一种竞技装置和方法与流程

1.本发明涉及比赛和竞技技术领域，特别是涉及一种竞技装置和方法，还涉及一种虚实结合的电子竞技装置和方法。


背景技术：

2.现有电动滑板车的主要用途为代步或运输，设计目标要求平稳、舒适、单向运行，为防将使用者甩落，启停、变速应平缓，不具备自动倒退功能，也不具备倒退中立即重新前进功能，该领域技术人员没有意愿和动机增加或改进出有违平稳、舒适目标的功能。
3.本发明人之前公开的cn109646927a一种习练装置及其使用、控制方法以及专利申请号为2020213795525的一种推拿装置(以下简称“引用文件”），产品化名称为“固柢机器人”，又名“固柢太极车”，应用于身心锻炼有增强体质、释放压力、缓解焦虑、改善亚健康等显著效果，但存在脚底压痛、单调重复等让懒人不适的情况，需要想办法吸引更多用户使用。前述引用文件以及本发明人之前公开的其它相关发明，速度的计量精度仍然较低，受电池电压、元器件、结构件一致性影响较大，较难用于高水平竞技。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种竞技装置和方法，通过新用途发明和逆向思维，改变电动滑板车的要素、组成、构造、功能、控制方法，增加使用难度，转用到比赛和电子竞技领域，利用原有领域技术人员力图避免的技术特征产生预料不到的技术效果，形成新的用途。
5.为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种竞技装置，包括踏板、电机及桥架组件、从动轮及桥架组件、电源组件、主控板组件、电机驱动模块，电机及桥架组件、从动轮及桥架组件、电源组件、主控板组件、电机驱动模块分别安装于踏板下方，电源组件为主控板组件、电机驱动模块供电，主控板组件与电机驱动模块连接，电机驱动模块与电机连接，还包括：自动倒退模块，自动倒退模块控制所述装置每行进一段距离或一段时间即自动倒退；重新前进模块，在接收到重新前进指令时控制所述装置立即回转到重新前进的运行方向；依此循环退进直到终点时停止。
6.可以在所述装置踏板上设置与主控板组件连接的按钮以发送重新前进指令；优选地，所述装置还包括遥控接收模块，电源组件为遥控接收模块供电，主控板组件与遥控接收模块通讯连接，用户通过遥控器向遥控接收模块发送重新前进指令。
7.一种竞技方法，使用前述竞技装置进行竞技，将所述装置接通电源放于赛道起点，启动所述装置，所述装置开始移动，每行进一段距离或一段时间即自动倒退，用户通过按钮或遥控器发出重新前进指令，所述装置在接收到重新前进指令时控制所述装置立即回转到重新前进的运行方向，依此循环直至所述装置到达赛道终点，以先到达终点或到达终点用时少者为优胜。
8.所述装置可以载人使用，也可以不载人使用；不载人使用，重点考验专注度、手、眼、脑的配合与快速反应能力；载人使用，由于有轮子滚动、桥架灵活晃动、变速转向冲击等
组合干扰，非常考验竞技者的身体平衡、专注、柔韧、协调、以及手、眼、脑、全身的配合与快速反应能力。
9.优选地，载人使用时，如果竞技者在中途从所述装置的踏板上掉落，则自动中止或将当次计时数据置为无效。
10.优选地，每段行进的距离不超过1米或者定时不超过3秒钟，随即自动倒退。
11.其中，自动倒退模块可以使用分立模块实现，例如使用独立定时器或编码器与电机驱动模块电连接，控制改变电机驱动模块的驱动方向信号，由电机驱动模块改变电机运转方向，从而实现所述装置定时或定距自动倒退。
12.优选地，自动倒退模块集成内置在主控板组件内实现，通过主控板组件内置的定时器或脉冲计数器/功能模块，自动控制改变电机驱动模块的驱动方向信号。
13.优选地，重新前进模块集成内置在主控板组件上，自动监听接收按钮或遥控器发出的指令信号，在所述装置启动运行期间收到重新前进指令时，立即控制变换电机驱动模块的驱动方向信号，从而实现所述装置立即回转到重新前进的移动方向。
14.本发明改变了现有电动滑板车的用途，现有电动滑板车的用途主要是顺畅地从一处前进到另一处，本发明每行进一段距离或一段时间即自动倒退, 增加了使用难度，阻止所述装置顺畅地到达终点，需要使用者在所述装置倒退过程中及时操作按钮或遥控器发出重新前进指令，依此循环，类似“逆水行舟，不进则退”，在进、退、进、退
……
进的变换中逐渐向终点靠近，直至所述装置到达终点。
15.现有电动滑板车不具备自动倒退和倒退中立即重新前进功能。这两种功能违背现有电动滑板车的用途和平稳、舒适的设计目标，是原有领域技术人员力图避免的技术特征，所以该领域技术人员没有意愿和动机增加自动倒退和重新前进模块。
16.本发明中的自动倒退模块、重新前进模块与引用文件中的自动往返换向的功能和用途不同。引用文件中的自动往返换向用于控制在小空间内近乎原地的往返移动，立即换向模块用于纠正往返移动产生的偏差，以适合在室内长2米、宽1米的空间内锻炼使用；本发明中的自动倒退模块则是用于形成自动倒退的功能和技术效果，重新前进模块用于控制倒退中的装置回转到重新前进的方向，起点与终点间的移动距离优选超过2米，而且移动距离越长，越有利于降低装置性能指标偏差造成的计量数据失准，越有利于提高竞技的观赏性和吸引力。
17.本发明与引用文件使用时的衡量指标不同。引用文件主要衡量耐受程度和持续时间，持续时间越长越好；本发明主要衡量从起点到终点的用时长短，相同距离下，用时越短越好，对于使用者发指令的时机选择和反应速度要求更高，时机选择、反应速度直接决定竞技用时长短。
18.引用文件中的按摩组件/指压板，在本发明中可以省略，特别是适用于初级用户的，应该省略。引用文件中的按摩组件/指压板上表面包括众多凸起点，主要用于脱鞋站立使用。本发明用于考验从起点到终点的移动速度，途经更长的距离，中途掉落概率较高，脱鞋使用不方便，凸起点绊脚，影响使用安全。
19.优选地，所述装置还包括自动维持式调速模块，自动维持式调速模块在未收到新的手动调速指令时自动维持所述装置原有运行速度。
20.现有电动滑板车，采用油门/摇杆式遥控器，既可较快加减速，又可在油门/摇杆松
开或遥控器脱手时自动停车，所以该领域技术人员没有意愿和动机改用自动维持式调速模块。而且，现有油门/摇杆式遥控器不具有“重新前进”按钮，本发明使用中需快速、频繁发出重新前进指令，为操作方便，需要使用自动维持式调速。
21.优选地，所述装置还包括自动计时模块、计时显示模块。自动计时模块在赛道起点从0开始计时，到达赛道终点时结束计时；计时显示模块，同步显示自动计时模块输出的计时数值，在计时结束时继续保持显示当次用时数值。
22.现有电动滑板车，不涉及本发明所述的竞技用途，从启动至停车的用时数值意义不大，因此该领域技术人员没有意愿和动机增加本发明所述的自动计时模块或计时显示模块。
23.引用文件中的暂停和继续功能模块，在本发明中可以省略，以免被用于作弊。
24.引用文件中的显示组件/模块，安装在承载组件上表面的中间区域/中间靠前位置，是因为引用文件的装置使用时，使用者通常面朝与装置移动方向垂直的一侧，使用过程中经常低头观察运行数据。
25.本发明的装置载人使用时，竞技者面朝哪个方向不受限定，通常面朝前进的方向，在追求速度的中途，通常无暇观看计时显示模块，到达终点后才需要关注计时数据，因此计时显示模块安装位置选择更多，不受引用文件的中间区域/中间靠前位置限定。
26.进一步地，所述装置还包括双向无线通讯模块，包括双向无线通讯模块，与微处理器相连，收到遥控器发出的启动、停止、换向、调速指令时，转发给微处理器，微处理器发出相应信号给电机驱动模块以驱动电机动作；遥控器可以是红外、蓝牙、2.4g或wifi等类似无线通讯遥控器，也可以是通用智能终端设备，可以通过双向无线通讯模块，从所述装置中获取计时数据、运行数据。现有电动滑板车，通常只能单向接收遥控器调速等极少量指令，不能向遥控器及其它设备发送数据。
27.进一步地，所述装置承载的竞技者与遥控操作者可以不是同一人。
28.进一步地，所述装置还包括多人协作遥控模块，支持多人协作遥控同一台所述装置移动。
29.他人遥控操作，对于装置上承载的竞技者来说，预知何时变速、何时转向的难度大为增加，需要团队配合，增强了趣味性和教育性。
30.进一步地，所述装置还包括远程操作模块，支持不在所述装置使用现场的操作者远程操控所述装置；远程操作者可以通过互联网或移动互联网远程操作，控制所述装置启动、调速、重新前进等；远程操作者还可以通过视频直播或视频通话观察所述装置使用现场实况；以此形成虚实结合的远程电子竞技。例如家庭亲子互动竞技，孩子作为竞技者保持在所述装置上，妈妈持手机与不在场的爸爸视频通话并拍摄孩子竞技的场面，爸爸边看孩子竞技视频边用手机远程操控所述装置。
31.进一步地，所述装置还包括起点检测模块，自动检测所述装置是否到达赛道起点，检测出起点信号时，通知自动计时模块开始从0计时。
32.进一步地，所述装置还包括终点检测模块，自动检测所述装置是否到达赛道终点，检测出终点信号时，通知自动计时模块结束计时。
33.进一步地，所述装置还包括掉落检测模块，自动检测竞技者是否从所述装置上掉落，中途检测出掉落信号时，自动中止或将当次计时数据置为无效。
34.进一步地，所述装置还包括关卡检测模块，自动检测是否到达相应关卡，检测到竞技者未及时完成相应关卡任务时，自动中止或将当次计时数据置为无效。
35.进一步地，所述装置还包括赛道，赛道具有起点和终点；和/或具有越界检测模块，自动检测所述装置行进和后退时是否越界，检测到越界信号时自动中止或将当次计时数据置为无效；和/或具有关卡；和/或具有弯道。与引用文件目标在较小空间、2米范围内使用不同，本发明所述赛道长度通常应超过2米，以提升用户体验。
36.进一步地，对用于较高水平用户使用的，为提高使用难度、增强身体锻炼效果，所述装置也可包括产生压痛的组件，安装或集成在踏板上方。
37.所述竞技方法，使用所述装置进行竞技，优选地：还包括自动计时，即在收到启动命令时自动开始计时；或者自动检测终点，检测到终点信号自动结束计时；还包括越界检测，发生越界时自动中止或将当次计时数据置为无效；或者赛道具有弯道，或者赛道中途设有关卡，竞技者未及时完成关卡任务或者中途掉落，自动中止或将当次计时数据置为无效。
38.进一步地，所述方法还包括：所述装置承载的竞技者与遥控操作者可以不是同一人，或多人协作操作遥控同一台所述装置移动。
39.进一步地，所述方法还包括：不在所述装置使用现场的操作者远程操控所述装置；远程操作者可以通过互联网或移动互联网远程操作，控制所述装置启动、调速、重新前进等；以此形成虚实结合的远程电子竞技。
40.进一步地，基于前述技术方案，结合现有智能小车技术，还可以将所述装置缩微成智能玩具赛车，用于训练操作者专注力和快速反应能力。
41.本发明的有益效果是：创造了一种竞技装置和方法，将现有电动滑板车技术改进创新后转用到比赛和电子竞技领域，利用现有领域技术人员力图避免的技术特征产生了预料不到的技术效果，形成新的比赛和电子竞技用途，提高竞技的趣味性、互动性和教育性，从而吸引更多人参与并从中受益。
42.附图说明
43.图1为本发明实施例竞技装置简易构成图图2为本发明实施例竞技方法简易流程图
具体实施方式
44.图1实施例竞技装置包括踏板1、电机及桥架组件2、从动轮及桥架组件3、电源组件4、主控板组件5、电机驱动模块6、保护罩壳7、电源开关8、电池充电口9等。可以参照现有电动滑板车，选用通用的踏板、电机及桥架组件、从动轮及桥架组件、电源组件、电源开关、电池充电口并相互连接。
45.本实施例优选工作电压24v、功率120w、直径72mm的轮毂电机2只、与轮毂电机配套的标准桥架及零配件组成电机及桥架组件，直径72mm的pu轮2只、与电机及桥架组件匹配的标准桥架及零配件组成从动轮及桥架组件，额定电压24v、容量4ah的动力型锂电池组作为电源组件。
46.主控板组件包括线路板、微处理器、以及降压模块、二极管、电容、电阻、插座、插针、插线等本领域技术人员熟知的常规元器件。可以选用单片机、卡片电脑等类似通用器件作为微处理器，例如arduino、stm32、c51、树莓派等，含有数量较多的、标准的输入输出端口，能加载程序文件。
47.市场上有多种通用的电机驱动模块可选，本实施例优选工作电压12至36v、双驱、直流、无刷、有霍尔、硬换向、大功率轮毂电机控制板作为电机驱动模块。硬换向是指不等停稳立即换向。为保障平稳、舒适，现有电动滑板车的电机驱动模块不宜具备硬换向功能。本实施例优选具备硬换向功能的电机驱动模块，其上的驱动芯片采用硬换向ic芯片，以提高自动倒退、重新前进的冲击强度和反应速度。
48.电机驱动模块的相线输出端与电机的相线输入端依次相连、霍尔端口与电机的霍尔线依次相连。现有电动滑板车通常不需要连接电机霍尔线，本实施例优选连接电机霍尔线以监测电机转动信号。
49.遥控器可选用红外、蓝牙、2.4g、wifi等类似无线遥控器，设置启动、加速、减速、重新前进、停止按钮。可选用与前述遥控器对应的无线通讯模块作为遥控接收模块/双向无线通讯模块。本实施例优选通用的蓝牙或物联网模块作为遥控接收模块/双向无线通讯模块，插接或集成在主控板组件上，与微处理器通讯连接，通过无线信号/移动互联网与遥控器/智能终端设备通讯连接。
50.智能终端设备可以是通用的智能手机、平板电脑等类似设备，加载应用程序(app)或小程序通过所述无线通讯模块与所述装置进行双向通讯。
51.优选微处理器内部定时器与加载的自动计时程序块作为自动计时模块，用数码管或液晶显示屏作为计时显示模块，安装在前进方向一侧踏板上表面，与微处理器通讯连接。在赛道起点，微处理器收到启动指令时，自动计时模块从0开始计时，到达赛道终点时结束计时；计时显示模块，同步显示自动计时模块输出的计时数值，在计时结束时继续保持显示当次用时数值。
52.优选微处理器加载自动倒退程序块作为自动倒退模块，微处理器输出端口与电机驱动模块的方向端口连接，所述装置每行进一段距离（例如0.5米）或一段时间（例如2s），改变电机驱动模块的方向端口控制信号，驱动电机倒转，实现自动倒退。其中，定时倒退，优选通过微处理器内置定时器和程序块实现，在启动和接收到重新前进指令后开始定时，到达预设定时阈值（例如2s）时，触发自动倒退信号；定距倒退，优选通过监测电机霍尔信号实现，电机驱动模块通过电机霍尔信号变化处理生成转动脉冲输出到脉冲端口（m），微处理器监测与电机驱动模块脉冲端口（m）相连的输入端口信号，统计该信号变化次数，当计数到达预设次数阈值时，触发自动倒退信号。
53.脉冲信号预设次数阈值，可以根据电机参数中直径、极对数、相数换算得出，例如直径72mm、极对数10的三相轮毂电机，每脉冲行进距离为72mm*∏/(10对极*3相)，约等于7.536mm，如果希望每行进0.5米即自动倒退，则脉冲信号预设次数阈值可设定为66，即500mm/7.536mm约等于66。
54.优选微处理器内加载重新前进程序块作为重新前进模块，微处理器输入输出端口与遥控接收模块/双向无线通讯模块进行通讯连接，自动监听接收按钮或遥控器发出的指令信号，检测到重新前进指令时，立即改变电机驱动模块的方向端口控制信号，驱动电机改
变转动方向，从而实现所述装置立即回转到重新前进的移动方向。
55.进一步地，所述装置还可包括赛道，赛道具有起点、终点、中途关卡，可以设置多个关卡，赛道还可以是弯曲的。稍长些的赛道，例如超过2米，可以提升用户体验。赛道可以用在地面赛道区域内刷涂颜色或张贴有色胶带等方法实现。
56.进一步地，所述装置还可包括起点检测模块、终点检测模块、关卡检测模块、越界检测模块，自动检测的技术方案可以从其它领域的现有技术转用而来，例如智能小车巡迹技术、agv导航技术等，在所述装置底部安装电磁或光学等传感器，传感器与主控板组件上的微电脑输入输出端口相连，分别在赛道上、起点、终点、各关卡预设标志，传感器自动检测识别预设的标志。
57.微电脑内加载有起点、终点、关卡、边界检测程序块，自动监测传感器传回微电脑的信号。检测到起点信号时，通知自动计时模块开始计时；检测到终点信号时，通知自动计时模块结束计时；检测到越界信号或未及时检测到预设的关卡信号时，自动中止或将当次计时数据置为无效。
58.进一步地，所述装置还可包括掉落检测模块，在所述装置上安装压力、限位或接近传感器，与主控板组件上的微电脑输入输出端口相连，微电脑内加载有掉落检测程序块，自动监测传感器传回微电脑的信号，在中途检测到掉落信号，自动中止或将当次计时数据置为无效。
59.进一步地，对用于较高水平用户使用的，所述装置也可包括产生压痛的组件，安装或集成在踏板上方。
60.进一步地，所述装置还可包括多人协作遥控模块，支持多人协作遥控同一台所述装置移动。例如在启动前设定多人遥控，接受多人通过智能终端设备上加载的应用程序app或小程序加入遥控团队，当全体操作者都按下重新前进按钮时，遥控器才向所述装置发出重新前进指令。
61.进一步地，所述装置还包括远程操作模块，支持不在所述装置使用现场的操作者远程操控所述装置；远程操作者可以通过互联网/移动互联网进行远程操作，控制所述装置启动、调速、重新前进、停止等；远程操作者还可以通过视频直播或视频通话观察所述装置使用现场实况；以此形成虚实结合的远程电子竞技。
62.图2为本发明实施例竞技方法简易流程图，具体步骤如下。
63.准备工作：打开所述装置电源开关、放在赛道起点就位。
64.所述竞技装置接通电源，初始化、自检就绪。可以不载人竞技，也可以载人竞技。如果载人竞技，竞技者或站、或坐、或以其它约定姿势在所述装置上保持不掉落。
65.进一步地，还可以规定所述装置承载的竞技者与遥控操作者不是同一人。
66.进一步地，还可以进行多人协作操作遥控，由多人协作遥控同一台所述装置移动。例如在启动前设定多人遥控，接受多人通过智能终端设备上加载的应用程序app或小程序加入遥控团队，当全体操作者都按下重新前进按钮时，遥控器才向所述装置发出重新前进指令。
67.进一步地，还可以包括远程操作，由不在所述装置使用现场的操作者远程操控所述装置；远程操作者可以通过互联网进行远程操作，控制所述装置启动、调速、重新前进等；远程操作者还可以通过视频直播或视频通话观察所述装置使用现场的实况；以此形成虚实
结合的远程电子竞技。
68.1、启动、开始计时：开始竞技，向所述装置发出启动指令，所述装置自动从0开始计时，开始前进。
69.2、所述装置前进：所述装置前进过程中，自动监测电机转动信号或定时信号，判断是否达到预定距离或时间，如果达到预定距离或时间，进入第3步。
70.如果到达终点，收到停止指令，进入第5步。
71.进一步地，还可以自动检测终点信号，如果检测到终点信号，进入第5步。
72.进一步地，还可以同时自动检测关卡信号、越界信号、掉落信号。如果未检测到预设的关卡信号，自动停车或将当次计时数据置为无效；如果检测到越界信号或掉落信号，自动停车或将当次计时数据置为无效。
73.进一步地，为增加难度和趣味性，还可以规定在途中完成关卡任务，例如做出花样动作、途中捡物、投物等等，结合相应任务完成情况进行评分。
74.3、自动倒退：所述装置立即自动倒退，并自动监听重新前进信号，如果收到重新前进指令，进入第4步。
75.进一步地，还可以同时自动检测越界信号、掉落信号，如果检测到越界或掉落信号，自动停车或将当次计时数据置为无效。
76.4、重新前进：所述装置立即回转到重新前进的状态，并进入第2步继续循环。
77.5、结束计时、显示竞技用时：所述装置自动结束本次计时，并继续保持显示当次用时数值。进一步地，还可以将当次用时数据发送给智能终端设备和/或云端保存，由智能终端设备和/或云端制作、发布竞技成绩、竞技排行榜等，竞技排行榜还可以分别按时间、地域、人员、类别等制作、发布。
78.6、竞技结束、关闭电源：本次竞技结束，如果还需继续竞技，回到初始的预备步骤；如果不需要继续，关闭电源，收场。
79.上述实施例竞技装置和方法，仅以上述各模块的划分进行举例说明，实际应用中，能够根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成；各模块、组件之间可以分立，也可以集成在一起；装置和方法中，属于同一构思的，可相互参照，不再分别赘述。以上描述仅为本申请的可选实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。