本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别是涉及一种仿人格斗机器人的攻击防御系统。
背景技术：
仿人格斗机器人的攻击防御系统对抗的场地是一般为正方形矮台，台上即为擂台场地。在这个擂台上，参赛双方的机器人模拟中国传统擂台格斗的规则，互相击打或推挤，如果一方机器人整体离开擂台区域或者被对方机器人打到不能行动，则另一方获胜。
仿人格斗机器人的攻击防御系统，顾名思义，即专为机器人格斗对抗而设计的智能机器人。现有技术中的仿人格斗机器人的攻击防御系统，大多采用小车结构，该小车可以检测到车身周边物体并根据相对位置决定闪避或攻击。
攻击防御装置，是指在仿人格斗机器人的攻击防御系统相遇时，能够利用传感器和四肢结构的优势，提高反应速度，达到在防御的同时执行攻击动作的目的，避免错失进攻时机的可性能的装置。
进攻防御性能是格斗机器人的重要性能，现有技术中的格斗机器人一般通过增加速度和攻击动作来提高有效进攻。但是，机器人的进攻速度增加，会影响机器人的自控制性能。
如何在不增加格斗机器人的速度的前提下，提高格斗机器人的进攻防御性能，成为格斗机器人的发展方向。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提供了一种仿人格斗机器人的攻击防御系统。
本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统，包括头部装置、手臂装置、腿部装置、移动底盘装置及动作控制装置；
所述头部装置设于所述动作控制装置顶部；
所述手臂装置设于所述动作控制装置两侧；
所述腿部装置设于所述动作控制装置底部；
所述移动底盘装置设于所述腿部装置底部；
所述头部装置上设有与动作控制装置电性连接的红外测距传感器；
所述腿部装置上设有与动作控制装置电性连接的红外测距传感器；
所述移动底盘装置上设有与动作控制装置电性连接的红外接近传感器、姿态传感器及灰度传感器。
进一步地，所述腿部装置的两侧均设有所述红外测距传感器。
进一步地，所述移动底盘装置上设有7个所述红外接近传感器；
其中5个所述红外接近传感器位于所述移动底盘装置的前端；
其中2个所述红外接近传感器位于所述移动底盘装置的后端。
进一步地，位于所述移动底盘装置前端的5个所述红外接近传感器中的靠近所述移动底盘装置侧面的2个所述红外接近传感器，与水平方向成30°夹角。
进一步地，所述移动底盘装置的后端设有所述姿态传感器。
进一步地，所述移动底盘装置底部中心设有所述灰度传感器。
进一步地，所述手臂装置包括3个依次连接的舵机结构。
进一步地，所述腿部装置包括2个依次连接的舵机结构。
进一步地，所述移动底盘装置包括底盘、车轮及用于驱动车轮的电机；
所述车轮及所述电机均设置在所述底盘底部；
所述车轮及所述电机的数量均为4个。
进一步地，4个所述电机沿所述底盘的中心线对称设置在所述底盘上。
本实用新型提供的仿人格斗机器人的攻击防御系统，头部装置上设有红外测距传感器，腿部装置上设有红外测距传感器，移动底盘装置上设有红外接近传感器、姿态传感器及灰度传感器，使得本机器人对自身位置的定位更准确，对朝向的判断更明确，有效地实现了登上擂台后的对抗以及防止掉下擂台的功能，解决了机器人结构脆弱、定位不准确、检测存在盲区、机械误差较大以及攻击性与防御性差的问题，在实时对抗中降低了外力冲击的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统的俯视结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统的仰视结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统中的手臂装置的结构示意图。
附图标记：
1-头部装置； 2-手臂装置； 3-腿部装置；
4-移动底盘装置； 5-动作控制装置； 6-红外接近传感器；
7-姿态传感器； 8-灰度传感器； 41-底盘；
42-车轮； 43-电机。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
在本实施例的可选方案中，如图1至图3所示，本实施例提供的一种仿人格斗机器人的攻击防御系统，包括头部装置1、手臂装置2、腿部装置3、移动底盘装置4及动作控制装置5；
头部装置1设于动作控制装置5顶部；手臂装置2设于动作控制装置5两侧；腿部装置3设于动作控制装置5底部；移动底盘装置4设于腿部装置3底部；
头部装置1上设有与动作控制装置5电性连接的红外测距传感器；腿部装置3上设有与动作控制装置5电性连接的红外测距传感器；移动底盘装置4上设有与动作控制装置5电性连接的红外接近传感器6、姿态传感器7及灰度传感器8。
在本实施例中，腿部装置3位于移动底盘装置4中部。
并且，动作控制装置5包括MultiFLEXTM2-AVR控制器、BDMC1203驱动器。红外接近传感器6与动作控制装置5，即控制器，通过数字量接口，(即IO口)连接，红外测距传感器与控制器通过模拟量接口(即AD口)连接。
在传感器的使用中，把控制器上所有的IO口和AD口都进行利用，使传感器的选择和分配达到最优，能够在一定程度上解决定位不准确和检测存在盲区的缺陷。
各传感器将采集的数据传输给控制器，由控制器发出指令控制手臂装置2、腿部装置3及移动底盘装置4，使机器人对不同的情况进行相应的动作。
需要说明的是，机器人的整体高度为50cm，动作控制装置5距离地面38cm。
在本实施例的可选方案中，腿部装置3的两侧均设有红外测距传感器。
在本实施例中，红外测距传感器位于腿部装置3底部以上3cm；用于感应与敌方机器人的相对位置，从而判断闪避或攻击。
在本实施例的可选方案中，移动底盘装置4上设有7个红外接近传感器6；其中5个红外接近传感器6位于移动底盘装置4的前端；其中2个红外接近传感器6位于移动底盘装置4的后端。
在本实施例的可选方案中，位于移动底盘装置4前端的5个红外接近传感器6中的靠近移动底盘装置4侧面的2个红外接近传感器6，与水平方向成30°夹角。
在本实施例中，位于移动底盘装置4前端的且靠近移动底盘装置4两侧的2个红外接近传感器6与水平方向成30°夹角，即倾斜向下设置，用于进行擂台边缘检测；并且，该2个红外接近传感器6位于移动底盘装置4上方12cm处。
通过红外接近传感器6的安装方位的不同，可以检测靠近擂台边缘时，自身与边缘的距离；监测到时，自身距擂台边缘的距离L等于红外接近传感器6安放的高度H。
在安全区域内行驶时，该倾斜向下的2个红外接近传感器6传输回的值均为0，当该2个中的某一个红外接近传感器6传输回的值变为1时，判断为此侧到达擂台边缘。
同时，位于移动底盘装置4前端的另外3个红外接近传感器6，用于检测敌人的方位，从而根据方位格斗机器人做出准确有效的调整和攻击动作，安装方式为相邻红外接近传感器6成60°夹角，即分别设置在移动底盘装置4的正前左方、正前中方、正前右方。
并且，位于移动底盘装置4后端的2个红外接近传感器6，成60°夹角，即分别设置在移动底盘装置4的正后左方、正后右方，用于检测后方敌人的方位，从而躲避敌人后方的攻击。
红外接近传感器6的环绕式布置，使得本机器人不再存在检测盲区，从而在敌方出现在我方机器人的某一方向上时能尽早检测到，并采取相应的措施。
在本实施例的可选方案中，移动底盘装置4的后端设有姿态传感器7。
在本实施例中，姿态传感器7位于移动底盘装置4的后右方，位于腿部装置3后方；与位于移动底盘装置4后端的较近的红外接近传感器6成60°夹角，用于检测自身是否摔倒。
在本实施例的可选方案中，移动底盘装置4底部中心设有灰度传感器8。
在本实施例中，灰度传感器8用于进行擂台边缘检测；与位于移动底盘装置4前端的且靠近移动底盘装置4两侧的2个红外接近传感器6配合，为擂台边缘检测提供双重保障。
通常情况下，由于格斗擂台从边缘到中间区域，其颜色呈现由深到浅的变化，所以，同时在底盘41中心使用灰度传感器8，根据灰度传感器8的返回值确定自身与边缘的距离，从而实现边缘检测的第二重保障。
需要说明的是，除了1个灰度传感器8、1个姿态传感器7以及2个用于检测擂台边缘的红外接近传感器6，红外测距传感器和其余的红外接近传感器6中的任何一个都可以检测到敌人的位置，从而机器人能够执行相应的加速和攻击动作。所有的撞击都以边缘检测为优先，红外测距传感器一旦检测到敌方，机器人就将一侧的手臂装置2弯曲90°，从而迅速地将敌方击倒。
当机器人行驶或被撞击到靠近擂台边缘位置时，如果灰度传感器8和用于边缘检测的2个红外接近传感器6中的任何一个检测到擂台边缘，机器人就将快速地反方向转弯，从而躲避攻击；若机器人后方检测到敌方，将右转躲避并攻击，从而使敌方加速掉台。此外，一旦自身被击倒，将利用手臂装置2和腿部装置3的支撑作用，在10秒内迅速站立。
在本实施例的可选方案中，如图4所示，手臂装置2包括3个依次连接的舵机结构。
在本实施例中，舵机结构通过多功能调试器与动作控制装置5电性连接。
手臂装置2具备3个自由度；用于辅助站立起来以进行攻击、防御；3个依次连接的舵机结构构成各关节，相互配和，运动至某定点。
在本实施例的可选方案中，腿部装置3包括2个依次连接的舵机结构。
在本实施例中，腿部装置3具备1个自由度，可实现弯曲动作；用于站立、上擂台。
具体地，舵机结构为CDS5516数字舵机。
在本实施例的可选方案中，移动底盘装置4包括底盘41、车轮42及用于驱动车轮42的电机43；车轮42及电机43均设置在底盘41底部；车轮42及电机43的数量均为4个。
在本实施例中，4个电机43一一对应驱动4个车轮42。
在本实施例的可选方案中，4个电机43沿底盘41的中心线对称设置在底盘41上。
在本实施例中，对称设置的4个电机43确保了重心的平衡；4个电机43由2个BDMC1203驱动器作为驱动装置，控制车轮42前进实现自主上15cm高台的功能。
总体地，程序开始后，先等待开始信号，当收到开始信号后进行登台，之后在保证不掉台和不倒地的前提下，在擂台上检测敌人，并进行攻击，当机器人倒地后，迅速检测自身的状态，然后执行站立动作，继续在保证不掉台的前提下，在擂台上检测敌人，并进行攻击。
并且，底盘41为六边形，底盘41的两个锐角分别作为机器人的前、后端。4个电机43、1个灰度传感器8共同占据了六边形剩下的矩形空间，灰度传感器8设置在矩形的中心处。在底盘41上前方锐角中间，设置3个红外接近传感器6。腿部装置3两侧分别设置1个红外测距传感器。在底盘41上六边形的中心设置灰度传感器8。
底盘41正上方的两侧分别设置一个腿部装置3作为机器人的腿部，腿部装置3依次为一个舵机壳、一个舵机套件、一个改装版的舵机壳、再加一个舵机套件，两腿部装置3内侧分别与一个BDMC1203驱动器相连，两腿部装置3外侧分别连接一个高度为距离底盘4112cm的红外接近传感器6，两腿部装置3的上部均由连接件与CDS5516数字舵机的转轴相连，同时连接件与MultiFLEXTM2-AVR控制器在距离地面32cm处连接。控制器接口朝后侧放置，控制器的两侧分别与手臂装置2连接。手臂装置2由3个舵机组件和1个舵机壳组件构成。控制器的上方为红外测距传感器。在底盘41后方锐角中间为2个红外接近传感器6；红外接近传感器6后方靠近底盘41中心处设置电机43及驱动电机43的电源，电源侧面设置1个姿态传感器7。传感器之间设置电机43，使底盘41的空间充分利用，机器人的重心居中且偏低，能够解决机器人结构脆弱的问题，并最大程度地减小机械误差。
六边形底盘41的前端锐角处，设置3个水平向前的红外接近传感器6，其中，中间的红外接近传感器6检测到敌人时，机器人直接执行加速前进动作，一左一右的红外接近传感器6检测到敌人时，机器人转弯到敌人的正前方，执行攻击动作，能够解决机器人攻击性不强的问题。
底盘41上方的姿态传感器7将模拟量转化为数字量ad[5]，利用其返回值判断其状态，当ad[5]<130判断为前倒地，则执行前起立程序，ad[5]>850判断为后倒地，执行后起立程序，其他为未倒地，解决了机器人自身状态不准确以及检测存在盲区的问题。
底盘41上方的2个与水平方向成30°夹角的红外接近传感器6，通过安装高度的不同可以控制检测到边缘时机器人距边缘的距离，检测到边缘时机器人与擂台边缘的距离L等于该红外接近传感器6安放的高度H。在安全区域内行驶时此2个红外接近传感器6返回的值均为0，当某一个红外接近传感器6返回的值变为1时，则机器人到达边缘，机器人快速转弯并后退。底盘41下方的灰度传感器8的返回值ad[3]<500时，则机器人靠近边缘，机器人后退转弯，解决了机器人自身定位不准确以及防御能力差的问题。
本机器人倒地后可以迅速起立，反应时间少，并且，传感器全面覆盖，达到了无死角防御，同时，头部装置1和腿部装置3均设有红外测距传感器，拉近了检测到敌人时的距离，反应迅速，能够同时进行防御、攻击动作。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。