合理且操作控制簡便、結果顯示直 觀，能夠有效應用於機器人軌跡賽竟賽的現場裁判中且評價標準統一。
為解決上述技術問題，本實用新型釆用的技術方案是 一種機器人軌跡 賽竟賽平臺，其特徵在於包括一縱向供機器人竟賽行走的矩形平板、分 別安裝在所述矩形平板四個頂點下方的四個壓力傳感器、分別與所述四個壓力傳感器相接且對其實時所檢測壓力信號進行處理的信號調理電路、與 信號調理電路相接的信號釆集和傳送電路以及將實時所採集並處理的壓 力信號轉換為機器人相應運行位置信息並進行同步顯示機器人運行軌跡
的上位機，所述信號釆集和傳送電路接上位機；所述信號調理電路為依次 相接的信號放大電路、濾波電路和A/D轉換電路。
所述信號釆集和傳送電路為單片機且所述A/D轉換電路集成在所述單
片機內部。
所述單片機為晶片MSP430F247。 所述矩形平板為表面平滑的矩形硬質木板。
本實用新型與現有技術相比具有以下優點，1、本實用新型主要針對 目前機器人軌跡賽竟賽需要裁判現場評判且評價機器人性能的好壞沒有 統一標準的缺陷，不僅結構簡單，加工製作方便而且使用操作簡便。2、 本實用新型打破了現有機器人軌跡賽的竟賽規則，提出一種新型的機器人 軌跡賽竟賽平臺，該竟賽平臺能夠有效應用於多種機器人軌跡賽，如機器 人直線行走竟賽、機器人直線花樣行走竟賽、機器人直線繞障行走竟賽、 機器人按規定圖形行走竟賽等，使竟賽規則更為直觀、明朗，減小了竟賽 結果判斷的人為誤差。3、本實用新型還能有效應用於機器人性能的評價 中，為生產者、銷售者和購置者提供更為統一、直觀和準確的評價標準； 另外，通過進一步擴展，本實用新型還可適用於如使系統自動升降、傾斜 等控制操作中，可進一步豐富機器人的竟賽規則，完善機器人的性能評價 標準。4、機器人運行軌跡實現步驟簡單易行，首先，通過壓力傳感器陣 列即安裝在矩形平板四個頂點下方的壓力傳感器獲取機器人在平臺上運 動時的運動特徵參數，在數據釆集的遠端釆用單片機控制，完成數據的實 時釆集、平滑濾波和發送，在近端通過微機即上位機完成數據的接收、校 驗、糾錯、處理和顯示等，上位機根據空間平行力系的平衡原理將實時所 釆集並處理的壓力信號轉換為機器人相應運行位置信息並進行同步顯示， 通過顯示在微機上直觀的數據或圖形判斷機器人的運行軌跡，根據機器人
4的運行軌跡在上位機上的直觀反映，可將平臺應用於機器人軌跡賽，直觀 地判斷機器人軌跡賽竟賽的輸贏，平臺還可應用於對機器人性能的評價， 並可進行二次開發。
下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
圖1為本實用新型所用機器人軌跡賽竟賽平臺的結構示意圖。
附圖標記說明
2—信號調理電路； 3—信號採集和傳送電路；4一上位機；
5_壓力傳感器一； 6—壓力傳感器二； 7—壓力傳感器三； 8—壓力傳感器四。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括一供機器人竟賽行走的矩形平板、分別 安裝在所述矩形平板四個頂點下方的四個壓力傳感器、分別與所述四個壓 力傳感器相接且對其實時所檢測壓力信號進行處理的信號調理電路2、與 信號調理電路2相接的信號釆集和傳送電路3以及將實時所採集並處理的
壓力信號轉換為機器人相應運行位置信息並進行同步顯示機器人運行軌 跡的上位機4，所述信號採集和傳送電路3接上位機4;所述信號調理電 路2為依次相接的信號放大電路、濾波電路和A/D轉換電路。所述四個壓 力傳感器分別為安裝在所述矩形平板右下方、右上方、左上方和左下方四 個頂點下方的壓力傳感器一 5、壓力傳感器二 6、壓力傳感器三7和壓力 傳感器四8。
本實施例中，所述信號採集和傳送電路3為單片機且所述A/D轉換電 路集成在所述單片機內部，即所述信號釆集和傳送電路3為內部集成有 A/D轉換電路模塊的單片機且所述單片機為晶片MSP430F247。所述矩形平 板為表面平滑的矩形硬質木板，實踐中，所述矩形平板也可以為其它材質的硬質平板。
本實用新型的工作過程是首先，壓力信號的實時採集和處理由信 號調理電路2對所述四個壓力傳感器實時所輸出的壓力信號依次進行放 大、濾波和A/D轉換，再由信號釆集和傳送電路3對經信號調理電路2處 理後的壓力信號進行釆集並同步發送至上位機4。之後，由上位機4實現
橫向寬度方向和縱向長度為X軸和Y軸，建立平面直角坐標系
所述上位機4根據公式:
-g、 - g: +《，++《，+= 0
f，乂 + f; a — g;丄—g j: = o
-《,,-f， w7 + g, + g7x = 0
將所述四個壓
力傳感器所釆集並經處理的壓力信號轉換為機器人的相應運行位置信息
即機器人當前位置的平面坐標(x,.}:)，其中w為所述矩形平板的橫向幅
寬，L為所述矩形平板的縱向長度，G,為機器人所受重力，Gz為所述矩形 平板所受重力，Fn、 F2i、 F3i和F"分別為壓力傳感器一 5、壓力傳感器二6、 壓力傳感器三7和壓力傳感器四8實時檢測的壓力值；上位機4通過統計 各時刻的平面坐標U:，描繪出機器人的運行軌跡並進行同步顯示。
以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型作任何限
權利要求1.一種機器人軌跡賽競賽平臺，其特徵在於包括一縱向供機器人競賽行走的矩形平板、分別安裝在所述矩形平板四個頂點下方的四個壓力傳感器、分別與所述四個壓力傳感器相接且對其實時所檢測壓力信號進行處理的信號調理電路(2)、與信號調理電路(2)相接的信號採集和傳送電路(3)以及將實時所採集並處理的壓力信號轉換為機器人相應運行位置信息並進行同步顯示機器人運行軌跡的上位機(4)，所述信號採集和傳送電路(3)接上位機(4)；所述信號調理電路(2)為依次相接的信號放大電路、濾波電路和A/D轉換電路。
2. 按照權利要求l所述的一種機器人軌跡賽竟賽平臺，其特徵在於 所述信號釆集和傳送電路(3)為單片機且所述A/D轉換電路集成在所述 單片機內部。
3. 按照權利要求2所述的一種機器人軌跡賽竟賽平臺，其特徵在於 所述單片機為晶片MSP430F247。
4. 按照權利要求1、 2或3所述的一種機器人軌跡賽竟賽平臺，其特 徵在於所述矩形平板為表面平滑的矩形硬質木板。
專利摘要本實用新型公開了一種機器人軌跡賽競賽平臺，包括一縱向供機器人競賽行走的矩形平板、分別安裝在所述矩形平板四個頂點下方的四個壓力傳感器、分別與所述四個壓力傳感器相接且對其實時所檢測壓力信號進行處理的信號調理電路、與信號調理電路相接的信號採集和傳送電路以及將實時所採集並處理的壓力信號轉換為機器人相應運行位置信息並進行同步顯示機器人運行軌跡的上位機，所述信號採集和傳送電路接上位機；所述信號調理電路為依次相接的信號放大電路、濾波電路和A/D轉換電路。本實用新型結構合理且操作控制簡便、結果顯示直觀，能有效應用於機器人軌跡賽競賽的現場裁判中且評價標準統一。
文檔編號G01B21/00GK201318938SQ200820222800
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者楞 房, 李豔春, 鈺 柴, 武少輝 申請人:西安科技大學