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专利名称：一种机器人轨迹赛竞赛平台的制作方法
技术领域：
背景技术：
从上世纪90年代开始，在全世界范围内相继出现了一系列的机器人 竟赛，机器人竟赛是中央"科教兴国"战略方针的具体体现和创新举措。 机器人竟赛实际上是高技术的对抗赛，其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技术发展的水平。机器人竟赛使研究人员能够 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竟赛的深远意义，同时也是机器人竟赛的魅力所在。
目前机器人竟赛按照竟赛主题可以分为机器人足球赛、机器人篮球 赛、机器人舞蹈竟赛、机器人灭火比赛等40多种类型。而国内的人形机 器人竟赛主要有两个项目机器人直线行走竟赛和创意舞蹈竟赛。而目前， 还没有一个平台能够实现不用人工判断就能评价机器人性能的好坏以及 竟赛的输贏。

实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提 供一种机器人轨迹赛竟赛平台，其结构合理且操作控制简便、结果显示直 观，能够有效应用于机器人轨迹赛竟赛的现场裁判中且评价标准统一。
为解决上述技术问题，本实用新型釆用的技术方案是 一种机器人轨迹 赛竟赛平台，其特征在于包括一纵向供机器人竟赛行走的矩形平板、分 别安装在所述矩形平板四个顶点下方的四个压力传感器、分别与所述四个压力传感器相接且对其实时所检测压力信号进行处理的信号调理电路、与 信号调理电路相接的信号釆集和传送电路以及将实时所采集并处理的压 力信号转换为机器人相应运行位置信息并进行同步显示机器人运行轨迹
的上位机，所述信号釆集和传送电路接上位机；所述信号调理电路为依次 相接的信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
所述信号釆集和传送电路为单片机且所述A/D转换电路集成在所述单
片机内部。
所述单片机为芯片MSP430F247。 所述矩形平板为表面平滑的矩形硬质木板。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点，1、本实用新型主要针对 目前机器人轨迹赛竟赛需要裁判现场评判且评价机器人性能的好坏没有 统一标准的缺陷，不仅结构简单，加工制作方便而且使用操作简便。2、 本实用新型打破了现有机器人轨迹赛的竟赛规则，提出一种新型的机器人 轨迹赛竟赛平台，该竟赛平台能够有效应用于多种机器人轨迹赛，如机器 人直线行走竟赛、机器人直线花样行走竟赛、机器人直线绕障行走竟赛、 机器人按规定图形行走竟赛等，使竟赛规则更为直观、明朗，减小了竟赛 结果判断的人为误差。3、本实用新型还能有效应用于机器人性能的评价 中，为生产者、销售者和购置者提供更为统一、直观和准确的评价标准； 另外，通过进一步扩展，本实用新型还可适用于如使系统自动升降、倾斜 等控制操作中，可进一步丰富机器人的竟赛规则，完善机器人的性能评价 标准。4、机器人运行轨迹实现步骤简单易行，首先，通过压力传感器阵 列即安装在矩形平板四个顶点下方的压力传感器获取机器人在平台上运 动时的运动特征参数，在数据釆集的远端釆用单片机控制，完成数据的实 时釆集、平滑滤波和发送，在近端通过微机即上位机完成数据的接收、校 验、纠错、处理和显示等，上位机根据空间平行力系的平衡原理将实时所 釆集并处理的压力信号转换为机器人相应运行位置信息并进行同步显示， 通过显示在微机上直观的数据或图形判断机器人的运行轨迹，根据机器人
4的运行轨迹在上位机上的直观反映，可将平台应用于机器人轨迹赛，直观 地判断机器人轨迹赛竟赛的输贏，平台还可应用于对机器人性能的评价， 并可进行二次开发。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。


图1为本实用新型所用机器人轨迹赛竟赛平台的结构示意图。
附图标记说明
2—信号调理电路； 3—信号采集和传送电路；4一上位机；
5_压力传感器一； 6—压力传感器二； 7—压力传感器三； 8—压力传感器四。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括一供机器人竟赛行走的矩形平板、分别 安装在所述矩形平板四个顶点下方的四个压力传感器、分别与所述四个压 力传感器相接且对其实时所检测压力信号进行处理的信号调理电路2、与 信号调理电路2相接的信号釆集和传送电路3以及将实时所采集并处理的
压力信号转换为机器人相应运行位置信息并进行同步显示机器人运行轨 迹的上位机4，所述信号采集和传送电路3接上位机4;所述信号调理电 路2为依次相接的信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路。所述四个压 力传感器分别为安装在所述矩形平板右下方、右上方、左上方和左下方四 个顶点下方的压力传感器一 5、压力传感器二 6、压力传感器三7和压力 传感器四8。
本实施例中，所述信号采集和传送电路3为单片机且所述A/D转换电 路集成在所述单片机内部，即所述信号釆集和传送电路3为内部集成有 A/D转换电路�？榈牡テ�机且所述单片机为芯片MSP430F247。所述矩形平 板为表面平滑的矩形硬质木板，实践中，所述矩形平板也可以为其它材质的硬质平板。
本实用新型的工作过程是首先，压力信号的实时采集和处理由信 号调理电路2对所述四个压力传感器实时所输出的压力信号依次进行放 大、滤波和A/D转换，再由信号釆集和传送电路3对经信号调理电路2处 理后的压力信号进行釆集并同步发送至上位机4。之后，由上位机4实现
横向宽度方向和纵向长度为X轴和Y轴，建立平面直角坐标系
所述上位机4根据公式:
-g、 - g: +《，++《，+= 0
f，乂 + f; a — g;丄—g j: = o
-《,,-f， w7 + g, + g7x = 0
将所述四个压
力传感器所釆集并经处理的压力信号转换为机器人的相应运行位置信息
即机器人当前位置的平面坐标(x,.}:)，其中w为所述矩形平板的横向幅
宽，L为所述矩形平板的纵向长度，G,为机器人所受重力，Gz为所述矩形 平板所受重力，Fn、 F2i、 F3i和F"分别为压力传感器一 5、压力传感器二6、 压力传感器三7和压力传感器四8实时检测的压力值；上位机4通过统计 各时刻的平面坐标U:，描绘出机器人的运行轨迹并进行同步显示。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限
权利要求1.一种机器人轨迹赛竞赛平台，其特征在于包括一纵向供机器人竞赛行走的矩形平板、分别安装在所述矩形平板四个顶点下方的四个压力传感器、分别与所述四个压力传感器相接且对其实时所检测压力信号进行处理的信号调理电路(2)、与信号调理电路(2)相接的信号采集和传送电路(3)以及将实时所采集并处理的压力信号转换为机器人相应运行位置信息并进行同步显示机器人运行轨迹的上位机(4)，所述信号采集和传送电路(3)接上位机(4)；所述信号调理电路(2)为依次相接的信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路。
2. 按照权利要求l所述的一种机器人轨迹赛竟赛平台，其特征在于 所述信号釆集和传送电路(3)为单片机且所述A/D转换电路集成在所述 单片机内部。
3. 按照权利要求2所述的一种机器人轨迹赛竟赛平台，其特征在于 所述单片机为芯片MSP430F247。
4. 按照权利要求1、 2或3所述的一种机器人轨迹赛竟赛平台，其特 征在于所述矩形平板为表面平滑的矩形硬质木板。
专利摘要本实用新型公开了一种机器人轨迹赛竞赛平台，包括一纵向供机器人竞赛行走的矩形平板、分别安装在所述矩形平板四个顶点下方的四个压力传感器、分别与所述四个压力传感器相接且对其实时所检测压力信号进行处理的信号调理电路、与信号调理电路相接的信号采集和传送电路以及将实时所采集并处理的压力信号转换为机器人相应运行位置信息并进行同步显示机器人运行轨迹的上位机，所述信号采集和传送电路接上位机；所述信号调理电路为依次相接的信号放大电路、滤波电路和A/D转换电路。本实用新型结构合理且操作控制简便、结果显示直观，能有效应用于机器人轨迹赛竞赛的现场裁判中且评价标准统一。
文档编号G01B21/00GK201318938SQ200820222800
公开日2009年9月30日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者楞 房, 李艳春, 钰 柴, 武少辉 申请人:西安科技大学