擂台机器人的设计方案.pdf

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1、第二届全国先进制造装备与机器人技术论文集擂台机器人的设计方案张英(西安邮电学院信息与控制系，两安710061)■要：本文根据机器人擂台竞赛规则，给出了一种轮式机器人的硬件结构设计方案和软件设计流程．所用机嚣人的处理器为68HCll单片机，主要利用红外传感器．光敏传感器对环境进行检测，驱动电机，使机嚣人在场地中按照预定的方集进行擂台．关键词：机器人；传感器；擂台DesignprojectofarenarobotZhangYing(Departmentoflnlbrmalion＆Contml．Xi’∞InstituteofPostand7Felecommunicatioas．Xi’an710061

2、)Abstract：+thispaperdiscussesthecontestruleofarenarobot，hardwarestructureandSoftwaredesignp州cc【ol’robotTherobotiswheelrobotlwhichprocessoris68HCII．ituseinfraredscnorandlighl—sensitivesensordetectingenvironment．and8renalKeywords：robotscnsorarena；l引言近年来，机器人作为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体被广泛地用来作为高校教学和研究的选

3、题之一，各种机器人比赛活动也引起了广泛关注。机器人竞赛是近年来国际上迅速开展起来的高技术对抗活动．它涉及人工智能、机械、电子、传感器、精密机械和仿生材料等诸多领域的前沿研究。榘高新技术、娱乐和比赛于一体。机器人竞赛是科普活动的一个良好载体，同时也是基础研究的一个良好平台。为了推动机器人及智能控制技术的发展，国际上推出了不同类型的机器人比赛，如机器人足球、机器人灭火、机器人相扑、机器人投球等，其中尤以机器人足球比赛、机器人灭火比赛最为引入注目。2比赛规则机器人擂台赛中，机器人之间进行一对一的对战。通过各种方法或战术有效的将对机器人击倒或推出场外。2．1比赛场地机器人擂台比赛的场地平面结构如图1所

4、示。比赛场地为边长200cm的正方形，台面平坦．由木板做成。场地台面离地面高15cm。比赛场地台面上铺有一张蓝色渐变色图纸，共分10种色块由内向外逐渐变深。离场地150cm远的地方布有围墙，围墙高100cm，颜色为黑色。2．2得分机器人一次有效的将对方机器人击倒(机器人翻倒或被破坏后原地不动超过10秒)时．可得5分。此时，裁判吹哨暂停比赛，进攻机器人应停止攻击，被击倒的机器人可由参赛选手将其恢复继续比赛。如果双方机器人同时被击倒，裁判员开始从1到10数秒数，只要一方先爬起，可得3分，否则双方均无得分。图I比赛场地平面结构图第二二届全国先进制造装备与机器人技术论文集机器人一次有效的将对方机器人推

5、出或打出场地时．可得4分。被击出台面的机器人可由参赛选手按裁判要求将其放入比赛场地，然后由裁判鸣哨继续比赛。在每个同合比赛后，每个裁判根据双方机器人在该回合中的表现进行综合评比，给·-优势的一方加1分。在整场比赛结束时，合计每个机器人所获的有效分与每个裁判员所给的优势分，获得较多分数的为优胜者，如果两个机器人最后所获得分相同，裁判员将通过评定哪能选手在比赛场面上占优势与防守技能来决定优胜者的归属。3机器人的设计机器人的设计需要按照一定的步骤循序渐进，擂台机器人的设计]：作流程如豳2所示。慝盟卜一翟}__一√臣巫计一—恒亟卜

6、_rt亚≥]_l划2帆擀人址汁流fn一曩-5k浦二J机器人的创意是设计

7、过程中最关键的环节。认真研究比赛规则后。要求机器人一要防御性强即稳、坚固，二要攻击性强即力量大。机器人外观如图3所示。3．1硬件设计擂台赛机器人硬件设计主要涉及驱动系统、传感系统的设计。比赛机器人用的驱动器一般有三种，直流电机、步进电机、舵机。由于直流电机可高速运转，能取得大的起动转矩，易控制的优点，擂台机器人驱动器选择直流电机。选择多大容量的电机和负载、传动系统有关。选择转速商，扭力小的电机，它的速度相对快，但是力量小。选择转速低，扭力大的马达，那它的速度就会很慢，图3擂台赛机器人但是力量很大，稳定。通过对负载、轮子摩擦力和其他元器件性能的估算，最终选择了12v转速200的直流电机。传感器检

8、测环境信息，描述机器人与环境的相互关系。针对比赛规则，机器人主要使用了红外传感器、光敏传感器及相应的信号处理电路。机器人的电源采用12V镍氢电池，用2个直流电机驱动2个轮子作为机器人的驱动系统。用l，cD作为输出显示。通过对比赛规刚的研究，设计机器人的系统结构如图4所示红外传感器有两种，一种用来检测围墙，防止机器人走出场地。红外传感器由两个红外发射管和一个红外接收管组成。红外发射管发出红外圈4系统