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《武术擂台机器人》毕业设计说明书系部：机电工程系专业：机电一体化班级：机电133班学生姓名：***学号：*************：***毕业设计（论文）开题报告一、选题来源、目的和意义：（一）选题来源：教师自拟（二）选题目的及意义：目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。
（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。
（3）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（4）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。
目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2典型机器人竞赛简介 (1)1.2.1国际机器人赛事 (1)1.2.2国内机器人赛事 (2)1.2.3机器人竞赛的特点 (4)1.3武术擂台机器人比赛规简介 (4)1.3.1比赛场地 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负判定 (9)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章竞赛策略 (9)2.1规则分析 (11)2.2应战策略 (11)2.2.1将敌方机器人推下擂台 (12)2.2.2避免被对方推下擂台 (13)第三章擂台机器人总体设计方案 (11)3.1基本内容和问题 (11)3.2总体的设计方案及步骤 (11)第四章擂台机器人机械结构设计 (13)4.1底板舵机结构件和连接件 (13)4.2 CDS55xx机器人舵机 (14)4.3车轮选择 (15)4.4红外接近传感器 (18)第五章擂台机器人控制系统 (22)5.1CDS55xx机器人舵机的调速软件 (22)5.2MultiFLEX TM2-PXA270控制器的功能概述 (25)5.3控制程序 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)附录1 cds5500机器人舵机控制程序 (36)附录2 控制器原理图 (36)附录3机器实体照片 (36)致谢 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术是高度综合的现代科学技术，近年来，智能机器人技术飞速发展，智能机器人除了在先进制造领域发挥重要作用之外，已经越来越接近人们的日常生活，以清洁机器人为代表的家庭服务机器人已经在全世界范围内广泛应用。
• 183•擂台机器人排位积分赛将擂台上事先放置的象棋和障碍物全部推下擂台，重物和棋子必须完全掉下擂台后才能得分。
在推象棋和障碍物的 过程中，攻击铲受力面积少，导致接触目标概率降低，攻击时就有可能逃脱，从而导致比赛丢分。
因此，需要对攻击铲结构进行加长设计，在保证机器人移动的灵活性的同时，通过增大攻击铲接触面积来提升攻击概率。
引言:越来越多的学校与社团开展各式各样的机器人比赛。
武术擂台赛是一组对抗性较强的自主移动机器人比赛，机器人能够实现自主识别、自主决策、自主攻击的智能机器人。
由于带有攻击武器、而且攻击过程中自主性强，对抗激烈,国外早已开展相关擂台机器人的比赛，而国内近几年也兴起了一股机器人热，机器人武术擂台赛是以观赏性和趣味性来吸引观众而受到学生追捧。
国内大型的擂台机器人比赛有中国机器人大赛和华北五省（市、自治区、直辖市）机器人大赛，由于这武术擂台赛规则对擂台机器人的限制较多，所以大多数机器人所采用的结构均属以轮胎作为滚动体、以固定攻击铲作为攻击装置再辅以相应的传感器构成。
擂台机器人排位积分赛将擂台上事先放置的象棋和障碍物全部推下擂台，重物和棋子必须完全掉下擂台后才能得分。
擂台机器人对抗赛将对方机器人推至台下或推翻对方机器人导致不能移动后才能得分。
在推象棋和障碍物过程中，得分的关键点在于;目标推的越多，时间越少，则得分越高。
所以攻击铲受力面积越大，推中目标概率越高，得分就越高，因此在原攻击铲的基础上重新设计攻击铲的结构，加大受力面积。
图1 机器人本体1 擂台机器人结构设计本文在平板底盘四驱式移动机器人基础之上提出一种具有攻击铲变形能力车辆机器人的车体结构。
该机器人本体如图１所示。
在设计过程中采用标准件方法设计机器人，使整车由多个标准组件拼装而成，有利于比赛中车辆损坏的快速替换，而且便于制造、 装配、采购和更好的扩展性。
机器人采用四驱轮移动机构，每个驱动轮独立驱动，同时轮胎采用双驼峰橡胶轮胎，可以产生较大的驱动力。
武术擂台机器人课程设计报告阐明书班级:组长:成员:摘要在社会不断发展今天, 人们越发结识到了机器人技术重要性, 促使着机器人技术在不断地改革和创新当中, 机器人应用也在各个领域获得了重大进步, 增长了可操作性和实际性。
而在运动时也不但限于单一操控, 机器人技术在一步步往迈进同步, 对于其在执行命令时技术性拥有了更高规定, 运动实时性和可靠性也在逐渐增长。
当前, 中华人民共和国诸多高等院校及公司都在不同领域研发机器人, 例如足球机器人, 勘测机器人, 医疗救护机器人等等, 人们开始结识到了在机器人领域有着很大发展空间, 而同步期机器人比赛更是络绎不绝, 而咱们所设计则是一款武术擂台赛机器人。
本文是通过对创博公司旗下创意之星武术擂台机器人阐明书, 有关学习材料, 自己拼装出防守型武术擂台机器人, 它可以自动检测武术擂台边沿, 发现敌方以及定位武术擂台机器人, 采用了红外传感器, 灰度传感器和红外测距传感器构成了一种集环境感应, 动态决策与规划, 行为控制与执行等各种功能于一体综合系统, 采用C语言进行运动程序编写, 最后实现一种可以参加武术擂台机器人比赛成品。
核心词: 擂台机器人, 控制系统, 创意之星, MultiFlex任务分派:组长: 张文帅负责仿真。
成员: 赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人构造设计。
总体设计通过全员多次摸索讨论, 许多细节多次推敲合伙完毕本次设计。
AbstractContinuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and.Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.Currently, many Chinese universities and corporate research and development in different areas.Robots, such as soccer robots, surveying robot, medical aid, robots and so on, people began to recognize that much room for development in the field of robotics, and the same period of the robot competition.is a constant stream, and we designed a martial arts robot Challenge Cup.This article is by the company's Chuangbo creative Star Martial Arts Challenge robot instructions, relevant learning material, he assembled a defensive martial arts ring robot, it can automatically detect the edge of the martial arts arena, found the enemy, as well as the positioning of the martial arts arena robotcomposed of a set of environmental sensors using infrared sensors, grayscale sensors and infrared range sensors, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution of avariety of functions in an integrated system, the sports program written using C language, and ultimatelyone to participate in the Martial Arts Challenge robot race finished.Keywords：ring robot control system, Creative Star, MultiFlex目录第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2国内外武术擂台机器人发呈现状 (6)1.2.1国外机器人竞赛发呈现状 (6)1.2.2国内机器人竞赛发呈现状 (7)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.3.1机器人擂台赛场地简介 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负鉴定 (9)1.4本文研究重要内容 (9)第二章擂台机器人总体设计方案 (11)2.1基本内容和问题 (11)2.2总体设计方案及环节 (11)第三章擂台机器人机械构造设计 (13)3.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片选取 (14)3.3机器人检测构造设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体构造设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡选取 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真 (33)5.1Adams 重要模块 (33)5.2UG与ADAMS接口 (33)5.3Adams 运动仿真成果 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步展望 (35)参照文献 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体, 是国家高科技实力和发展水平重要标志。
武术擂台机器人设计报告说明书2一、引言随着科技的发展和人工智能的进步，机器人已经进入了各个领域。
其中，武术擂台机器人作为体育竞技与科技结合的产物，受到了广泛的。
本设计报告说明书旨在详细阐述武术擂台机器人的设计理念、结构特点、控制系统及性能评估。
二、设计理念我们的设计理念主要基于以下几个方面：要体现武术擂台机器人作为体育竞技项目的特性，使其在擂台上表现出卓越的运动能力和战斗技巧；利用人工智能技术，实现机器人的智能化控制，使其能够适应各种复杂的环境和挑战；通过优化设计和材料选择，提高机器人的稳定性和耐用性，确保其在擂台上的长时间稳定运行。
三、结构特点武术擂台机器人的结构特点主要包括以下几个方面：1、机械臂设计：采用高精度伺服电机驱动的机械臂，具有高强度、高精度、高耐久性的特点，能够执行各种复杂的动作和战术。
2、移动平台设计：采用轮式移动平台，具有高速度、高稳定性、高灵活性的特点，能够适应擂台上的各种地形和环境。
3、感知系统设计：配备多种传感器，如摄像头、雷达、加速度计等，以实现对周围环境的全面感知和实时反馈。
4、防护系统设计：配备防护装甲和护具，以保护机器人免受损坏，提高其战斗能力。
四、控制系统武术擂台机器人的控制系统采用分层递进式架构，包括以下几个层次：1、底层控制器：负责接收上层控制器的指令，驱动机械臂和移动平台等执行器，实现机器人的运动控制。
2、上层控制器：负责接收用户的指令和感知系统的反馈信息，根据当前环境和任务需求，制定并执行最优的控制策略。
3、人工智能算法：利用机器学习、深度学习等算法，实现对机器人行为的自我学习和优化，提高机器人在擂台上的竞技能力和适应能力。
五、性能评估为了评估武术擂台机器人的性能，我们制定了以下评估指标：1、运动能力：包括移动速度、动作精度、力量输出等方面。
2、战斗技巧：包括攻击准确性、防御能力、战术运用等方面。
3、感知能力：包括对周围环境的感知范围、感知精度、反应速度等方面。
武术擂台机器人课程设计报告说明书班级：组长：组员：摘要在社会不断发展的今天，人们越发的认识到了机器人技术的重要性，促使着机器人技术在不断地改革和创新当中，机器人的应用也在各个领域取得了重大进步，增加了可操作性和实际性。
而在运动时也不仅限于单一操控，机器人的技术在一步步往前进的同时，对于其在执行命令时的技术性拥有了更高的要求，运动的实时性和可靠性也在逐渐增加。
目前，中国很多高等院校及公司都在不同领域研发机器人，例如足球机器人，勘测机器人，医疗救护机器人等等，人们开始认识到了在机器人领域有着很大的发展空间，而同时期的机器人比赛更是络绎不绝，而我们所设计的则是一款武术擂台赛的机器人。
本文是通过对创博公司旗下的创意之星武术擂台机器人的说明书，相关学习材料，自己拼装出的防守型武术擂台机器人，它能够自动检测武术擂台边缘，发现敌方以及定位的武术擂台机器人，采用了红外传感器，灰度传感器和红外测距传感器组成了一个集环境感应，动态决策与规划，行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，采用C语言进行运动程序的编写，最终实现一个能够参加武术擂台机器人比赛的成品。
关键词：擂台机器人，控制系统，创意之星，MultiFlex任务分配：组长：张文帅负责仿真。
组员：赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人结构设计。
总体设计通过全员多次探索讨论，许多细节多次推敲合作完成本次设计。
AbstractContinuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and. Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.Currently, many Chinese universities and corporate research and development in different areas. Robots, such as soccer robots, surveying robot, medical aid, robots and so on, people began to recognize that much room for development in the field of robotics, and the same period of the robot competition. is a constant stream, and we designed a martial arts robot Challenge Cup.This article is by the company's Chuangbo creative Star Martial Arts Challenge robot instructions, relevant learning material, he assembled a defensive martial arts ring robot, it can automatically detect the edge of the martial arts arena, found the enemy, as well as the positioning of the martial arts arena robotcomposed of a set of environmental sensors using infrared sensors, grayscale sensors and infrared range sensors, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution of a variety of functions in an integrated system, the sports program written using C language, and ultimatelyone to participate in the Martial Arts Challenge robot race finished.Keywords: ring robot control system, Creative Star, MultiFlex目录第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2国内外武术擂台机器人发展现状 (6)1.2.1国外机器人竞赛的发展现状 (6)1.2.2国内机器人竞赛的发展现状 (7)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.3.1机器人擂台赛场地介绍 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负判定 (9)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章擂台机器人总体设计方案…………………………………112.1基本内容和问题 (11)2.2总体的设计方案及步骤 (11)第三章擂台机器人机械结构设计…………………………………133.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片的选择 (14)3.3机器人检测结构的设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体结构的设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡的选择 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真…………………………………………………335.1Adams 主要模块…………………………………………………335.2UG与ADAMS的接口 (33)5.3Adams 运动仿真结果……………………………………………33第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体，是国家高科技实力和发展水平的重要标志。
毕业设计(论文)武术擂台仿人机器人系统及电路设计武术擂台仿人机器人系统及电路设计摘要本文围绕武术擂台仿人机器人的设计，从中国机器人大赛武术擂台赛比赛规则入手，分析合理的比赛策略，系统地介绍了武术擂台仿人机器人的硬件与软件构成、技术特点以及战术策略等方面的内容，主要包括硬件设计、决策系统以及干扰与抗干扰措施。
该仿人机器人结构设计巧妙，可以通过简单的动作完成仿人形态到车形态的变形，从而有效降低重心。
机器人共有7个自由度，整体重量4.19kg，高40cm，底部投影尺寸30cm*30cm，符合比赛要求。
底盘骨架采用4mm*4mm*3mm镂空角铝连结，四壁采用0.8mm不锈钢板包围，结构有一定的刚性，经测试可以抵抗进攻和防守中发生的激烈冲撞。
传感器部分采用了红外开关与红外测距传感器相配合。
自行设计以Mega128为核心的通用小型机器人控制器。
该控制器板载5V3A开关电源，具有RS232以及RS422总线接口，具有数字舵机接口以及模拟舵机接口，并且有设备过流保护、电源过压、欠压保护等功能。
经测试，该仿人机器人运行稳定，有较好的攻击、防御能力。
关键词:机器人武术擂台赛；仿人机器人；AVR单片机Combat Humanoid Robot System andCircuit DesignAbstractThis article around the humanoid robot design, start from robot competition from Chinese robot competition rules, discuss the reasonable strategy, systematic introduction to the combat robot hardware and software, the technical characteristics and tactical strategies and other aspects, including hardware design, decision-making system and the interfere and anti-interference measures.With ingenious design of structure, the robot can simply form humanoid to vehicle deformation, and thus reduce the center of gravity. This robot has total of seven degrees of freedom, weight 4.19kg, high 40cm, and the bottom of the projection size 30cm*30cm, which is with the competition requirements. Chassis frame with 4mm*4mm*3mm hollow aluminum link 0.8mm stainless steel plate surrounded, the structure has some rigidity, were resistant to attack and defense in the fierce clash.IR switchers and IR distance sensors were compatible built in.The controller using Atmel's Mega128, which onboard 5V3A Switching Power Supply. The controller have RS422 and RS232 bus interface, and the RC and digital servo interfaces, while has over-current protection, Power supply over voltage, under voltage protection.The testing experiments show that, the humanoid robot is stable, and has good attack and defense capabilities.Keyword: combat robot competition; humanoid robot; A VR MCU目录1 绪论 (1)1.1机器人武术擂台赛背景 (1)1.2机器人武术擂台赛介绍 (1)1.3机器人武术擂台赛竞赛环境 (2)1.4本设计的意义及应用 (2)2 竞赛策略 (3)2.1规则分析 (3)2.2设计目标 (3)2.3应战策略 (4)2.3.1 登上擂台 (4)2.3.2将棋子推下擂台 (4)2.3.3 将敌方推下擂台 (4)2.3.4 避免被敌方推下擂台。
武术擂台机器人课程设计报告说明书班级：组长：组员：摘要在社会不断发展的今天，人们越发的认识到了机器人技术的重要性，促使着机器人技术在不断地改革和创新当中，机器人的应用也在各个领域取得了重大进步，增加了可操作性和实际性。
而在运动时也不仅限于单一操控，机器人的技术在一步步往前进的同时，对于其在执行命令时的技术性拥有了更高的要求，运动的实时性和可靠性也在逐渐增加。
目前，中国很多高等院校及公司都在不同领域研发机器人，例如足球机器人，勘测机器人，医疗救护机器人等等，人们开始认识到了在机器人领域有着很大的发展空间，而同时期的机器人比赛更是络绎不绝，而我们所设计的则是一款武术擂台赛的机器人。
本文是通过对创博公司旗下的创意之星武术擂台机器人的说明书，相关学习材料，自己拼装出的防守型武术擂台机器人，它能够自动检测武术擂台边缘，发现敌方以及定位的武术擂台机器人，采用了红外传感器，灰度传感器和红外测距传感器组成了一个集环境感应，动态决策与规划，行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，采用C语言进行运动程序的编写，最终实现一个能够参加武术擂台机器人比赛的成品。
关键词：擂台机器人，控制系统，创意之星，MultiFlex任务分配：组长：张文帅负责仿真。
组员：赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人结构设计。
总体设计通过全员多次探索讨论，许多细节多次推敲合作完成本次设计。
AbstractContinuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and. Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.Currently, many Chinese universities and corporate research and development in different areas. Robots, such as soccer robots, surveying robot, medical aid, robots and so on, people began to recognize that much room for development in the field of robotics, and the same period of the robot competition. is a constant stream, and we designed a martial arts robot Challenge Cup.This article is by the company's Chuangbo creative Star Martial Arts Challenge robot instructions, relevant learning material, he assembled a defensive martial arts ring robot, it can automatically detect the edge of the martial arts arena, found the enemy, as well as the positioning of the martial arts arena robotcomposed of a set of environmental sensors using infrared sensors, grayscale sensors and infrared range sensors, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution of a variety of functions in an integrated system, the sports program written using C language, and ultimatelyone to participate in the Martial Arts Challenge robot race finished.Keywords: ring robot control system, Creative Star, MultiFlex目录第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2国内外武术擂台机器人发展现状 (6)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章擂台机器人总体设计方案 (11)2.1基本内容和问题 (11)2.2总体的设计方案及步骤 (11)第三章擂台机器人机械结构设计 (13)3.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片的选择 (14)3.3机器人检测结构的设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体结构的设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡的选择 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真 (33)5.1Adams 主要模块 (33)5.2UG与ADAMS的接口 (33)5.3Adams 运动仿真结果 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体，是国家高科技实力和发展水平的重要标志。
《武术擂台机器人》毕业设计说明书系部：机电工程系专业：机电一体化班级：机电133班学生姓名：***学号：*************：***毕业设计（论文）开题报告一、选题来源、目的和意义：（一）选题来源：教师自拟（二）选题目的及意义：目前，国内外的许多大学及研究机构都在积极投入人力、财力研制开发针对特殊条件下的安全监测系统。
其中包括研究使用远程、无人的方法来进行实现，如机器人、远程监控等。
无线传输的发展使得测量变得相对简单而且使得处理数据的速度变得很快甚至可以达到实时处理”。
该智能小车可以作为机器人的典型代表。
它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。
机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。
可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实践过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测、驱动和显示等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹。
灵活应用机电等相关学科的理论知识，联系实际电路设计的具体实现方法，达到理论与实践的统一。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。
（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。
（3）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（4）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。
目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2典型机器人竞赛简介 (1)1.2.1国际机器人赛事 (1)1.2.2国内机器人赛事 (2)1.2.3机器人竞赛的特点 (4)1.3武术擂台机器人比赛规简介 (4)1.3.1比赛场地 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负判定 (9)1.4本文研究的主要内容 (9)第二章竞赛策略 (9)2.1规则分析 (11)2.2应战策略 (11)2.2.1将敌方机器人推下擂台 (12)2.2.2避免被对方推下擂台 (13)第三章擂台机器人总体设计方案 (11)3.1基本内容和问题 (11)3.2总体的设计方案及步骤 (11)第四章擂台机器人机械结构设计 (13)4.1底板舵机结构件和连接件 (13)4.2 CDS55xx机器人舵机 (14)4.3车轮选择 (15)4.4红外接近传感器 (18)第五章擂台机器人控制系统 (22)5.1CDS55xx机器人舵机的调速软件 (22)5.2MultiFLEX TM2-PXA270控制器的功能概述 (25)5.3控制程序 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步的展望 (35)参考文献 (36)附录1 cds5500机器人舵机控制程序 (36)附录2 控制器原理图 (36)附录3机器实体照片 (36)致谢 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术是高度综合的现代科学技术，近年来，智能机器人技术飞速发展，智能机器人除了在先进制造领域发挥重要作用之外，已经越来越接近人们的日常生活，以清洁机器人为代表的家庭服务机器人已经在全世界范围内广泛应用。
机器人学综合运用了基础科学和应用工程技术的最新成果，是21世纪发展最为迅速、应用前景最为广泛的科学技术领域之一。
同时，由于机器人技术的综合性和趣味性，高等工程教育界已经广泛地使用教育机器人平台来开展工程综合实践和创新教育。
1.2典型机器人竞赛简介机器人技术迅猛发展、教育理念不断更新，为推动机器人技术的发展，培养学生的创新能力，在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛。
机器人竞赛，融趣味性、观赏性、科普性为一体，给青少年学生们提供了越来越多充分展示聪明才智的舞台，也提供了一个充分表现科技思想和行动的舞台，培养了实际动手能力，团队协作能力，提高了创新能力。
目前我国正掀起一股机器人竞赛的热潮。
创新是我国大学生的精髓，参赛机器人都要从概念设计入手，经历设计、制作、调试，改进等过程最终选出最优方案参加比赛，通过此项赛事 大学生的创造热情得到充分发挥 创造思维和动手能力得到锻炼的培养。
机器人竞赛实际上是高技术的对抗赛，从一个侧面反映了一个国家信息与自动化领域基础研究和高科技发展的水平。
机器人竞赛使研究人员能够利用各种技术，获得更好的解决方案，从而又反过来促进各个领域的发展，这也正是开展机器人竞赛的深远意义，同时也是机器人竞赛的魅力所在。
1.2.1国际机器人赛事《机器人大擂台》是由英国TNN电视台发起组织的世界上规模最大的科普类游戏节目11年前在英国电视台首次公演。
目前他的搏斗系列已经覆盖了全球27个国家：包括英国、美国、瑞典、意大利、荷兰。
至今已经举办了4届。
参赛者设计并制造无线电控制的战斗机器以角斗士的方式进行战斗，看谁的机器人更胜一筹。
竞争者以来于他们闪电般快速的反应和驱动能力，以及他们对于机器人充满想象力和有效性的设计来击败对手。
机器人之间不仅相互之间战斗，并且他们还要与主机器人周旋。
这些主机器人在场上巡逻，摧毁并分解任何已无行为能力或不幸迷失在绝境中的机器人。
在最终比赛中机器人在格斗场上相互格斗，直到其中一个机器人被击败，如果出现平局，专家委员会将根据以下四条标准，决定哪个机器人取得胜利。
四个标准分别为：1 破坏程度2战斗风格3攻击性4. 控制。
从1954 年美国人Devol 颁布工业机器人专利至今已经半个世纪了。
它的成长历程印证了这样的论断，机器人是20 世纪人类的伟大发明。
机器人学的进步和应用是20 世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化。
机器人技术将筑起21 世纪人类新的“长城”。
1.2.2国内机器人赛事中国机器人大赛暨RoboCup公开赛是中国最具影响力，最权威的机器人技术大赛、学术大会和展览，本项大赛吸引了中国现有最顶级、全部的机器人专家和日本、美国、德国众多知名机器人学者参与，是当今中国、乃至亚洲机器人尖端技术产业竞赛和国际顶尖人才汇集的活动之一国际RoboCup委员会中国分会设在清华大学，由清华大学的孙增圻教授担任中国委员会主任。
特别介绍：中国机器人大赛——机器人武术擂台赛机器人武术擂台赛是中国机器人大赛中一项新的赛事。
它的主要内容是：两个完全自主的机器人在一个2米见方的擂台上，使用各种传感器来感知自身的位置、姿态，并感知对手的位置、方向，并利用各种执行器来互相攻击的机器人竞赛。
机器人武术擂台赛的参赛机器人需要包括各种传感器（检测自身位置、检测对手位置、检测自身姿态、检测擂台边缘等等）、一个控制器（参赛队员为其编写程序，控制整个机器人的行为和策略），多个执行器（行走、击打辅助等），麻雀虽小，五脏俱全。
并且学生需要根据比赛规则，通过机械、电子、策略等各方面的创新设计，来达到在对抗竞赛中压倒对手的目的，因此是工程创新实践教育的理想平台。
激烈而戏剧性的机器人竞赛对抗，能够极大地激发学生的好胜心和积极性。
在训练和比赛的过程中，参赛者的综合工程素质，创新能力，团队协作能力都能得到全面的培养。
虽然比赛过程仅有短短几分甚至几秒钟的时间，打擂台的机器人尺寸也超不过30厘米，但其中包含了很高的科技含量。
机器人装备了数据处理芯片、行走、格斗装置以位置探测器、边缘探测器红外探测器和超声波探测器等仪器，这些设备使机器机器人好像长了脑子、眼睛、耳朵和手脚，从而能够根据场地的不同情况，智能性地完成寻找敌方、格斗、防止自己掉下擂台等任务。
目前，机器人武术擂台赛已成为全国最热门的智能机器人竞赛之一。
图1-1 各种机器人1.2.3机器人竞赛的特点各种类型的机器人竞赛，一般是在上世纪末兴起的。
在不到十年的时间里，机器人竞赛的发展是一个从有到无、从单一到综合、从简单到复杂的过程。
具体地说，机器人竞赛具有以下特点：比赛的影响力不断增强。
在机器人竞赛的同期，各个组委会都会举办各种机器人展览、相关论坛，旨在为参数选手及专家提供一个交流经验、互相学习的平台，并为机器人相关技术的发展以及机器人在娱乐、教育服务等各领域的应用起到推动作用。
因此，会吸引各国科学家、科研人员、学生和企业界人士的共同参与，其影响力也相应得到提高。
促进学校教育。
以机器人武术擂台赛为例，参加赛事的每个参赛队伍在每年的规则公布之后，会在大约8～12个星期的时间来做准备工作，在这些时间里，参赛选手要想赢的比赛，就必须在互联网上搜集资料、向指导老师请教问题、到图书馆查阅资料以及与其它伙伴交流、探讨问题等等，这同时也是一个面对实际问题、解决问题、克服障碍的过程。
因此，参赛队员除了学到了机器人相关知识之外，还能够在自信心、团队合作能力、沟通能力、动手能力等方面等到提高。
1.3 武术擂台机器人比赛规则简介1.3.1 比赛场地如图1-2所示，比赛场地（即擂台）为大小是2400*2400*150mm的正方形矮台，擂台上表面即为擂台场地。
图1-2比赛场地1.3.2 竞赛方式1）机器人出发地点：比赛开始前，各方参赛机器人应该位于比赛场地旁边各自的出发区。
2）3）比赛前双方队员需举手示意机器人已经准备好。
开始后不能再触碰机器人，否则将被判本局负。
4）每局比赛时间不超过2分钟。
比赛时间结束后，裁判员发出比赛结束指令。
双方参赛队员在听到比赛结束指令后停止机器人。
5）在比赛过程中，一方的机器人出现无法自动恢复的故障、无法继续行动（例如翻倒后无法继续行动）、起火或者其它裁判员认为可能有危险的行为的，裁判员可以宣布中止本局比赛，并判本局比赛对方获胜。
6）在比赛过程中，双方机器人交缠在一起或处于僵持状态超过10秒钟，裁判员可以自由裁定，选择让双方机器人重新开始比赛，也可以让比赛继续。
7）比赛过程不允许暂停，除非裁判员认为不停止比赛将会危害现场安全或者造成事故。
1.3.3 胜负判定1）获胜：a)一方机器人离开擂台区域或者机器人的任意部分接触擂台外区域，则另一方获胜，本局比赛结束。
b) 一方机器人翻倒、损坏或者由于其他原因无法继续行动，裁判员将开始读秒。
10秒钟内无法恢复的，则另一方获胜，本局比赛结束。
2）平局：a) 双方在推挤过程中纠缠地离开擂台，则双方计为平局。
1.4 本文研究的主要内容本文主要研究武术擂台机器人的整体结构.在理论上和实际应用上尽可能的使机器人实现高灵活的运动状态。
根据比赛规则和以往的经验.提出结构设计方案 .设计武术擂台机器人的结构。
机器人各部分设计包括攻击部分、驱动部分、检测部分.三部分对机器人设计都是至关重要的。
设计铲子的结构.以致能使机器人的攻击力加强。
选择合适舵机.使机器人的运行状态良好.比较灵敏的传感器是机器人运行起来比较灵活。
