一种基于运动传感器的桌上冰球机器人的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于运动传感器的桌上冰球机器人，包括冰球桌，冰球，y方向自动击打器系统，x方向自动击打器系统，计算机；所述y方向自动击打器系统固定安装在冰球桌的两侧，所述x方向自动击打器系统安装在两个y方向自动击打器系统上且能够沿y方向移动；所述冰球，y方向自动击打器系统和x方向自动击打器系统连接计算机。本发明可以实现毫米级别的实时、准确定位，装置简单、体积小，加快了定位的速度，可以实现流畅的人机对战。
【专利说明】
一种基于运动传感器的桌上冰球机器人
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于运动传感器的桌上冰球机器人，可对快速移动的冰球进行精确、迅速定位并快速做出回击反应。
【背景技术】
[0002]机器人技术作为战略高科技技术，深受世界各国的重视，而服务机器人作为前沿高科技研究最活跃的一个领域，更是备受关注。如今，机器人的使用范围已经开始在医疗辅助、科学考察、家居娱乐等多个领域快速发展。服务机器人在工业机器人的基础上，迅速发展起来，开始进入人们的生活中。服务机器人不仅丰富人们的生活，而且将提升、开拓各种机器人技术。步入智能化产业，机器人产业所构建的社会网络，将遍及社会生产、生活各个领域，成为新一轮产业革命的社会形态一一智能社会的基础。随着微电子技术和计算机技术的快速发展，智能机器人应用越来越广泛。市场上大部分所谓的智能机器人都无法实现快速、精确定位，如GPS定位，通过全球定位系统对控制对象进行跟踪，其比较适合室外远距离跟踪，而且其精度取决于GPS的精度及控制对象周围环境因素，很难达到毫米级别的精度且成本较高。由于现代测控技术领域的发展，测控领域对传感器的采集精度和响应速度等都提出了更高的要求，而与之对应的是新一代的MEMS元件也积极迎合技术创新的需要，向整合振动仪、加速度计、磁力计与压力感测器等多轴MEMS元件方向发展。
【发明内容】
[0003]为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具有快速、准确定位的基于运动传感器的桌上冰球机器人。
[0004]本发明的构思如下:
该桌面上冰球机器人能够通过多台电机协作运动，进而控制击打器在规定的范围内移动。为了达到在移动中快速、准确的移动的特点，本发明采用微型集成运动传感器来提供冰球的准确位置，比如MEMS技术的集成传感器，由微加速度传感器测量加速度、陀螺仪传感器来测量角速度、地磁传感器来测量方位集成的传感器，加速度计通过测量给定直线轴向的弹簧上的力来检测直线加速度和重力矢量，运动传感器通过惯性空间的三维角速度、三维加速度及三维磁强强度，实时输出物体在空间中的信息，再由计算机处理获得的原始数据，控制电机的协作运动，快速击打运动中的冰球。
[0005]根据上述构思，本发明采用如下技术方案:
一种基于运动传感器的桌上冰球机器人，包括冰球桌，冰球，y方向自动击打器系统，X方向自动击打器系统，计算机;所述y方向自动击打器系统固定安装在冰球桌的两侧，所述X方向自动击打器系统安装在两个y方向自动击打器系统上且能够沿y方向移动;所述冰球，y方向自动击打器系统和X方向自动击打器系统连接计算机。
[0006]所述冰球包括冰球本体，运动传感器，无线传输模块，电源模块，所述运动传感器固定在冰球本体上，并通过无线传输模块与计算机相连，所述电源模块为运动传感器和无线传输模块供电。
[0007]所述y方向自动击打器系统包括带轮，带轮支座，第一导轨，同步带，行程开关，导轨支座，电机安装支架，第一步进电机，电机支板，所述电机支板固定在冰球桌上，第一步进电机通过电机安装支架水平安装在电机支板上，一个带轮安装在第一步进电机的输出轴上，所述导轨支座固定在冰球桌y方向的两侧各两个，所述第一导轨两端分别固定在导轨支座上;所述带轮支座用螺钉固定在冰球桌y方向两侧各一个，另一个带轮固定在带轮支座上，两个带轮通过同步带连接，两个行程开关分别固定在两端导轨支座上。
[0008]所述X方向自动击打器系统包括第二步进电机，移动电机支架，第二导轨，击打器，皮带，行程开关，支座，套筒，同步带轮;所述套筒安装在支座内，所述支座用螺钉安装在所述移动电机支架上，所述套筒与所述第一导轨相互配合，使得移动电机支架能够沿第一导轨移动;所述第二步进电机垂直固定在所述移动电机支架上，输出轴朝上放置，所述同步带轮安装在第二步进电机输出端;所述击打器安装在第二导轨上，所述第二导轨的两端安装在移动电机支架上，所述皮带两端固定安装在击打器上端，再安装在两端同步带轮上。
[0009]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
通过运动传感器实时提供冰球的加速度、角速度、航向等信号，通过计算机处理数据得到冰球的坐标、方向、速度等信号，效率高、机构简单、定位准确性、时间响应快。
【附图说明】
[0010]图1是一种基于运动传感器的桌上冰球机器人整体示意图。
[0011 ]图2是一种基于运动传感器的桌上冰球机器人俯视结构示意图。
[0012]图3是一种基于运动传感器的桌上冰球机器人的安装运动传感器的冰球示意图。
[0013]图4是一种基于运动传感器的桌上冰球机器人的自动击打器y方向系统示意图。
[0014]图5是一种基于运动传感器的桌上冰球机器人的自动击打器X方向系统示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下将结合附图，对本发明的具体实施作详细说明，所举实例只用于解释本发明，并非限定本发明的范围。
[0016]如图1、2所示，一种基于运动传感器的桌上冰球机器人，包括冰球桌I，冰球2，y方向自动击打器系统3，X方向自动击打器系统4，计算机5 ；其中X方向为冰球桌I的宽方向，y方向为冰球桌I的长方向。所述y方向自动击打器系统3固定安装在冰球桌I的两侧，所述X方向自动击打器系统4安装在两个y方向自动击打器系统3上且能够沿y方向移动;所述冰球2，y方向自动击打器系统3和X方向自动击打器系统4连接计算机5。
[0017]如图3所示，所述冰球2包括冰球本体2-1，运动传感器2-2，无线传输模块2-3，电源模块2-4，所述运动传感器2-2固定在冰球本体2-1上，并通过无线传输模块2-3与计算机5相连，所述电源模块2-4为运动传感器2-2和无线传输模块2-3供电。所述的无线传输模块2-3将运动传感器2-2测得的冰球的加速度、角速度信息传递给计算机5，所述计算机5将运动传感器2-2测得的数据进行处理，实现数据原始数据的采集。
[0018]如图4所示，所述y方向自动击打器系统3包括带轮3-1，带轮支座3-2，第一导轨3-3，同步带3-4，行程开关3-5，导轨支座3-6，电机安装支架3_7，第一步进电机3_8，电机支板3-9，所述电机支板3-9固定在冰球桌I上，第一步进电机3-8通过电机安装支架3-7水平安装在电机支板3-9上，一个带轮3-1安装在第一步进电机3-8的输出轴上，所述导轨支座3-6固定在冰球桌Iy方向的两侧各两个，所述第一导轨3-3两端分别固定在导轨支座3-6上;所述带轮支座3-2用螺钉固定在冰球桌Iy方向两侧各一个，另一个带轮3-1固定在带轮支座3-2上，两个带轮3-1通过同步带3-4连接，两个行程开关3-5分别固定在两端导轨支座3-6上。
[0019]如图5所示，所述X方向自动击打器系统4包括第二步进电机4-1，移动电机支架4-2，第二导轨4-3，击打器4-4，皮带4-5，行程开关4_6，支座4_7，套筒4_8，同步带轮4_9;所述套筒4-8安装在支座4-7内，所述支座4-7用螺钉安装在所述移动电机支架4-2上，所述套筒
4-8与所述第一导轨3-3相互配合，使得移动电机支架4-2能够沿第一导轨3-3移动;所述第二步进电机4-1垂直固定在所述移动电机支架4-2上，输出轴朝上放置，所述同步带轮4-9安装在第二步进电机4-1输出端;所述击打器4-4安装在第二导轨4-3上，所述第二导轨4-3的两端安装在移动电机支架4-2上，所述皮带4-5两端固定安装在击打器4-4上端，再安装在两端同步带轮4-9上。
[0020]本发明的使用过程如下:
1)桌上冰球机器人在与人进行比赛时，冰球2通过运动传感器2-2实时记录下冰球2的加速度、角速度信息，并通过无线传输模块2-3将信息发送给计算机5;
2)用计算机5对获取的数据进行处理，确定冰球2所在的位置、运动方向、速度；
3)计算机5控制电机驱动器来控制步进电机的协调运动，将击打器4-4快速送达指定位置，达到快速、精确的击打冰球2，完成人机对抗。
【主权项】
1.一种基于运动传感器的桌上冰球机器人，其特征在于，包括冰球桌(I)，冰球(2)，y方向自动击打器系统(3)，X方向自动击打器系统(4)，计算机(5);所述y方向自动击打器系统(3)固定安装在冰球桌(I)的两侧，所述X方向自动击打器系统(4)安装在两个y方向自动击打器系统(3)上且能够沿y方向移动;所述冰球(2)，y方向自动击打器系统(3)和X方向自动击打器系统(4)连接计算机(5)。2.根据权利要求1所述的基于运动传感器的桌上冰球机器人，其特征在于，所述冰球(2)包括冰球本体(2-1)，运动传感器(2-2)，无线传输模块(2-3)，电源模块(2-4)，所述运动传感器(2-2)固定在冰球本体(2-1)上，并通过无线传输模块(2-3)与计算机(5)相连，所述电源模块(2-4)为运动传感器(2-2)和无线传输模块(2-3)供电。3.根据权利要求1所述的基于运动传感器的桌上冰球机器人，其特征在于，所述y方向自动击打器系统(3)包括带轮(3-1)，带轮支座(3-2)，第一导轨(3-3)，同步带(3-4)，行程开关(3-5)，导轨支座(3-6)，电机安装支架(3-7)，第一步进电机(3-8)，电机支板(3_9)，所述电机支板(3-9)固定在冰球桌(I)上，第一步进电机(3-8)通过电机安装支架(3-7)水平安装在电机支板(3-9)上，一个带轮(3-1)安装在第一步进电机(3-8)的输出轴上，所述导轨支座(3-6)固定在冰球桌(Dy方向的两侧各两个，所述第一导轨(3-3)两端分别固定在导轨支座(3-6)上;所述带轮支座(3-2)用螺钉固定在冰球桌(Dy方向两侧各一个，另一个带轮(3-1)固定在带轮支座(3-2)上，两个带轮(3-1)通过同步带(3-4)连接，两个行程开关(3-5)分别固定在两端导轨支座(3-6)上。4.根据权利要求1所述的基于运动传感器的桌上冰球机器人，其特征在于，所述X方向自动击打器系统(4)包括第二步进电机(4-1)，移动电机支架(4-2)，第二导轨(4-3)，击打器(4-4)，皮带(4-5)，行程开关(4-6)，支座(4-7)，套筒(4-8)，同步带轮(4_9);所述套筒(4_8)安装在支座(4-7)内，所述支座(4-7)用螺钉安装在所述移动电机支架(4-2)上，所述套筒(4-8)与所述第一导轨(3-3)相互配合，使得移动电机支架(4-2)能够沿第一导轨(3-3)移动;所述第二步进电机(4-1)垂直固定在所述移动电机支架(4-2)上，输出轴朝上放置，所述同步带轮(4-9)安装在第二步进电机(4-1)输出端;所述击打器(4-4)安装在第二导轨(4-3)上，所述第二导轨(4-3)的两端安装在移动电机支架(4-2)上，所述皮带(4-5)两端固定安装在击打器(4-4)上端，再安装在两端同步带轮(4-9)上。
【文档编号】B25J13/00GK105922275SQ201610386599
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月4日
【发明人】彭良秀, 葛华, 孔子祥, 田应仲
【申请人】上海大学