武术擂台仿人机器人系统及电路设计本科毕业设计论文

毕业设计(论文)

武术擂台仿人机器人系统及电路设计

武术擂台仿人机器人系统及电路设计

摘要

本文围绕武术擂台仿人机器人的设计，从中国机器人大赛武术擂台赛比赛规则入手，分析合理的比赛策略，系统地介绍了武术擂台仿人机器人的硬件与软件构成、技术特点以及战术策略等方面的内容，主要包括硬件设计、决策系统以及干扰与抗干扰措施。

该仿人机器人结构设计巧妙，可以通过简单的动作完成仿人形态到车形态的变形，从而有效降低重心。机器人共有7个自由度，整体重量4.19kg，高40cm，底部投影尺寸

30cm*30cm，符合比赛要求。底盘骨架采用4mm*4mm*3mm镂空角铝连结，四壁采用0.8mm

不锈钢板包围，结构有一定的刚性，经测试可以抵抗进攻和防守中发生的激烈冲撞。

传感器部分采用了红外开关与红外测距传感器相配合。

自行设计以Mega128为核心的通用小型机器人控制器。该控制器板载5V3A开关电源，具有RS232以及RS422总线接口，具有数字舵机接口以及模拟舵机接口，并且有设备过流保护、电源过压、欠压保护等功能。

经测试，该仿人机器人运行稳定，有较好的攻击、防御能力。

关键词:机器人武术擂台赛；仿人机器人；AVR单片机

Combat Humanoid Robot System and

Circuit Design

Abstract

This article around the humanoid robot design, start from robot competition from Chinese robot competition rules, discuss the reasonable strategy, systematic introduction to the combat robot hardware and software, the technical characteristics and tactical strategies and other aspects, including hardware design, decision-making system and the interfere and anti-interference measures.

With ingenious design of structure, the robot can simply form humanoid to vehicle deformation, and thus reduce the center of gravity. This robot has total of seven degrees of freedom, weight 4.19kg, high 40cm, and the bottom of the projection size 30cm*30cm, which is with the competition requirements. Chassis frame with 4mm*4mm*3mm hollow aluminum link 0.8mm stainless steel plate surrounded, the structure has some rigidity, were resistant to attack and defense in the fierce clash.

IR switchers and IR distance sensors were compatible built in.

The controller using Atmel's Mega128, which onboard 5V3A Switching Power Supply. The controller have RS422 and RS232 bus interface, and the RC and digital servo interfaces, while has over-current protection, Power supply over voltage, under voltage protection.

The testing experiments show that, the humanoid robot is stable, and has good attack and defense capabilities.

Keyword: combat robot competition; humanoid robot; A VR MCU

目录

1 绪论 (1)

1.1机器人武术擂台赛背景 (1)

1.2机器人武术擂台赛介绍 (1)

1.3机器人武术擂台赛竞赛环境 (2)

1.4本设计的意义及应用 (2)

2 竞赛策略 (3)

2.1规则分析 (3)

2.2设计目标 (3)

2.3应战策略 (4)

2.3.1 登上擂台 (4)

2.3.2将棋子推下擂台 (4)

2.3.3 将敌方推下擂台 (4)

2.3.4 避免被敌方推下擂台。 (5)

4 决策系统设计 (6)

4.1软件体系结构 (6)

4.2.2 机器人舵机 (6)

6.4红外测距传感器的标定 (7)

6.4红外开关的校准 (7)

6.5运动轨迹的调校 (7)

7 总结与展望 (8)

参考文献 (9)

附录1 CDS5500机器人舵机控制程序 (9)

附录2 控制器原理图 (14)

附录3 机器实体照片 (15)

致谢 (16)

1 绪论

机器人技术融合了电子、机械、传感器、自动控制和人工智能等众多先进技术，通过设计、制作、调试, 可以激发我们大学生的想象力和工程潜质, 培养设计能力、创新能力、动手能力、合作精神。机器人武术擂台赛是机器人技术较量的平台之一，该赛事在国外备受关注，目前在国内已经悄然兴起。

1.1 机器人武术擂台赛背景

中国机器人大赛暨RoboCup公开赛是中国最权威、最具影响力的机器人技术大赛、学术大会，是当今中国、乃至亚洲机器人尖端技术产业竞赛和国际顶尖人才汇集的活动之一。大赛从1999年起至今已举办十届。本届大赛由国家科技部高技术研究发展中心、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会、RoboCup中国委员会等机构共同主办。大赛项目包括机器人足球赛、机器人武术擂台赛、机器人舞蹈赛、水中机器人竞赛、空中机器人竞赛、机器人救援赛、机器人仿真赛等，其中最受关注和最精彩的是机器人足球赛和机器人武术擂台赛。

1.2 机器人武术擂台赛介绍

机器人武术擂台赛是中国机器人大赛中一项新的赛事。它的主要内容是：两个完全自主的机器人在一个2.4*2.4米的擂台上，使用各种传感器来感知自身的位置、姿态，并感知对手的位置、方向，并利用各种执行器来互相攻击的对抗性机器人竞赛。

该赛事的主要目的在于促进智能机器人技术(尤其是自主识别、自主决策技术)的普及。参赛队需要在竞赛规则范围内，以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击，并争取在比赛中获胜，以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。

机器人武术擂台赛的参赛机器人需要包括各种传感器（检测自身位置、检测对手位置、检测自身姿态、检测擂台边缘等等）、一个控制器（参赛队员为其编写程序，控制整个机器人的行为和策略），多个执行器（行走、击打、辅助等），麻雀虽小、五脏俱全。并且我们需要根据比赛规则，通过机械、电子、策略等各方面的创新设计，来达到在对抗竞赛中压倒对手的目的，因此是激发想象力和工程潜质, 培养设计能力、创新能力、动手能力、合作精神和跨专业的综合应用能力理想平台。

激烈而戏剧性的机器人竞赛对抗，能够极大地激发我们学生的好胜心和积极性，让我们把对待竞技体育的精神如篮球、踢足球的积极态度来对待工程创新实践。在训练和比赛的过程中，我们的综合工程素质、创新能力、团队协作能力都能得到全面的培养。

本项赛事未来的发展目标是：比赛中，两个使用双腿自主行走的仿人形机器人互相搏击并将对方打倒或者打下擂台。

1.3 机器人武术擂台赛竞赛环境

在指定的擂台上有双方机器人和5个中国象棋棋子[1]。双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则，互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动，则另一方获胜。如果双方均未离开擂台且都能自主移动，则在比赛时间结束后，推下擂台上象棋棋子数量多的一方获胜，否则双方判为平局。

比赛场地（即擂台，如图1-1所示）大小为长、宽分别为是2400mm，高150mm的正方形矮台，台上表面即为擂台场地。底色从外侧四角到中心分别为纯黑到纯白渐变的灰度。场地的两个角落设有坡道，机器人从出发区启动后，沿着该坡道走上擂台。场地四周围700mm处有高500mm的方形白色围栏。比赛开始后，围栏内区域不得有任何障碍物或人。

图1-1 擂台赛场地整体效果

1.4 本设计的意义及应用

本设计主要的工作有：策略的分析与制定、结构与外观的设计、电机以及电机驱动的选取、传感器电路的设计与运用、控制器电路的设计与制作、软件的编写与调试、最终对机器人进行综合的实地测试，发现问题并找出解决方案。在论文完成之前，以上问题均得到解决，并且设计出一款抗干扰能力强的红外探测模块，该模块可以用于机器人避障、循迹等，以及其他需要对对障碍物进行检查的场合。与此同时设计了一款高性能通用小型机器人控制器，该控制器板载5V3A开关电源，具有RS232以及RS422总线接口，具有数字舵机以及模拟舵机接口，并且有设备过流保护、电源过压、欠压保护等功能。

本文正是一个本着学习、实践和创新的思想设计机器人。设计思路基于机器人武术擂台赛比赛规则，设计的最终目标是：结合当前流行的机器人技术，制作出一台能够适应比赛现场复杂环境的自主战斗机器人。

2 竞赛策略

本章从机器人武术擂台赛比赛规则入手，分析出合理的比赛策略，系统地介绍了设计目标以及应战策略。

2.1 规则分析

由于比赛场地表面是灰度渐变的，所以机器人的自定位可以通过读取场地的灰度信息来实现。

机器人的重心应该尽可能地降低。变形方案很好地解决了由于重心高带来的晃动等问题。当需要降低重心的的候，机器人进行机械变形，增强作战稳定性。

要在比赛中取得“制高点”，在不考虑棋子的情况下应该尽快抢得中心区或离中心区域最近，机器人应轻巧灵活, 前进、后退、转动动作应自如流畅，并具有较高的加速度和较快的行进速度，刹车要及时。同时，双方机器人在攻防过程中将发生激烈冲撞，进行制约与反制约的较量，因此机器人要求稳定性好，结构有一定的刚度，四壁要有推挡板[2]。

有效的进攻是最好的防守。制作仿人机器人的基本思想是：该机器人以进攻为主、防守为辅，在出发区出发后，在没有探测到棋子的情况下，首先抢占中心区域，然后在探到敌方机器人的方位后，把自己坚固的防守部位面向敌方机器人，使敌方机器人的攻击失效，确保自己始终占领中心区域，然后再寻找机会迷惑或攻击敌方机器人[3]。当探测到棋子的时候，要对场地环境、敌方位置、敌方运动方向等进行多方位的综合判断，确保不怠慢作站时机。

2.2 设计目标

根据以上思想，本设计确定了如下的设计目标：

（1）从出发区出发，10秒内自主登上擂台区域；

（2）确定我方机器人在场地的大概位置和方向；

（3）能自主寻找中心区域，以在未探测到对方时自主找到擂台中心区；

（4）寻找并接近棋子、寻找并接近敌方机器人；

（5）推动棋子到达擂台边沿；

（6）与敌方机器人对抗，避免被推下擂台，能够推动敌方；

（7）在遭受敌方机器人攻击时能保护自己（如具备一定的隐身和迷惑功能等，减少和避免受到敌方机器人的攻击），并具有一定的反击能力；

（8）检测擂台的范围，避免掉下擂台；

（9）检测我方姿态，防止摔倒，摔倒时能够快速自行站立；

（10）能够识别圆柱体，并作举起动作；

（11）具备有效的抓举装置，能够举起圆柱体；

（12）能够检测举起任务是否成功，如果不成功能够重新尝试举起。

2.3 应战策略

2.3.1 登上擂台

在机器人启动后，机器人依靠边缘检测传感器群引导到擂台中心，不启动其他传感器的检测；

2.3.2将棋子推下擂台

推棋子时，机器人需要做三件事情：寻找棋子，推动棋子，自身定位。寻找棋子的实现主要依赖于灰度传感器和测距传感器。传感器的布局至关重要，机器人必须能够通过灰度传感器定位自己的位置，通过测距传感器确定棋子的位置。因此，构型设计时必须合理布置传感器位置。比赛中输赢的关键是把敌方推出场外，所以可以采用被动式策略寻找棋子，即机器人按照某种策略漫游，如果检测到棋子就把棋子推出场外，否则机器人继续漫游。当把棋子推出场外时，机器人会接近擂台边沿，此时机器人需要适当调整自己状态(速度，位置)以防止掉出擂台[4]。这个过程中机器人的自身定位非常重要。

找到棋子之后，如何将它们推下擂台呢？两种方法：1、闷头往前直走，不管怎么都不转弯，这样一定能走到擂台的边沿，也能够将棋子推下擂台。2、通过识别场地的灰度，判断出机器人的位置和方向，对准最近的边沿前进。

方案一胜在简单，程序实现难度小。但是可能出现机器人需要推动棋子走过超过半个场地才能到达边沿的情况。这个过程可能出现敌方干扰、推挤，失败的概率很高。方案二实现的难度比较高一些，但是效率高。

2.3.3 将敌方推下擂台

我们可以想象，两只斗牛相互推挤，赢的一定是力气比较大的一方。

首先需要考虑，什么因素会影响机器人的推力。在现实生活中我们会看到两种现象：（1）一辆汽车在爬坡，但是动力不足，反而慢慢从坡上滑了下来；

（2）汽车在泥地上面行走，但走不快，因为轮子总是在打滑。

上面两个例子可以得到影响汽车行进效果的两个因素：1、动力不足。2、摩擦力不够。如果动力不足，我们的机器人可能会被敌方的小车推得轮子倒着转。如果摩擦力不够，机器人在推挤时轮子会打滑，轮子一直在转，但机器人就是不能往前走。

推动敌方和推动棋子要做的事情是一样的，即：寻找敌方→推动敌方→自身定位。不同的是，推动敌方需要更大的动力，而且自身定位更加重要。如果己方被敌方推动时，己方就必须能够及时摆脱或者进行抵抗。

所以，在比赛规则允许的条件下，机器人质量尽可能接近所要求的最大值，尽量增加机器人的动力输出、以及轮子的接地面积。我们采用四轮驱动方案，两轮驱动方案重量和推力都不够。六轮驱动方案不好转弯，机器人不够灵活。

2.3.4 避免被敌方推下擂台。

如果我方机器人在前进时被敌方从后面推挤，并且我方的机器人没有察觉，会出现什么情况呢？

我方机器人的动力方向和敌方机器人的动力方向刚好一致，敌方不费吹灰之力就可以将我方机器人推下擂台。所以机器人需要能够察觉这种正在被推挤的状态，并且能够通过掉头、转弯、后退等手段避开或对抗敌方机器人的推挤。

……

……

……

……

……

……

4 决策系统设计

4.1 软件体系结构

Eclipse是一个开放源代码的、基于 Java的可扩展开发平台。就其本身而言，它只是一个框架和一组服务，用于通过插件组件构建开发环境。虽然大多数用户很乐于将Eclipse当作Java IDE 来使用，但Eclipse的目标不仅限于此。Eclipse 还包括插件开发环境（Plug-in Development Environment，PDE），这个组件主要针对希望扩展 Eclipse 的软件开发人员，因为它允许他们构建与 Eclipse 环境无缝集成的工具。由于 Eclipse 中的每样东西都是插件，对于给 Eclipse 提供插件，以及给用户提供一致和统一的集成开发环境而言，所有工具开发人员都具有同等的发挥场所。

……

4.2.2 机器人舵机

CDS5500机器人舵机和控制器之间采用问答方式通信，……

通信方式为串行异步方式，一帧数据分为1位起始位，8位数据位和1位停止位，无奇偶校验位，共10位，其指令包格式如表4-1。

表4-1 CDS5500通讯指令包

本设计使用以上通讯格式控制机器人上肢舵机的动作，其控制程序见附录1 。

本设计在实际调试时，大多采用灰度梯度标定法标定灰度数据。表6-1是在一次调试中测得的数据。

表6-1灰度梯度标定数据

注：表中“前”表示安装在前面的灰度传感器，“前‐后”表示前面传感器减去后面传感器的差值。

根据表中数据可以看出，除左边的灰度传感器，其它三个灰度传感器的值一致性较好。

可以根据这三个传感器的值来判断机器人当前的方向。另外可以根据 4个灰度传感器的平均值来判断机器人在场地上的位置。接近场地中心时，平均值较小，接近场地边沿时，平均值较大。得到这些逻辑，就可以在编写控制程序时使用。

6.4 红外测距传感器的标定

红外测距传感器的输出是非线性的，所以需要对其进行标定。其标定比较简单，使用直尺就可以进行传感器的标定。

6.4 红外开关的校准

由于擂台外70cm处有白色的围栏，为了防止误判断，同时增加红外探测的稳定性，寻敌红外开关的探测距离调在65cm。

6.5 运动轨迹的调校

机器人发现侧边有障碍物并要对障碍物发起攻击时，机器人转弯的幅度要迅速、合适，才能在转弯后面对障碍物并对障碍物发起攻击。另外，不同状态下的行进速度也不一样，例如在没有发现障碍物的时候，行进速度可以稍微降低；当发现敌方机器人在前方时，机器人应该加速前进；当机器人发现正处于边缘时，应该迅速逃离。

7 总结与展望

本文正是一个本着学习、实践和创新的思想的机器人设计。让机器人根据比赛现场复杂的环境变化，按照自己的想法和目的战斗。我选择自动化专业，正是要加入自动化这个大家庭，在吸取知识的同时不断提高自己，不断的走近自己的梦想。

经过一段时间的现场测试，现有机器人的一些设计漏洞也渐渐浮出水面。所以接下去的工作是：

（1）改良现有的硬件结构。底盘的结构需要作更进一步的优化，轮子的固定需要更牢靠；部分关节需要严格按照力学原理重新设计。另外，去掉铲形披风、设计更加合理的普通构形势在必行。

（2）改良电机和电机驱动器。现用的直流空心杯电机由于功率不足，导致驱动力不足，加速缓慢，动作不是很灵活；再加上驱动器最大只能承受10A电流，刹车时无法承受很大的反向电流，制约了机器人的刹车效果。

（3）机器人隐身机构的改进。目前四壁贴的泡沫材料虽然可以减少被对方发现的几率，但隐身效果依然不够理想，所以在隐身材料这一方面上依然需要进行大量的试验。

（4）红外探测模块接收部分由于采用了单级放大，并且没有输出漂移控制电路，降低了该传感器的可靠性；由于没有采用带通滤波器，导致放大电路引入的噪声缩短了该传感器的探测距离。所以，红外接收放大电路需要更进一步的研发。

（5）控制器的研发、改良等相关工作；硬件上，开发更小尺寸的控制器，并且使各种接口更加完善，运行更加稳定。软件上，当前控制器的底层软件执行效率有提升空间，另外，完善现有的机器人地图算法，使其自定位效率更高且更加精准，可以有效提高机器人的作战能力。一款稳定的、性能优秀的控制器不仅有利于机器人团队的后续赛事，而且有利于开展教学工作，激发同学们对机器人制作的热情，开拓同学们视野，甚至可以举行校内赛。

参考文献

[1] 2009武术擂台赛比赛规则2.2.0版.2009.

[2] 杨学军,丁盖盖.防守型武术擂台机器人的研究与实践[J]. 机器人技术与应用.2009（4）：44-46.

[3] 李卫国,王志刚.进攻型武术擂台机器人的研究与实践[J]. 机器人技术与应用.2009（4）：41-43.

[4] 郝俊青.武术擂台赛机器人的设计策略[J]. 科技情报开发与经济.2009，19（9）：124-126.

[5] InnoSTAR实验指导书.2009

[6] 林浩岳，章敏鹏，周增元.韩山师范学院“韩鹰队”队伍描述[D].韩山师范学院,2008.

[7] 张俊.匠人手记[M].北京航空航天大学出版社.2008.107-113.

[8] 王志良，周桌，靳松.竞赛机器人制作技术[M].机械工业出版社,2007.

[9] 江海波,王桌然,耿德根.深入浅出AVR单片机--从ATmega48/88/168开始[M].北京：中同电力出版社，2008：34—37.

[10] Cang Ye, Johann Borenstein. Characterization of a 2-D Laser Scanner for Mobile Robot Obstacle Negotiation. In 编者，edited. Proc. IEEE Int.Conf. On Robotics and Automation, Washington DC, December 2002, pp.2512-2518.

附录1 CDS5500机器人舵机控制程序

CDS5500数字舵机的控制程序例子如下：（MCU：Mega128，Crystal：8Mhz）

#include

#include

#include "delay.h"

#define TXD_ENABLE PORTD&=~(1<<6)

#define RXD_ENABLE PORTD|=(1<<6)

typedef unsigned char uint8; /* 无符号8位整型变量 */

typedef signed char int8; /* 有符号8位整型变量 */

typedef unsigned short int uint16; /* 无符号16位整型变量 */

typedef signed short int int16; /* 有符号16位整型变量 */

typedef unsigned long int uint32; /* 无符号32位整型变量 */

typedef signed long int int32; /* 有符号32位整型变量 */

uint8 Parameter[20]={0x1e,0x00,0x01,0x00,0x02}; //位置和速度控制数据队列

//UART0 initialize

// desired baud rate: 1M

// actual: baud rate:1M (0.0%)

// char size: 8 bit

// parity: Disabled

void uart0_init(void) //因为采用的是8M的晶振，所以采用倍速的方式产生1M的波特率

{

UCSR0B = 0x00; //disable while setting baud rate

UCSR0A = 0x02; //设置为倍速模式

UCSR0C = 0x06; //设置串口以8位数据传送数据

UBRR0L = 0x00; //设置波特率

UBRR0H = 0x00; //设置波特率

UCSR0B = 0x98; //开串口0的发送使能，以及接受使能

}

void init_devices(void)

{

//stop errant interrupts until set up

CLI(); //disable all interrupts

uart0_init();

SEI(); //re-enable interrupts

//all peripherals are now initialized

}

void TxPacket(uint8 ID, uint8 ParameterLength,uint8 Instruction) {

uint8 i;

uint16 j;

uint16 checksum=0;

TXD_ENABLE;

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=0xFF;

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=0xFF; //发送两个字头；

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=ID; //发送ID；

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=ParameterLength+2; //发送字长；

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=Instruction; //发送指令

for(i=0;i

{

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=Parameter[i];

} //发送所有参数

checksum=ID+ParameterLength+Instruction+2;

for(i=0;i

{

checksum+=Parameter[i];

}

checksum=~(checksum%256);

checksum&=0x000000ff;

while ( !( UCSR0A & (1<

UDR0=checksum; //发送校检字节while ( !( UCSR0A & (1<

for(j=0;j<1000;j++)；

RXD_ENABLE ;

}

void main()

{

init_devices();

while(1)

{ //对控制参数赋初值

Parameter[0]=0x1E; //首地址

Parameter[1]=0x00; // 位置L

Parameter[2]=0x01; // 位置H

Parameter[3]=0x00; // 速度L

Parameter[4]=0x02; // 速度H

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(4); //延时4秒

Parameter[2]=0x03; //更改速度

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(6);

Parameter[0]=0x06; //切换为直流电机模式

Parameter[1]=0x00; // 位置L

Parameter[2]=0x00; // 位置H

Parameter[3]=0x00; // 速度L

Parameter[4]=0x00; // 速度H

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(2);

Parameter[0]=0x1e;

Parameter[4]=0x02; //赋开环速度

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(8); //延时8秒

Parameter[4]=0x06; //同速度反向

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(20); //延时20秒

Parameter[0]=0x06; //切换为舵机模式

Parameter[1]=0xFF; // 位置L

Parameter[2]=0x03; // 位置H

Parameter[3]=0xFF; // 速度L

Parameter[4]=0x03; // 速度H

TxPacket(1,5,03); //ID，字长,指令

delay_s(2);

}

}

附录2 控制器原理图

附录3 机器实体照片

致谢

从选题到定稿，这篇论文的创作历经半年左右的时间，落笔之际感慨颇多。本文是在某某老师的精心指导和大力支持下完成的，在论文的撰写修改过程中，老师提出了很多具体、深入、宝贵的意见，与我就文章多次进行指导和交流，为本文倾注了很多心力。刘老师其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神，兢兢业业、孜孜以求的工作作风对我产生了重要影响。他渊博的知识、开阔的视野给了我深深的启迪。在此本人对恩师表示深深的谢意！

感谢大学四年一起走过的同窗好友，他们热情、真诚而善良，与他们的相处让我大学生活变得更加有意义。如今即将结束学习生涯走上工作岗位，和各位同学相别在天涯海角，各位同窗的真挚友谊将永远是我人生的一笔宝贵财富，我将永远珍惜这笔宝贵财富！

最后衷心感谢在百忙之中抽出宝贵时间对本论文进行评审的各位评委、专家们，感谢您们对这篇论文提出的宝贵意见。谢谢!

武术擂台机器人上台装置的结构设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/fa3657739.html, 武术擂台机器人上台装置的结构设计 作者：李庆洋 来源：《科技风》2018年第08期 摘要：在众多的机器人赛事当中，武术擂台机器人项目因为其观赏性和趣味性吸引着越来越多的人参加。近年，因为比赛规则的改变，机器人由原来的斜坡上台改为了无斜坡自主登台，因此，对擂台机器人又提出了新的要求，本文针对新规则设计出新的上台装置，并且在实战当中取得了不错的成绩。 关键词：武术擂台；机器人；自主登台 1 项目简介 机器人武术擂台赛是一种对抗性比赛，比赛场地是正方形6cm高的矮台，台上即为擂台 场地，场地四周700mm处有高500mm的方形黑色围栏。比赛时需要参赛双方机器人自主登上6cm高的比赛场地，寻找对手并将对手推下擂台。在此过程中，如机器人掉下或被推下擂台，机器人需要自主登上擂台继续比赛，如在10秒倒计时后仍未能登台，则给对方加1分，随后以每10秒得1分给对方加分，直至机器人登上擂台[1]。因此，如何能快速简单的登台在比赛中变得至关重要。 2 武术擂台机器人的登台机构设计 2.1 新的比赛要求 传统的武术擂台赛的场地为大小为长、宽分别为是 2400 mm，高 150mm 的正方形矮台，台上表面即为擂台场地。场地的两个角落设有坡道，机器人从出发区启动后，沿着该坡道走上擂台[2]。 新的武术擂台赛比赛场地是大小为长、宽分别为是 2400 mm，高 60mm 的正方形矮台，台上表面即为擂台场地。无斜坡，机器人从出发区启动后，可以从任意地方登台。 2.2 上台装置设计 因为新的比赛规则去除了坡道的设置，所以机器人要想登上60mm高的擂台，必须要对机器人的结构进行重新设计，为登台设计专门的机构，实现机器人的自主登台。 根据对比赛场地的分析，登上60mm高的擂台方式有如下几种： 2.2.1 直接登台式

机器人实训报告

目录 一、实习的目的与任务 (1) 二、实习教学的基本要求 (1) 三、实习的地点： (1) 四、实习的题目： (1) 五、实习的内容 (1) 第一部分：武术擂台赛机器人 (1) 第二部分：智能清洁机器人 (9) 第三部分：两轮平衡机器人 (17) 六、实习的心得会： (21) 七、参考资料 (21)

一、实习的目的与任务: 结合国内外机器人竞赛情况，设计、搭建几个功能各异的机器人，完成一个接近实际比赛项目的课题，以培养学生的实际操作能力和思考问题能力。做到能检查出错误，熟练解决问题。通过实训对机器人的搭建、工具软件的使用、现场调试以及嵌入式系统的开发等有一个系统的认识和提高。 二、实习教学的基本要求： 1.掌握机器人的搭建方法。 2.巩固、加深已学的理论知识。 3.掌握嵌入式系统的开发过程。 4.培养学生综合运用所学的理论知识和基本技能的能力，尤其是培养学生把理论和实际结合起来分析和解决问题的能力。适应实际生产的需要。培养出一批既有理论又有动手能力的人才。 三、实习的地点： 应用技术学院5楼4机房。 四、实习的题目： 1.搭建几个功能各异的机器人。 2. 学习C语言程序开发。 3. 实现项目如下： 1、武术擂台赛机器人； 2、智能清洁机器人； 3、两轮平衡机器人。 五、实习的内容： 第一部分：武术擂台赛机器人 1．设计目的 机器人擂台赛的目的在于促进智能机器人技术（尤其是自主识别、自主决策技术）的普及。参赛队需要在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击，并争取在比赛中获胜，以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。可以用自己设计的机器人来参加擂台赛，同时掌握这个环节所展现出来的机器人技术。 2．设计要求 在指定的大小擂台上有双方机器人。双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则，互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动，则另一方获胜。机器人大小要求长、宽、高分别不能超过30cm、30cm、40cm 。比赛场地大小为长、宽分别为是2400 mm的台，台上表面即为擂台场地。有黑色的胶布围成。比赛开始后，围栏内区域不得有任何障碍物或人。

武术擂台机器人设计报告说明书 -2

《武术擂台机器人》毕业设计说明书 系部：机电工程系 专业：机电一体化 班级：机电133班 学生姓名：程远东 学号：130212325 指导教师：尹伟锋

毕业设计（论文）开题报告 一、选题来源、目的和意义： （一）选题来源：教师自拟 （二）选题目的及意义：目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。 该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。 通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。 （1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。 （2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。 （3）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能 （4）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。

精武搏击武术散打擂台赛策划方案

精武搏击武术散打擂台赛策划方案

精武搏击武术散打擂台赛策划方案 一、活动背景及介绍 武术散打，古称手搏、白打、拍张、手战等，由于徒手相搏相角的运动形式在台上进行，俗称“打擂台”。武术散打运动是一项内涵丰富、形式多样，具有独立体系和多种社会功能的运动项目，并在几千年的实践和发展中不断吸取中华传统文化的营养和智慧，逐步形成传统道德准则。中国武术散打运动于一九八九年被国家体委批准为正式比赛项目，一九九八年正是被列入第十三届亚运会正式比赛项目。当前，武术散打运动在全球范围内得到广泛的传播，已成为一种潮流趋势。 随着人们生活水平的不断提高，国人需要一种简单易行的运动形式，来提高自己的身心素质。特别是青少年运动，更需要培养强健的体魄，健全的心智。此运动形式须继承中国传统文化脉络，实践性规范性强，武术散打完全符合国人特点，有广泛的社会生命力，被人们所喜爱。 为弘扬武术精神，让更多的青少年武术爱好者亲身体验武术文化的魅力，锻炼和提升青少年学生的身心素质，经过比赛的感染，激励广大青少年积极进取，迎难而上的顽强精神，精武搏击特举办此次武术散打比赛。 二、比赛宗旨 弘扬武术精神、丰富课外生活；强身健体、友谊第一、安全第一

三、比赛组织机构 主办方：泊头市精武搏击体育俱乐部 承办方： 工作指导单位： 赞助商： 四、比赛类型 武术散打比赛 五、活动时间 宣传时间： 4月15日～ 5月1日 报名时间： 4月20日～ 5月1日 比赛时间： 5月1日～ 5月3日 六、比赛地点 预赛地点： 决赛地点： 七、报名方式： 报名电话： 微信扫码报名： 八、工作安排 1、确定比赛活动的主要内容及形式，并安排负责人。

基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计

摘要 本文介绍了一种基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计，通过查阅多篇文献资料，结合设计要求，分析合理的设计方案，详细介绍了武术擂台轮式机器人的硬件组成设计和软件设计流程。 机器人的产生和发展绝不是偶然的。在现代工业的需求之下，人力劳动力已经不能满足日益增长的工业需求，快节奏的经济增长要求工作效益最大化，此时机器人应运而生。机器人是一个能够接受人类指令，并按照预定的程序而执行有规律的动作的机械装置。由于机器人的诞生，使得现代工业发生了翻天覆地的变化。工业生产由于机器人的参与，大大提升了工厂的生产效率。 对于轮式机器人的设计，首先要了解机器人的整体构成部分。本文详细介绍了基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计的一些基本方法，对各个模块的设计进行了选择与分析。此次设计主要包括了控制器模块、舵机模块、电机驱动模块、检测模块等部分的设计。设计中采用了以STC12C5A60S2单片机为控制器，在此基础上配以红外接近传感器、红外测距传感器、灰度传感器、舵机和电机驱动电路，构成一个完整的武术擂台轮式机器人控制系统。再运用C语言编程实现机器人的软件部分，通过软硬件结合，武术擂台轮式机器人可以实现红外测距、灰度定位、推动对方机器人等功能。 关键词：单片机；轮式机器人；传感器；控制方法；

ABSTRACT This paper introduces a kind of martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip design, by looking at more than literature, combined with the design requirements, analysis and reasonable design scheme, introduced the martial arts challenge wheeled robot design of the hardware and the software design process. The emergence and development of the robot is by no means accidental. Under the demand of modern industry, human labor cannot meet the increasing industrial demand, the fast pace of economic growth will require work benefit maximization, the robot arises at the historic moment. The robot is a can accept human command, and in accordance with the scheduled program and perform regular action mechanism. Because the birth of the robot, great changes have taken place in modern industry. Industrial production due to the robot's participation, greatly improved the production efficiency of the factory. To the design of the wheeled robot, the first thing to understand the whole part of the robot. This paper introduces martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip microcomputer design some of the basic methods of the design of each module selection and analyzed. This design mainly includes the controller module, servo module, motor drive module, test module and other parts of the design. STC12C5A60S2 microcontroller as controller is adopted in design, on the basis of the match with infrared proximity sensors, infrared distance sensor, gray sensor, steering gear and motor drive circuit, constitute a complete martial arts ring wheeled robot control system. Using C language programming to realize the software part of the robot, through the combination of software and hardware, and martial arts challenge wheeled robot can realize infrared distance, gray level positioning, promote each other robots, etc. Key words:Single chip microcomputer; Wheeled robot; The control method

精武搏击武术散打擂台赛策划方案

精武搏击武术散打擂台赛策划方案 一、活动背景及介绍 武术散打，古称手搏、白打、拍张、手战等，由于徒手相搏相角的运动形式在台上进行，俗称“打擂台”。武术散打运动是一项内涵丰富、形式多样，具有独立体系和多种社会功能的运动项目，并在几千年的实践和发展中不断吸取中华传统文化的营养和智慧，逐步形成传统道德准则。中国武术散打运动于一九八九年被国家体委批准为正式比赛项目，一九九八年正是被列入第十三届亚运会正式比赛项目。目前，武术散打运动在全球范围内得到广泛的传播，已成为一种潮流趋势。 随着人们生活水平的不断提高，国人需要一种简单易行的运动形式，来提高自己的身心素质。尤其是青少年运动，更需要培养强健的体魄，健全的心智。此运动形式须继承中国传统文化脉络，实践性规范性强，武术散打完全符合国人特点，有广泛的社会生命力，被人们所喜爱。 为弘扬武术精神，让更多的青少年武术爱好者亲身体验武术文化的魅力，锻炼和提升青少年学生的身心素质，通过比赛的感染，激励广大青少年积极进取，迎难而上的顽强精神，精武搏击特举办此次武术散打比赛。 二、比赛宗旨 弘扬武术精神、丰富课外生活；强身健体、友谊第一、安全第一 三、比赛组织机构 主办方：泊头市精武搏击体育俱乐部 承办方： 工作指导单位： 赞助商： 四、比赛类型 武术散打比赛 五、活动时间 宣传时间：2017年4月15日～2017年5月1日 报名时间：2017年4月20日～2017年5月1日 比赛时间：2017年5月1日～2017年5月3日 六、比赛地点 预赛地点： 决赛地点： 七、报名方式： 报名电话： 微信扫码报名： 八、工作安排 1、确定比赛活动的主要内容及形式，并安排负责人。

武术擂台机器人设计报告说明书样本

武术擂台机器人 课程设计报告说明书 班级: 组长: 组员:

摘要 在社会不断发展的今天, 人们越发的认识到了机器人技术的重要性, 促使着机器人技术在不断地改革和创新当中, 机器人的应用也在各个领域取得了重大进步, 增加了可操作性和实际性。而在运动时也不但限于单一操控, 机器人的技术在一步步往前进的同时, 对于其在执行命令时的技术性拥有了更高的要求, 运动的实时性和可靠性也在逐渐增加。 当前, 中国很多高等院校及公司都在不同领域研发机器人, 例如足球机器人, 勘测机器人, 医疗救护机器人等等, 人们开始认识到了在机器人领域有着很大的发展空间, 而同时期的机器人比赛更是络绎不绝, 而我们所设计的则是一款武术擂台赛的机器人。 本文是经过对创博公司旗下的创意之星武术擂台机器人的说明书, 相关学习材料, 自己拼装出的防守型武术擂台机器人, 它能够自动检测武术擂台边缘, 发现敌方以及定位的武术擂台机器人, 采用了红外传感器, 灰度传感器和红外测距传感器组成了一个集环境感应, 动态决策与规划, 行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统, 采用C语言进行运动程序的编写, 最终实现一个能够参加武术擂台机器人比赛的成品。 关键词: 擂台机器人, 控制系统, 创意之星, MultiFlex

任务分配: 组长: 张文帅负责仿真。 组员: 赵义界负责UG机器人模型绘画。 郭利军负责控制程序。 周丰负责机器人结构设计。 总体设计经过全员多次探索讨论, 许多细节多次推敲合作完成本次设计。 Abstract Continuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and. Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.

我校机器人团队采访稿：团队的力量

团队的力量 ——记我校机器人创新团队 2010年12月5日，广州中山。2010中国机器人大赛—机器人武术擂台冠军赛激战正酣，最终，我校一路过关斩将，囊括一项冠军、一项季军和一个一等奖，成为比赛中获得冠军的唯一的江苏省高校代表队。也是继今年7月在鄂尔多斯举行的中国机器人大赛水中机器人项目夺魁之后该团队再获大奖。我校也成为代表着我国机器人尖端技术水平的“中国机器人大赛”赛场上的常胜将军，令人刮目相看。 机器人——一个让无数人感到神奇又充满幻想的高科技产物，仿佛离我们生活的世界很远。它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物，在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域均有重要用途。它不仅给人们的衣食住行带来方便，还能给人们的生活增添色彩。在南京工程学院，在我们的身边就存在着一个神奇而又真实的“机器人世界”，有这样的一群人，有这样一个团队，他们迷恋着“机器人”，并将自己的青春奉献给机器人科研事业。他们就是我校机器人创新团队。一个在中国机器人大赛中横扫包括清华、北大在内的众多强手，屡创佳绩的胜利之师。让我们一起走进我校机器人创新团队，感受他们别样的人机生活。 有技术，没约束 机器人的研发集机械设计、电子、控制、传感、材料等多学科于

一体。我校机器人创新团队就汇聚了一批来自不同学科、不同院系的老师和学生，那些屡次斩获大奖，为我校争光的机器人都是出自他们之手。工程实训中心的陈巍副教授是这个团队的负责人，也是带领这个团队不断突破创新的领路人。谈吐儒雅，举止斯文的外表丝毫掩饰不了他对机器人研发的热衷。 很多人可能都有这样的疑问：面对包括清华、北大等知名院校在内的诸多强大对手，我校机器人团队到底拥有怎样的优势去战胜对手？面对这个问题，陈老师微笑着说：“很多人都问过我们这个问题。相对于其他院校来说，我们学校的办学理念就是学以致用，注重对学生应用型工程实践能力的培养，我们的学生在理论方面可能有所欠缺，但实际动手能力丝毫不亚于其他院校的学生。”陈老师带着我们走进位于工程实训中心的“机器人技术创新实验室”。在宽敞、整洁、规范、明亮的实验室里，队员们专心致志地设计和研发自己的作品，有的在电脑上编写程序；有的在台灯下焊接电路板；有的在铺设机器人运行轨道，就像一个运转有序的大工厂，制度严谨、分工明确，却又和谐统一、配合默契，同学们各司其职，各展其能。在指导老师团队的帮助下，大到系统开发，小到一枚螺丝钉的焊接，队员们都是亲自上手，一丝不苟，展现了出色的技术能力。队员们的小发明随处可见，几件废旧材料被他们巧手一改，变成一个只要投币就会发光响起音乐的小猪储钱罐；几块零部件的组装而成的机器人穿上队员们亲手缝制的“战袍”，不仅可以在展台上优雅地跳舞，潇洒地踢足球，甚至可以激情地搏击，时刻带给大家无限的欢乐。而机器人实验室的墙

机器人比赛项目具体介绍

仿真组比赛类似FIFA系列足球游戏，由程序自主控制，完全模拟真人比赛，比赛的方式是由Robocup委员会提供标准的Soccerserver系统，各参赛队编写各自的CLIENT程序，模拟实际足球队员参加比赛。Soccerserver是一个允许竞赛者使用各种程序语言进行仿真足球比赛的系统。一个机器人是 Agent, 拥有自己的大脑，是一个独立的"主体"。而一个球队实际是程序组成的。服务器的工作就是计算并更新球场上所有物体的位置和运动，发送视觉和听觉信息给球员，接收球员的命令。比赛以Client/Server方式进行。Server，即Soccerserver，提供了一个虚拟场地，并对比赛双方的全部队员和足球的移动进行仿真。Client，相当于球员的大脑，指挥球员的运动。Server和Client之间的通信是通过UDP/IP 协议进行的。 可设定阵型、战术、体力消耗等一系列参数，比赛上下半场各5分钟，由电脑裁判进行在线裁定。三维仿真与二维仿真相比，实现了对空间的模拟实战，使比赛更加激烈，更具观赏性。 2、RoboCup足球机器人中型组 中型组是由两支各有4个机器人的球队在5×10米的场地上进行的比赛，每个机器人的尺寸小于50×50×80cm。所有的机器人是全自主的，所有的传感器都由机器人自身携带，机器人能使用无线网络与队友、场外Coach机进行通讯。除了机器人上下场外，不允许人类对比赛进行额外的干预。因此机器人是全分布式的和全自主的，机器人需要能够完全自主的通过传感器信息完成目标识别和自定位，决定自身采取的动作，控制电机和其它执行机构以完成比赛。每场比赛分成两个15分钟的半场。比赛过程由人类裁判控制，裁判具有绝对的权威贯彻比赛规则的执行。同时有一个助理裁判负责操作裁判盒程序，根据主裁判的判罚发出相应的指令如比赛开始、暂停、开球、任意球等给比赛双方球队的场外Coach

创意之星--机器人套件介绍

一、“创意之星机器人套件”课程体系介绍 以“创意之星模块化机器人套件”为依托。展开相关实验教学。 1.1 一般性实验 以机器人形态为载体，激发学习兴趣和动手参与能力。 1.2.基础课程、专业课程实验教学课程体系参考 实训室可以为工科专业的很大一部分课程提供实验环境。 1、在开始理论教学之前，先展示有趣味、有吸引力的机器人构型，比如机器狗、六足爬虫、巡线小车等。这个过程让学生明白此门课程的实际运用价值，了解实际运用方式，调动学生学习积极性。 2、开课的过程，穿插合适的实验课程，阶段性的进行知识巩固和加深。 3、在课程末期，以实验为重要的成绩考核方式，通过实际动手操作来考核学生的实际掌握程度。

1.3.以实践为核心的项目式教学模式 项目式教学法将传统课程中的系统、完整的知识体系转化为若干个“教学项目”，围绕着这些项目来组织教学，使学生参与项目完成的全过程来进行学习。项目式教学强调以教案为重点过渡到以完成项目为重点，其主要特点在于避开传统的学科体系教学知识的完整性和系统性。始终围绕着项目是否能够完成而进行，对知识结构的要求本着“够用”的原则，重点在于培养学生的动手的能力、独立获取信息的能力和自主构建知识的能力。 项目式教学模式面向工程项目、面向真实应用，注重实践能力、团队能力的培养，将培养优秀设计师、工程师的思想贯穿整个课程体系和教学过程。在课程设置上体现了电子、信息、计算机、系统软硬件设计、单片机、嵌入式系统等方面的知识运用，使学生能够融会贯通本科所学知识，同时具有较强的实践能力与工程应用能力。 项目式教学模式所强调的动手实践及创新能力的培养尤为重要，提高社会对学生的认可度及学生就业率起到至关重要的作用。

仿真机器人发展及其技术探索

?自动化技术?瞄墨叠翟翟旨团仿真机器人发展及其技术探索 翕戈斤王文远 （江苏大学计算机科学与通信工程学院江苏镇江２１２０１３） ?摘要：仿真机器人是研完人奏智能的高衄平台。它是机械．电子，计算机．待毒器．控翻技术，人工智能．仿生学等多种学科综合应用。目前已成为机器人饭域的研究热点同意之一。在甘固内外仿真人机嚣人研究现状进行广泛调研的基础上，进行了仿真人机器人的初步研究与撂索．取得了明王的进展。 关键词：仿真机器人遥控电力无线传输超声电机 中图分类号ｌＴＰ２４２文献标识码ｌＡ文章编号１１００７—９４１６（２０１０）１卜０００５一ｏｌ １前育 仿真机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动控制、计算机．人工智能、光电技术、传感技术，通讯技术、仿真技术等多种学科和技术的综合应用。仿真机器人做为新一代生产和服务工具．在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置，这对人类开辟新的产业，提高生产与生活水平具有十分现实的意义，代表着一个国家的高科技发展水平，是目前科技发展最活跃的领域之一． ２仿真人机器人的发展现状 ２．１国外仿真人机器人 日本科学家今年推出一款以一名年轻女性为原型的仿真机器人。。她”能够模仿人类多种表情和动作，几乎以假乱真。这款机器人配备动作捕捉系统和１２个气压传动装置，能够同步模仿人类行走、说话等动作。面部由橡胶制成，能够作出微笑、咧嘴笑和皱眉等表情。这款机器人（现阶段）能在，至１０秒内让人难辨真伪，科学家们正在把这段时间延长至１０分钟。 日本产业技术综合研究所（ＡＩＳＴ）今年还研制一个出会说话，可行走而又具有丰富表情的新型。ＨＲＰ一４Ｃ”机器人．。她”身穿一套银白和黑色相问的太空服。身高和体重同日本普通女性基本接近。“ＨＲＰ一４Ｃ”全身共有３０个马达来控制肢体移动。可以做出喜、怒，哀，乐和惊讶的表情。此外，它还能够缓慢行走，眨眼睛和用女性嗓音说话。 韩国科研人员今年已经将新研制的“机器人教师”投放教学实践岗位．操控人员可 圈１ 以通过传声器和摄像机来遥控“机器人教 师”，而机器人则通过语音识别系统的来和 学生们交流。这些“机器人教师”从来不会生 气，也不会对学生大发脾气，学生们对他们 。机器人教师”的工作普遍持拥护的态度。科 研人员表示，实践证明，“机器人英语教师” 有助于提高学生学习英语的兴趣并增强他 们的自信。 ２．２国内仿真人机器人 国内江苏大学计算机科学与通信工程 学院在仿真人机器人方面进行了研究与探 索，井取得初步成果。见图ｌ扛大机器人教 师。其特点如下： （１）与现有技术相比，江大机器人教师具 有突出的技术特点和显著进步。内部结构完 全按真人的骨架结构与尺寸和比例来设计， 外表形状按真人外形设计。并在表情建立． 行走控制理沦等方面取得进展。 （２）控制力‘法：遥控仿真教学机器人应用 了无线网络视频传输的技术特点，图ｌ：江大 机器人教师能够将应用环境（课堂或监控 等）的图像传输到任何具备网络条件的控制 端．由后台控制（遥控）教学机器人的教学内 容并回答学生的提问．所以适用范围大。 （３）遥控仿真教学机器人具有多功能（多 用途）特点，可以广泛用于各种需要仿真人 机器人的场合，有明显的市场和经济效益。 （４）遥控仿真机器人还努力争取在机器 人动力（电源）供给技术方面有所突破，正在 试验采用电力无线传输的先进技术。如果能 做到这一点，该机器人外部将没有任何连接 电源和信号线．内部也没有电池。大大扩展 了应用范围． （５）江大仿真机器人教师在行走驱动与 控制方面，准备全面采用超声电机技术，超 声波电机（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭｏｔｏｒ，简称ＵＳＭ）是全 新概念的新型驱动装置，电机具有转速低． 转矩大、结构紧凑，体积小、噪声小等优点。 ３仿真人机器人的发展趋势与技 术 仿真人机器人技术正在向智能机器和 智能系统的方向发展．其现状及发展趋势与 技术主要体现在以下几个方面： ３．１机器人机构技术 目前研究重点是机器人新的结构、功能 及可实现性，其目的是使机器功能更强、柔 性更大、满足不同目的的需求。另外研究机 器人一些新的设计方法，探索新的高强度轻 质材料．进一步提高负载／自重比。同时机 器人机构向着模块化，可重构方向发展． ３．２机器人控制技术 现已实现１ｒ机器人的全数字化控制，控 制能力可达２０—３０轴的协调运动挖制。基于传 感器的控制技术已取得了重大进展。同时机 器人的控制器的标准化和网络化以及基于Ｐ Ｃ机嘲络式控制器已成为研究热点。编程技 术除进一步提高在线编程的可操作性之外， 离线编程的实用化将成为重点研究内容。 ３．３数字伺服驱动技术 机器人已经实现ｒ全数字交流伺服驱 动控制，绝对位置反馈。目前正研究利用计 算机技术，探索高效的控制驱动算法，提高 系统的响应速度和控制精度－同时利用现场 总线（ＦＩＬＤＢＵＳ）技术，实现的分布式控制． ３．４多传感系统技术 为进一步提高机器人的智能和适应性， 多种传感器的应用是其问题解决的关键。目 前视觉传感器、激光传感器等已在机器人中 成功应用。 ３．５仿真机器人应用技术 仿真机器人应用技术主要包括机器人 工作环境的优化设计和智能作业。优化设计 主要利用各种先进的计算机手段．实现设计 的动态分析和仿真，提高设计效率和优化． 智能作业则是利用传感器技术和控制方法， 实现机器人作业的高度柔性和对环境的适 应性，同时降低操作人员参与的复杂性。 ３．６仿真机器人网络化．夏巧化和智能 化技术 网络化使机器人由独立的系统向群体 系统发展，使远距离操作监控、维护及遥控 脑型工厂成为可能，这是机器人技术发展的 一个里程碑。目前，机器人仅仅实现了简单 的网络通讯和控制，网络化机器人是目前机 器人研究中的热点之一。仿真机器人结构越 来越灵巧，控制系统愈来愈小，其智能也越 来越高，井正朝着一体化方向发展． ４结论 仿真机器人技术是２ｌ世纪具有创新活 力的高技术之一．仿真（智能）机器人正从各 个角度向着拟人化、微型化、群体化方向发 展。将波及到日常生活中的各个方面．也将 成为日常生活中不可或缺的一部分。开展仿 真人型机器人研究，不仅能够促进多学科的 发展，而且将大大提高我国机器人技术的系 统集成能力和控制水平．使得仿真机器人融 人人类的生活，和人类一起协同工作，从事 一些人类无法从事或者不感兴趣的工作，以 更大的灵活性给人类社会带来更多的价值． 参考文献 【ｌ】于秀丽．魏世民，廖启征．仿人机器人发 展及其技术探索…．机械工程学报．２０１ ０．４５（３）：７１—７５ 【２】王津京．等．采摘机器人基于支持向量机 苹果识别方法【Ｊ】．农业机械学报。２０１０，４ ０（１）：１４７一１５１． 【３】许涛?陈启军．等．四腿机器人步态参数 Ｄｉｇｉｔａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ数字技术与应用 ５万方数据

学科竞赛,人才培养之平台

学科竞赛，人才培养之平台 ——我校举行首届电子科技大学中山学院学科竞赛成果展 11月7日至9日，首届电子科技大学中山学院学科竞赛成果展在实验楼A栋大堂举行。此次成果展以“以学科竞赛为抓手，推动应用型人才培养”为主题，由教务处主办，科技创新学社协办，吸引了全校师生的眼球。此次学科竞赛成果展将学生所取得的成果与大家一起分享，让学生了解学科竞赛，激发学生对学科竞赛的兴趣，发挥创造性，使更多的学生能够投入到学术研究中去。 成果展主要展出我校学生近年来在全国各大型比赛中获奖的作品，如2010年中国机器人大赛一等奖的“语音控制仿人机器人”，二等奖的“武术擂台仿人机器人”；全国大学生嵌入式设计大赛特等奖的“一种新型未知空间探测器的设计与实现”等。除了电子机械类作品，现场的音乐声会让你注意到来自点子工作室作品—微电影《Last Christmas》及《我一直能看见》，它们均荣获第七届“科讯杯”国际大学生影视作品大赛三等奖。 最精彩的要数8号下午3点举行的机器人及智能汽车表演，智能汽车在预设的轨道上“驰骋”，武术擂台机器人则专心致志地将对方往“擂台”下推，好不威风！据武术擂台机器人设计者孙武介绍，这个机器人是以芯片控制，全身有14个传感器用以检测外部环境，

得到信息再传输给芯片，由芯片处理做出反应。“武术擂台机器人可以实现同台竞技，今天我们只是演示初步的动作，接下来我们还会逐步完善，参加下一届的比赛。”谈到为什么会有这个设计理念时，孙武谈到当初是由老师召集，激发兴趣，进行指导；再由学生自主创造，发挥能动性。“我们有一个机器人团队，大家因为同一个兴趣走在一起，集思广益，共同努力，做出好的作品来。” 学科竞赛是实践教学活动的重要组成内容之一，是培养高素质的应用型人才的一个重要平台。学校大力支持开展学科竞赛工作，从2005年其设立学科竞赛专项经费，至今共投入经费约400万元。将学科竞赛与教学环节相结合，文理并进，积极引导学科竞赛往“纵、横、深”三个方向发展，使之为人才培养、教学质量、特色专业、创业就业服务，提高学生在学科领域运用基础知识来解决实际问题的能力是学院开展学科竞赛工作的目的。近年来，我校的学科竞赛取得了不俗的成绩，并逐年递增，这与学校的教学质量工程改革分不开。学校大力推进教研教改，增加实践平台，激发学生创造性，培养学生动手能力。全校78个实验室为学生免费开放，学生可选择老师的课题或是自主组队，提出课题去进行探讨、实验，这大大丰富了学生的自主权，让学生更有激情与兴趣。校内通过大学生创新实验项目，校外提供各种大型比赛，双管齐下，为学生创造了各种展现自我能力的机会，让同学们学有所用，与全国各地学子同台竞技，在比赛中发现不足，在对比中成长。 通过学科竞赛等实践平台，培养学生动手创新能力，提高学

基于武术擂台赛无差别组轮式机器人的开发设计与关键技术研究

第,3S :卷氣2期 2017年6月河北建筑工程学院学报 V ol, 35胁,2JOURNAL OF HEBEI INSTITUTE OF ARCHITECTURE AND CIVIL ENGINEERING Jun e 2017doi ：lQ ,：3969/j . issn . 100-8-4185. 2017. 02. 027 基于武术擂台赛无差别组轮式 机器人的开发设计与关键技术研究 张永清|王岩1孙黎2 a 河北建筑工稷学晓，洱北张家w 邸雜_*: 2.河北机械发展有暍责隹公司我工学校.河北，张家Cf OTlfflWj 摘要：对武术擂台赛中机器人自主登台的机构和程序设计进行了分析研究，提出了一种确实 可行的登台方法，该方法可以应用到越障机器人中.针对机器人的识别定位系统也做了 一定的 研究与设计. 关键词：越障机器人；登台方法；武术擂台赛 中图分类号：TP 24 文献标识码：A 〇引言 中属机器人大赛无差别组l v l 西其观赏性和趣味性吸引着越来越多的人参加，而在对抗的基础上 引人了皂主登台技术，进一步提高了机器人的实用性.比赛要求机器人自宅登上6厘米禽的比赛场地， 寻找对手并将其推下擂合，在此过程中，如果机器人自行掉下或被推下擂台，机器人需要在规定时间内 识别、找到并自:主登上擂台继续比赛.本文主要研究轮式机器人.自主登台技术以及四轮驱动小车的越障 策略，輝时分析机器人如何识别自身处在台上或台下的不闻位置，来启用登台机构完.成簦台动作的技术 方案.本文还针对机器人进行了金向轮的研发设计，该设计可以减小摩擦力，提高轮式机器人的移动效率.1机器人的整体设计 无差别组轮式机器人(见图1)，以A V R 单片机作为1控 模块，以普通轮式运动作为机器人的运动方式，采取四轮驱 动方式，使用BDMC 1203驱动模块和直流电机作为机器人的 动力来源，由锂电池供电.机器人底盘的中心处固定电机驱 动器，四M 布查带一定倾角的红外光电传感器以检测霜台 边缘，底盘上方安装测距传感器配合底部的红外光电传感器 乘识别敌方机器人和外部的围栏.为了使机器人可以自主登 台，在机器人的前、后方向安装类似铲子结构的前后机械臂 作为支撑机构，用四个CDS 55X X 舵机来控制机械臂动作，通 过C 语言编程来实现机器人登台.机器人能够实现的功能简 述为： (1) 可以检测到机器人是在擂台上还是在擂台下： (2) 3机器人在台下时，机器人能够在W 秒内.自生进行登台； (3.)利用传感器能够发现敌人并对其定位，之后我方机器人加速将敌人推下擂台； (4)机器人在台上运动，并且能够检测到擂台边缘，防止自身掉下擂台.图1机器人整体图 .基金项目： S IS 年河北_省教育厅重:点项:目度张家科.技计划财政貪助.項目 _1?年魔河北建筑I 程学鹿校霉料研棊金壤:目20KXJJYB 1S 作者筒介:1永清(1964=冷，女?教授s 產要研究方向:智能制造、 机器人技术等.