[發(fā)明專利]基于無線供電的機器人智能足球場系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104617679A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐明星
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州學(xué)院
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人智能足球場領(lǐng)域，特別是涉及一種基于無線供電的機器人智能足球場系統(tǒng)。

背景技術(shù)

機器人足球比賽是近年來在國際上迅速開展起來的高技術(shù)對抗活動，它是體育競技與高科技結(jié)合的產(chǎn)物。機器人足球系統(tǒng)的研究涉及非常廣泛的領(lǐng)域，包括機械電子學(xué)、機器人學(xué)、傳感器信息融合、智能控制、通訊、計算機視覺、計算機圖形學(xué)、人工智能等等，吸引了世界各國的廣大科學(xué)研究人員和工程技術(shù)人員的積極參與。然而，足球機器人賴以生存的電源問題一直困撓著研究人員，目前足球機器人一般都是選擇可充電的電池為直流電動機和車載電路板供電。由于電機的供電電壓和電流要求范圍較寬，消耗的電流較大，其能量一般只能維持機器人運行10分鐘左右。另外，目前技術(shù)，當(dāng)足球機器人存在犯規(guī)時，裁判無法立即控制機器人停止運行，只能通過工作人員人工調(diào)整；當(dāng)進(jìn)球時，若裁判員離球門比較遠(yuǎn)，無法及時地判斷進(jìn)球是否有效，無法及時地顯示進(jìn)球信息。而且，總的來說，目前機器人智能足球場存在供電不穩(wěn)定、可控性差、智能度低等問題，這些問題都極大地限制了機器人智能足球場的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于無線供電的機器人智能足球場系統(tǒng)，足球機器人在該智能足球場系統(tǒng)中，無需攜帶電池，可通過無線供電正常工作。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

基于無線供電的機器人智能足球場系統(tǒng)，包括球場控制器、裁判器、顯示模塊、無線供電發(fā)射模塊、安裝在足球機器人上的無線供電接收模塊以及分別安裝在左右球門邊上的兩個進(jìn)球采集器；

所述球場控制器的輸出端與無線供電發(fā)射模塊的輸入端連接，所述無線供電發(fā)射模塊與無線供電接收模塊通過磁場共振方式連接，所述無線供電接收模塊用于為足球機器人提供工作電源，所述球場控制器分別與裁判器、顯示模塊及進(jìn)球采集器無線連接。

進(jìn)一步，所述球場控制器包括第一微處理器、第一電源模塊、第一Zigbee通信模塊、時鐘模塊、存儲模塊以及光電隔離電路，所述第一電源模塊的輸出端與第一微處理器的第一輸入端連接，所述時鐘模塊的輸出端與第一微處理器的第二輸入端連接，所述存儲模塊的輸出端與第一微處理器的第三輸入端連接，所述第一微處理器通過第一Zigbee通信模塊分別與裁判器、顯示模塊及進(jìn)球采集器無線連接，所述第一微處理器的輸出端通過光電隔離電路與無線供電發(fā)射模塊的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述無線供電發(fā)射模塊包括交流供電電源、第一整流濾波電路、高頻逆變電路、控制電路、螺旋盤狀地平鋪在足球場絕緣面板上的發(fā)射線圈以及用于檢測發(fā)射線圈的工作電流的電流檢測電路，所述發(fā)射線圈與無線供電接收模塊通過磁場共振方式連接；

所述交流供電電源通過第一整流濾波電路與高頻逆變電路的第一輸入端連接，所述高頻逆變電路的輸出端與發(fā)射線圈的輸入端連接，所述電流檢測電路的輸出端與控制電路的第一輸入端連接，所述球場控制器的輸出端與控制電路的第二輸入端連接，所述控制電路的輸出端與高頻逆變電路的第二輸入端連接。

進(jìn)一步，所述無線供電接收模塊包括接收線圈、第二整流濾波電路及穩(wěn)壓電路，所述接收線圈與發(fā)射線圈通過磁場共振方式連接，所述接收線圈的輸出端依次通過第二整流濾波電路及穩(wěn)壓電路后為足球機器人提供工作電源。

進(jìn)一步，所述接收線圈螺旋盤狀地平鋪安裝在足球機器人的底部。

進(jìn)一步，所述進(jìn)球采集器包括第二電源模塊、第二微控制器、第二Zigbee通信模塊以及用于檢測進(jìn)球信號的紅外感應(yīng)模塊，所述紅外感應(yīng)模塊與第二微控制器連接，所述第二電源模塊的輸出端與第二微控制器的輸入端連接，所述第二微控制器通過第二Zigbee通信模塊與球場控制器無線連接。

進(jìn)一步，所述裁判器包括第三電源模塊、第三微控制器、第三Zigbee通信模塊以及按鍵模塊，所述按鍵模塊與第三微控制器連接，所述第三電源模塊的輸出端與第三微控制器的輸入端連接，所述第三微控制器通過第三Zigbee通信模塊與球場控制器無線連接。

進(jìn)一步，所述顯示模塊包括開關(guān)電源、第四微控制器、第四Zigbee通信模塊、顯示驅(qū)動電路以及LED顯示屏，所述開關(guān)電源的輸出端與第四微處理器的輸入端連接，所述第四微控制器通過顯示驅(qū)動電路與LED顯示屏連接，所述第四微控制器通過第四Zigbee通信模塊與球場控制器無線連接。

進(jìn)一步，所述LED顯示屏采用P5雙基色單元模組。