能“铲人”的相扑机器人的制作方法

本实用新型涉及一种能“铲人”的相扑机器人，主要用于相扑机器人对抗比赛中。

背景技术：

相扑机器人的比赛规则一般如下：场地为一空心圆，在场地的外侧及内侧都有黑色的线，参赛双方机器人在圆形擂台上角逐，将对方机器人推下擂台。离开场地的机器人为输。

比赛选手们通常将相扑机器人设计成如下形式：重锤型，遇到对手加力敲打；旋转型，用旋转机构扳倒对手；撞击型，大力冲向对手；转向后面攻击等。在比赛规则限制机器人重量和尺寸的情况下，这些机器人很难兼顾进攻的攻击力和防御力，有的在攻击同时先被对手推翻，有的灵活但攻击力不足。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型提供一种能“铲人”的相扑机器人，其目的是解决以往所存在的问题，。

技术方案：实用新型是通过以下技术方案实现的：

能“铲人”的相扑机器人，其特征在于：该机器人包括底盘、光电传感器、避障传感器、微处理器、驱动电机和推进机构；光电传感器、避障传感器、微处理器和驱动电机均设置在底盘上，光电传感器、避障传感器和驱动电机均连接微处理器，微处理器连接推进机构，底盘的四周设置有倾斜的斜铲结构，四周的斜铲结构一起构成推送机构.

斜铲结构与地面呈45度角倾斜。

光电传感器为两个，分别安装在底盘的前方和后方，避障传感器为8个，8个避障传感器分布在底盘的前后左右边以及四个边角位置。

一个微型伺服马达内部包括了一个小型直流马达、一组变速齿轮组、一个反馈可调电位器以及一块电子控制板，反馈可调电位器连接电子控制板，电子控制板连接微处理器，小型直流马达连接电子控制板和变速齿轮组，变速齿轮组连接机器人的驱动轮。

在驱动轮上缠绕有增加摩擦力的胶皮条，胶皮条呈梅花状缠绕，胶皮条突出于驱动轮外缘面。

微处理器连接一个声控模块。

优点效果：能“铲人”的相扑机器人，为解决相扑机器人的进攻力和防御力很难协调的矛盾，又不能超出规定的重量和尺寸，在不降低进攻力的前提下保证防御力，设计一种能前后“铲人”的相扑机器人。其利用特制的机器人底座及四周“边铲”，选配伺服电机驱动，配合8个方向的避障传感器。当发现对手时，加大驱动力冲向对手，用“边铲”将对手铲除场地外。

附图说明

图1为实用新型的结构框图；

图2为底盘构件形式示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的侧视图；

图5为底盘结构图；

图6为底盘的侧视图；

图7为图6的侧视图；

图8为驱动轮即车轮的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种能“铲人”的相扑机器人，该机器人包括底盘1、光电传感器、避障传感器、微处理器、驱动电机和推进机构；推进机构是相扑机器人的关键部件，是与对方机器人顶牛时直接接触的部件，具有整体结构稳定、抗碰撞的特点。光电传感器、避障传感器、微处理器和驱动电机均设置在底盘1上，光电传感器、避障传感器和驱动电机均连接微处理器，微处理器连接推进机构，底盘1的四周设置有倾斜的斜铲结构2，四周的斜铲结构一起构成推送机构，使用时，用四个斜铲的中面对对手的那面斜铲将对手翘起，然后斜铲上部撞击对手在防御上，斜铲结构加大了自身机器人与对方机器人的距离，避免对手的进攻部位碰撞到己方机器人的身体，如传感器等。

斜铲结构2与地面呈45度角倾斜。

光电传感器为两个，分别安装在底盘1的前方和后方，避障传感器为8个，8个避障传感器分布在底盘1的前后左右边以及四个边角位置。

一个微型伺服马达内部包括了一个小型直流马达、一组变速齿轮组、一个反馈可调电位器以及一块电子控制板，反馈可调电位器连接电子控制板，电子控制板连接微处理器，小型直流马达连接电子控制板和变速齿轮组，变速齿轮组连接机器人的驱动轮。

在驱动轮上缠绕有增加摩擦力的胶皮条3，胶皮条呈如图7所示的梅花状缠绕。胶皮条突出于驱动轮外缘面。之所以缠绕呈梅花状是为了增加驱动轮的抓地力。当胶皮条3为止着地时可以利用自身的摩擦力增加抓地力，当的胶皮条3之间的位置着地时（如图8中所示的位置），前后两处的胶皮条3可以在前后两个方向形成摩擦卡点，即向前滚动时迫使前方的胶皮条3着地摩擦，向后滚动时迫使后方的胶皮条3着地摩擦，这样有利于减小驱动轮被动滑动行程。

微处理器连接一个声控模块。

下面结合附图对本实用新型的详细原理介绍如下：

在机器人的前方和后方都装上光电传感器，机器人在场地上缓慢移动，当光电传感器检测到黑色线条时说明到达规定场地的边界应“退回”，可以控制机器人不走出边界；在机器人前后左右以及四个边角位置安装8个避障传感器，可灵活识别对手，有效监控对手的实际位置；当机器人发现对方时，根据避障传感器所在位置迅速调整机器人角度，使机器人前面或后面正对对手，全速前进或后退，将对方机器人推下擂台。在这个比赛中主要是考虑机器人的速度和重量，结合所有因素，设计方案如图1所示。如果比赛要求机器人自动启动，可在主板上安装一个声控模块。

1. 传动机构设计

本机器人是由4个微型伺服马达驱动，由联轴器直接带动车轮行走。通过试验选用日本Namiki电机，型号为：22CL-3501PG。该电机的电压为12V，电流为0.04A，转速为150RPM，出轴直径为4mm。选用微型伺服马达主要用作运动方向的控制部件。伺服马达本质上是可定位的马达，当伺服马达接受到一个位置指令，它就会运动到指定的位置。一个微型伺服马达内部包括了一个小型直流马达、一组变速齿轮组、一个反馈可调电位器以及一块电子控制板。其中，高速转动的直流马达提供了原始动力，带动变速（减速）齿轮组，使之产生高扭力的输出，齿轮组的变速比愈大，伺服马达的输出扭力也愈大，也就是说越能承受更大的重量，但转动的速度也愈低。依靠伺服马达的两个输出转矩作为驱动的来源。

2. 车体底盘设计

相扑机器人对重量及外形尺寸都有限制要求，所以车体底盘不能过长与过重。这里选用1.5mm厚的铝镁合金材料。底盘形状及尺寸如图2-5所示。为了便于在底盘上安装零部件，以及减轻本身车体的质量，在车体底盘上平均钻出多排小孔。

3. 推进机构设计（斜铲）

机器人相扑比赛的对抗性，决定了驱动电机必须有足够的扭矩。除此之外，推进机构需要很好的防御与进攻能力，其装配结构如图5所示，相扑底板的零件图如图5和6所示，零件材料是Q235，焊接性能与强度都较好。推进机构由相同的4个相扑底板斜铲焊接为一体，保证车体的稳定性及牢固性，底板斜铲与水平地面形成45度角。该结构的优势是：当对手进攻我方机器人时，推进机构可以利用贴地底板的斜铲将对手翘起，使其失去进攻能力，我方机器人可以趁势将对手推下擂台。同理，当我方进攻对手时，也是利用该原理将其推下擂台。正是“斜铲”这一独特设计，使本机器人进攻力和防御力完美结合，多场比赛实践证明效果奇佳。

机器人车轮用市面采购的现成车轮进行改造，车轮外皮是硬塑料套，硬度较高，而且与地面是点状接触，这样车轮与地面的摩擦力就会减小。而相扑比赛要求机器人与地面的摩擦力越大越好，因此对车轮的改造重点就是打磨硬塑料套，用胶皮缠绕在塑料套上，这样可以有效地增大车轮与地面的摩擦力。

该机器人在发现对手时，利用伺服电机的正反转特性，正面和后面具有同样的进攻力；根据8个维度的传感器感应对手迅速调整进攻角度；利用特制的“边铲”将对手紧贴地面翘起使其重心失衡并推出场地外；四面的“边铲”外伸使机器人自身与对手保留一定距离，保护机器人不被对手破坏。