[發明專利]射箭機器人系統

無效

• 申請號: 200710045900.8
• 申請日: 2007-09-13
• 公開（公告）號: CN101125251A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 王春香;張偉軍;楊汝清;張營;甘志梅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A63F9/02
• 分類號: A63F9/02;B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種機器人技術領域的系統，具體是一種射箭機器人系統。

背景技術

射箭是體能、技能和心里素質的綜合體驗，技術動作全過程分為準備部分和發射部分。準備部分包括站立、準備、舉弓、開弓、固勢、瞄準，發射部分包括伸展、撒放和射后余姿等環節。目前雖然有些大城市修建了室內射箭館，提供了真實的射箭環境，但存在如下弊端：使用標準的弓箭，重量較重、尺寸也較大，不適合兒童和力氣較小的人使用，使參與人群受限。需要專業的拉弓、放箭知識，存在一定的危險性，必須事先經專業人員輔導，過程復雜，降低了娛樂性。由于室內射箭館成本較高，加之容量限制，導致消費也偏高。因此開發一種適合各類人群的集運動與娛樂為一體的射箭機器人系統是十分必要的，娛樂機器人已成為機器人領域的重要發展方向之一。

經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號為200420081489.1，實用新型專利《射箭機器人》，提供了一種射箭機器人，包括握弓手和取箭拉弦手二部分，每部分包括結構相同的底座、大臂和小臂，底座和大臂、大臂和小臂均為轉動相連。握弓手還包括固定在其小臂上的握弓手爪，取箭拉弦手還包括固定在其小臂上的取箭拉弦手爪。該射箭機器人雖然可以有效完成射箭動作的全過程，但結構設計比較復雜，要保證射箭動作的正確性與精確性，對機器人本體的加工精度和控制精度要求都較高。另外，沒有配備響應的輔助設備，如音響、多媒體顯示等，娛樂性不強，同時缺少必要的保護措施，安全性差，不適合青少年的參與。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種射箭機器人系統，使其自動完成拉弓、放箭等動作，并伴有語音效果，如動作提示、射擊環數、注意事項等，同時游客還可以根據自身需要選取不同型號的弓箭，和機器人比賽射箭技術，有很強的娛樂性。

本發明通過以下技術方案實現的，本發明包括：游客用弓箭、虛擬箭靶生成系統、視覺系統、游客操作系統、網絡服務器、主控計算機、燈光音響系統、機器人左臂、機器人控制器、機器人右臂、機器人專用弓箭機構、靶板、屏幕，其連接關系為：主控計算機與虛擬箭靶生成系統、視覺系統、游客操作系統、燈光音響系統、機器人控制器、機器人左臂和機器人右臂以及機器人專用弓箭機構分別相連接，機器人左臂和機器人右臂與機器人控制器相連接，機器人專用弓箭機構安裝在由機器人左臂和機器人右臂組成的左右臂上，靶板固定在地面上，屏幕懸掛在靶板前面。

所述虛擬箭靶生成系統負責在靶板上生成射擊目標；所述視覺系統負責采集和處理靶板上面的圖像，并把圖像信息處理結果傳遞給主控計算機；所述游客操作系統由游客選擇箭靶運動模式和對抗難度，并將選擇后的信息傳送至主控計算機；所述主控計算機一方面接收游客操作系統的信息，形成機器人雙臂運動控制信息，并將該控制信息傳遞給機器人控制器，另一方面接收視覺系統的圖像信息，進行處理之后，將射擊結果傳送給燈光音響系統；所述機器人控制器驅動機器人左臂和機器人右臂協調動作，完成拉弓、瞄準、射擊動作；所述燈光音響系統，接收主控計算機的射擊結果信息，以語音和圖像形式進行射擊結果的實時報靶，還負責渲染現場氣氛，構造故事場景；所述網絡服務器，通過局域網或Internet網，網絡服務器和主控計算機相連接，便于場館工作人員監控整個射箭過程。

所述機器人專用弓箭機構，包括：定位銷、導向體、壓緊氣缸、箭桿、固定端、行程開關、彈簧、拉弓氣缸、定位氣缸、光電傳感器、弓、定位槽，弓通過定位槽安裝在導向體內，導向體和壓緊氣缸相連接，導向體右端和彈簧相聯，彈簧和固定端相聯，固定端固定在機器人右臂上，定位氣缸一端通過定位銷連接在導向體上，另一端連接在拉弓氣缸上，拉弓氣缸固定在機器人左臂上，固定端上裝有行程開關，定位槽內裝有光電傳感器。

所述機器人左臂和機器人右臂均為工業機器人，機器人左臂負責自動拉弓，機器人右臂配合左臂完成伺服跟蹤箭靶的動作，以保證射箭的精度。另外，由于工業機器人的運動范圍能夠通過程序設定，因此可確保射出的箭在一定目標區域內，提高了機器人射箭系統的安全性。

所述屏幕，為可翻轉折疊的屏幕，在射擊比賽之前進行相關知識的解說及動作演示，開始比賽時，將屏幕翻至靶板后面。

所述游客專用弓箭，根據拉開所需要的力量大小分為三種類型：大型、中型、小型。

所述箭桿，其前端設有箭頭。

所述箭靶運動模式，包括固定和移動兩種，通過選擇固定靶、移動靶以及靶的移動速度等來決定對抗難度。

所述光電傳感器，檢測箭桿被安放好的信號和箭桿被射出的信號，并將信號反饋給主控計算機。