打地鼠机器人的制作方法

文档序号:1625373阅读:947来源:国知局
打地鼠机器人的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种打地鼠机器人,包括打地鼠场地、地鼠及智能车,人们需要充分发挥自己的想象力和天赋去制作打地鼠机器人,使其又快又准地找到上升的地鼠,并用锤子将该地鼠敲击下地鼠洞,从而在规定时间内获得较高的分数。本发明技术与趣味相结合,既符合人们的好奇心理与兴趣,又适合其知识水平和理解范围,能够培养人们科技实践和创新能力,让他们在游戏中充分发挥自己的想象力和动手创造的天赋。
【专利说明】打地鼠机器人

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种打地鼠机器人。

【背景技术】
[0002] 目前,市场上有许多种打地鼠游戏机,人们需要用一个锤子在规定时间内去敲击 那些随机上升的地鼠。这样可以锻炼人们的思维反应能力和手眼协调能力。但切不能让人 们体会到游戏中的科技魅力,和亲自动手制作带来的别样乐趣,让他们在游戏中充分发挥 自己的想象力和动手创造的天赋。


【发明内容】

[0003] 本发明的首要目的在于提供一种人们需要充分发挥自己的想象力和天赋去制作 打地鼠机器人,使其又快又准地找到上升的地鼠,并用锤子将该地鼠敲击下地鼠洞,从而在 规定时间内获得较高的分数,本发明的具体方案如下:
[0004] 一种打地鼠机器人,包括:
[0005] 打地鼠场地,所述打地鼠场地包括底板,所述底板设有阵列式分布的通孔,相邻的 所述通孔之间设有循迹线,且所述底板下方设有支柱,并在所述底板的外围设有护栏;
[0006] 地鼠,所述地鼠分别设于所述底板的通孔下方,所述地鼠的底部设有升降装置,顶 部设有前后左右四个方向的红外发射管,所述地鼠的顶部还设有触碰传感器,所述触碰传 感器通过地鼠控制模块与所述升降装置电连接,且所述地鼠控制模块还电连接有LCD记分 牌;
[0007] 智能车,所述智能车前端设有循迹传感器,前后左右四个方向设有火焰传感器,所 述智能车还设有敲击装置,所述循迹传感器、火焰传感器及敲击装置分别与智能车控制模 块电连接。
[0008] 优选的,所述地鼠控制模块包括一 Arduino MEGA2560集成电路,所述Arduino MEGA2560集成电路的输入端与所述触碰传感器电连接,输出端分别与所述升降装置、LCD 记分牌电连接,所述Arduino MEGA2560集成电路的输出端还通过继电器与红外发射管电连 接。
[0009] 优选的,所述Arduino MEGA2560集成电路的输出端还电连接有无源蜂鸣器。
[0010] 优选的,所述智能车控制模块包括一Arduino UNO集成电路,所述Arduino UNO集 成电路的输入端分别与所述火焰传感器、循迹传感器及敲击装置电连接,输出端分别与所 述智能车的驱动装置、地鼠的升降装置、敲击装置及红外发射管电连接。
[0011] 优选的,所述升降装置包括舵机,所述舵机的输出轴设有凸轮,所述舵机通过所述 凸轮与所述地鼠连接。
[0012] 优选的,所述通孔还设有十字循迹线。
[0013] 优选的,所述地鼠与所述触碰传感器之间还设有复位弹簧。
[0014] 本发明提供的打地鼠机器人具有如下有益效果
[0015] 1、成本较低,所需制造材料较简单;
[0016] 2、技术难度不高,容易接受与理解;
[0017] 3、能够培养人们科技实践和创新能力,为未来更深层次的学习打下基础;
[0018] 4、技术与趣味相结合,既符合人们的好奇心理与兴趣,又适合其知识水平和理解 范围。
[0019] 5、让他们在游戏中充分发挥自己的想象力和动手创造的天赋。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不 构成对本发明的不当限定,在附图中:
[0021] 图1为本发明实施例打地鼠场地结构示意图;
[0022] 图2为本发明实施例地鼠结构示意图;
[0023] 图3为本发明实施例地鼠升降装置结构示意图;
[0024] 图4为本发明实施例智能车结构示意图;
[0025] 图5为本发明实施例地鼠控制模块系统结构图;
[0026] 图6为本发明实施例地鼠控制模块电路原理图;
[0027] 图7为本发明实施例智能车控制模块系统结构图;
[0028] 图8为本发明实施例地鼠控制模块流程示意图;
[0029] 图9为本发明实施例智能车控制流程图。

【具体实施方式】
[0030] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例 以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0031] 实施例
[0032] -种打地鼠机器人,包括:
[0033] 打地鼠场地1,如图1所示,所述打地鼠场地包括底板10,底板10为一块135cm xl35cm,厚度为5mm的木板,所述底板10设有九个阵列式分布的圆形通孔11,代表九个地鼠 洞,地鼠洞直径为5. 4cm,每个洞之间的距离为38cm,比赛时地鼠会在这九个洞之中的一个 洞口冒出头来,人们要在规定时间内,让智能车寻找到目标,并用其车载的敲击系统敲击出 没的地鼠,相邻的所述通孔11之间设有循迹线12,循迹线12为用黑色的电工胶布贴出的黑 色直线,电工胶布的宽度为1. 6CM,这些黑线为赛道,俯视整个比赛场,可见黑色的胶布贴出 一个"田"字,而通孔11在两条黑色直线的交点处,智能车要沿着黑线循迹行走,跑出赛道 者要扣分,为更加准确地搜索地鼠出现的方位,通孔11还设有十字循迹线13,十字循迹线 13采用一小段黑色的电工胶布垂直贴在原有黑线上,形成一个"十"字节点,所述底板10下 方设有九根直径为6. 5cm,高为23cm的圆柱形支柱支撑着底板10使其悬空,并在所述底板 10的外围设有护栏;
[0034] 地鼠2,如图2、图3所示,所述地鼠2分别设于所述底板10的通孔11下方,每一 个通孔11对应设置一个地鼠,所述地鼠2的底部设有升降装置3,本实施例中升降装置3包 括舵机31,所述舵机31的输出轴设有凸轮32,所述舵机31通过所述凸轮32与所述地鼠2 连接,凸轮32转动所处的位置决定地鼠2上升的高度,最终得以控制地鼠2的起降;地鼠2 顶部设有前后左右四个方向的红外发射管21,每个方向的红外发射管21数量为两个,在地 鼠处于下降状态不工作,在地鼠处于上升状态工作,发射红外线供智能车搜索,当地鼠从通 孔11出没时,地鼠头部的红外发射管21就会向前后左右四个方向发射红外线,以便智能车 车体装载的火焰传感器能检测到红外线,从而判断出没地鼠的位置,并沿着循迹线12寻找 到地鼠;所述地鼠2的顶部还设有触碰传感器构成的敲击按钮22,所述地鼠与所述触碰传 感器之间还设有复位弹簧,敲击按钮22外表似一顶帽子,用手轻轻一按就会触碰到触碰传 感器,放开手后,由于复位弹簧23的弹力作用又使帽子复位,所述触碰传感器通过地鼠控 制模块与所述升降装置3电连接,当敲击按钮22受到足够大的压力时,触碰传感器就会感 应到弹簧给予的压力,压力信号经触碰传感器处理成电信号传送给单片机,单片机根据所 读电平的高低做出相应的反应,控制升降装置3转动,实现地鼠2起降全自动化;且所述地 鼠控制模块还电连接有LCD记分牌实现自动计分的功能,地鼠的起降对应着显示器分数的 累积;
[0035] 智能车4,如图4所示,所述智能车4前端设有循迹传感器41,通过循迹传感器41 实现智能车4沿循迹线12行走;前后左右四个方向设有火焰传感器42,分别检测四个方向 的红外线强度,通过四个火焰传感器42是否接收到红外线来判断上升的地鼠2的方位,智 能车4根据地鼠2出现的方向实现刹车、掉头、转弯、前进等功能,继而寻找到地鼠;所述智 能车4还设有敲击装置43,敲击装置43采用平面连杆的机械结构,连杆上端连接敲击地鼠 的锤子,连杆下端与连杆驱动装置相接,从而控制锤子敲击地鼠,所述循迹传感器41、火焰 传感器42及敲击装置43分别与智能车控制模块电连接。
[0036] 具体的,如图5所示,地鼠控制模块包括一 Arduino MEGA2560集成电路,所述 Arduino MEGA2560集成电路的输入端与所述触碰传感器电连接,输出端分别与所述升降 装置、IXD记分牌电连接,所述Arduino MEGA2560集成电路的输出端还通过继电器与红外 发射管电连接,Arduino MEGA2560先控制舵机转动,使地鼠上升至最高点,同时Arduino MEGA2560输出高电平给三极管,三极管集电极和发射极导通,继电器是用三极管驱动的,所 以继电器开关闭合;红外发射管工作,朝前后左右发射940nm红外线,地鼠受到智能车敲击 时,Arduino MEGA2560读取到触碰传感器的电位变化,然后输出指令控制舵机转动,使地鼠 下降至最低点,同时输出低电平给三极管,三极管集电极和发射极断路,继电器开关断开, 红外发射灯塔停止工作,Arduino MEGA2560通电时,输出指令使1602-LCD显示器清屏,初 始值为零;当在30s内Arduino MEGA2560读取到触碰传感器的电位变化时,控制IXD显示 屏加分,当在30s内Arduino MEGA2560未读取到触碰传感器的电位变化时,控制IXD显示屏 减分。本实施例中Arduino MEGA2560集成电路的输出端还电连接有无源蜂鸣器,Arduino MEGA2560在控制地鼠将要上升的时候,输出信号控制无源蜂鸣器模拟地鼠发出欢快的声 音,在地鼠被敲击的时候,输出信号控制无源蜂鸣器模拟地鼠发出愤怒的声音。
[0037] 如6所示,地鼠控制模块包括一 7805稳压电路,其通过C1?C4四个电容滤波,并 采用可调电源的12V直流供电,7805稳压电路的V0端通过负载电阻R1电连接有D1?D4 四组红外发射管,红外发射管又通过一 RL电路连接于三极管发射极,当三极管基极的J3端 接收到数字信号时,RL电路使继电器5端、4端吸合,红外发射管工作,发射红外。J2端输 入舵机控制信号,控制地鼠升降机构的舵机,使地鼠上升和下降。J1端输出微动开关状态信 号,单片机通过读取J1端的高低电位变化,从而获知地鼠是否遭到敲打。
[0038] 如图7所示,所述智能车4控制模块包括一 Arduino UNO集成电路,所述Arduino UNO集成电路的输入端分别与所述火焰传感器、循迹传感器及敲击装置电连接,输出端分别 与所述智能车的驱动装置、地鼠的升降装置、敲击装置及红外发射管电连接,Arduino UNO 读取循迹传感器的高低电位变化,得以计算出赛道的路面情况,再发出指令给智能车的驱 动装置,驱动装置驱动智能车作出不同的反应,使智能车沿着赛道稳定行进;同时读取火焰 传感器的高低电位变化,得以计算出智能车四周红外线强度情况,根据红外线分布情况,分 辨出地鼠出没的方向,Arduino UNO再发出指令给智能车的驱动装置,驱动装置驱动智能车 作出不同的反应,如掉头、转向、刹车等,使智能车最终找到上升的地鼠。
[0039] 图8所示为本实施例采用的地鼠控制模块流程,开始阶段由Arduino MEGA2560随 机产生1?9中的一个数字,控制对应通孔的地鼠上升,然后判断在10S内智能车是否敲击 该地鼠,如是,则在IXD记分牌显示加10分,如否则在IXD记分牌显示减5分,最后控制该 地鼠降回通孔内,重新开始。
[0040] 图9所示为本发明实施例智能车4控制流程图。首先设定一个变量N用来存放 寻线传感器的值,比如:"11〇11"表示只有中间的寻线传感器被黑线覆盖;"10001"表示此 时遇到短黑线,中间3个寻线传感器都被黑线覆盖,而旁边2个寻线传感器未被黑线覆盖; "0"表示此时遇到长黑线,5个寻线传感器都被覆盖。当智能车接收到不同寻线传感器的值 时,会有不同动作。应对不同值产生的动作如下:
[0041] N = 11011,智能车向前前进。
[0042] N = 10011或10111,智能车向左前方前进。
[0043] N = 11001或11101,智能车向右前方前进。
[0044] N = 10001,智能车停止前进,原位检测前边、后边、左边和右边是否有红外线信 号。
[0045] 当智能车检测到前边有红外线信号时,进一步检测红外线的PWM值是否足够大, 确保智能车的锤子能够敲击得到地鼠,若PWM值足够大时,则启动舵机,让锤子敲击地鼠, 接着原位重新检测是否有红外线信号;若PWM不足,则智能车前进,驶过面前的地鼠。
[0046] 当智能车检测到后边有红外线信号时,智能车双轮转动,使智能车180度转弯。
[0047] 当智能车检测到左边有红外线信号时,智能车左前轮停止转动,只驱动右前轮,使 智能车向左90度转弯。
[0048] 当智能车检测到右边有红外线信号时,智能车右前轮停止转动,只驱动左前轮,使 智能车向右90度转弯。
[0049] 当前边、后边、左边和右边都没有红外线信号时,智能车向前前进驶过面前的地 鼠。
[0050] N = 0,智能车停止前进,原位检测前边、后边、左边和右边是否有红外线信号。
[0051] 当智能车检测到前边有红外线信号时,启动舵机,让锤子敲击地鼠,接着原位重新 检测是否有红外线信号。
[0052] 当智能车检测到后边有红外线信号时,智能车双轮转动,使智能车180度转弯。
[0053] 当智能车检测到左边有红外线信号时,智能车左前轮停止转动,只驱动右前轮,使 智能车向左90度转弯。
[0054] 当智能车检测到右边有红外线信号时,智能车右前轮停止转动,只驱动左前轮,使 智能车向右90度转弯。
[0055] 当前边、后边、左边和右边都没有红外线信号时,智能车驱动电机双轮转动,使智 能车180度转弯。
[0056] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例 对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本 发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方 式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种打地鼠机器人,其特征在于包括: 打地鼠场地,所述打地鼠场地包括底板,所述底板设有阵列式分布的通孔,相邻的所述 通孔之间设有循迹线,且所述底板下方设有支柱,并在所述底板的外围设有护栏; 地鼠,所述地鼠分别设于所述底板的通孔下方,所述地鼠的底部设有升降装置,顶部设 有前后左右四个方向的红外发射管,所述地鼠的顶部还设有触碰传感器,所述触碰传感器 通过地鼠控制模块与所述升降装置电连接,且所述地鼠控制模块还电连接有LCD记分牌; 智能车,所述智能车前端设有循迹传感器,前后左右四个方向设有火焰传感器,所述智 能车还设有敲击装置,所述循迹传感器、火焰传感器及敲击装置分别与智能车控制模块电 连接。
2. 如权利要求1所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述地鼠控制模块包括一 Arduino MEGA2560集成电路,所述Arduino MEGA2560集成 电路的输入端与所述触碰传感器电连接,输出端分别与所述升降装置、LCD记分牌电连接, 所述Arduino MEGA2560集成电路的输出端还通过继电器与红外发射管电连接。
3. 如权利要求2所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述Arduino MEGA2560集成电路的输出端还电连接有无源蜂鸣器。
4. 如权利要求1所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述智能车控制模块包括一 Arduino UNO集成电路,所述Arduino UNO集成电路的输 入端分别与所述火焰传感器、循迹传感器及敲击装置电连接,输出端分别与所述智能车的 驱动装置、地鼠的升降装置、敲击装置及红外发射管电连接。
5. 如权利要求1所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述升降装置包括舵机,所述舵机的输出轴设有凸轮,所述舵机通过所述凸轮与所述 地鼠连接。
6. 如权利要求1所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述通孔还设有十字循迹线。
7. 如权利要求1所述的打地鼠机器人,其特征在于: 所述地鼠与所述触碰传感器之间还设有复位弹簧。
【文档编号】A63H17/395GK104083875SQ201410337250
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】黄文恺, 林佳俊, 刘涛, 张东扬, 谭文艳, 胡达轩, 何健琛, 何嘉伟, 谭韬诚, 伍冯洁, 朱静, 韩晓英, 陈虹, 姚佳岷 申请人:广州大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1