专利汇可以提供一种智能自平衡移动机器人靶及其控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种智能自平衡移动 机器人 靶及其控制方法,该机器人靶由二轮自平衡移动平台、3D人型靶、射击感应装置和标靶翻转装置组成;3D人型靶通过标靶翻转装置设置在二轮自平衡移动平台的顶部,射击感应装置设在二轮自平衡移动平台的上或3D人型靶上;二轮自平衡移动平台负责机器人靶的运动速度、方向和 姿态 ,3D人型靶负责模拟人型并承受射击伤害,射击感应装置负责接收并反馈射击 信号 ,标靶翻转装置负责通过带动3D人型靶倾倒以模拟机器人靶的“中弹身亡”。本发明具有人类运动仿生功能和模拟中弹功能,且转弯灵活性强,非常适用于军队、公安及武警系统的射击训练,可有效提高受训人员处置突发事件的技战 水 平。,下面是一种智能自平衡移动机器人靶及其控制方法专利的具体信息内容。
1.一种智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:由二轮自平衡移动平台(1)、3D人型靶(2)、射击感应装置(3)和标靶翻转装置(4)组成;所述3D人型靶(2)通过所述标靶翻转装置(4)设置在所述二轮自平衡移动平台(1)的顶部,所述射击感应装置(3)设置在所述二轮自平衡移动平台(1)或所述3D人型靶(2)上;其中,所述二轮自平衡移动平台(1)负责所述智能自平衡移动机器人靶的运动速度、方向、姿态以及射击信号的计算;所述3D人型靶(2)负责模拟人型并承受射击伤害;所述射击感应装置(3)负责接收并反馈射击信号;所述标靶翻转装置(4)负责通过带动所述3D人型靶(2)倾倒以模拟所述智能自平衡移动机器人靶的“中弹身亡”。
2.根据权利要求1所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述二轮自平衡移动平台(1)包括一个壳体(101),所述壳体(101)内的下部左右相对地设置有第一行走电机(102)和第二行走电机(103),所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的电机轴上分别设置有第一减速机(104)和第二减速机(105),所述第一减速机(104)和所述第二减速机(105)分别通过第一轴套(106)和第二轴套(107)与位于所述壳体(101)外部左右两侧的第一行走轮(108)和第二行走轮(109)连接;
所述壳体(101)内设置有至少一个工控机(111)、至少一块控制板(112)和电池(125),所述壳体(101)的内部或表面设置有所述标靶翻转装置(4)、视觉传感器(118)、激光导航传感器(119)、避障传感器(120)和充电接口(121);
所述标靶翻转装置(4)包括翻转驱动电机(401)、翻转传动机构和翻转平台(402),所述翻转驱动电机(401)和所述翻转传动机构设置在所述壳体(101)的内部或表面,所述翻转传动机构分别与所述翻转驱动电机(401)及所述翻转平台(402)连接,所述3D人型靶(2)安装在所述翻转平台(402)上,所述翻转驱动电机(401)通过所述翻转传动机构、所述翻转平台(402)带动所述3D人型靶(2)做倾倒翻转或竖立翻转;
所述控制板(112)上集成有运动姿态传感器(115),且所述控制板(112)分别与所述电池(125)、所述避障传感器(120)、所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)、所述翻转驱动电机(401)和所述工控机(111)连接,所述电池(125)与所述充电接口(121)连接,所述工控机(111)分别与所述控制板(112)、所述射击感应装置(3)、所述视觉传感器(118)和所述激光导航传感器(119)连接;
所述运动姿态传感器(115)负责获取所述二轮自平衡移动平台(1)运动时的姿态信息;
所述视觉传感器(118)和所述激光导航传感器(119)负责获取所述移动机器人靶周围的环境信息;
所述避障传感器(120)负责获取所述二轮自平衡移动平台(1)运动时的障碍信息;
所述工控机(111)通过网络与控制后台实现远程交互通信,负责接收运行程序并反馈射击信息;所述工控机(111)负责接收和计算来自所述射击感应装置(3)的射击信号,并根据射击型号的计算结果向所述控制板(112)发送相对应的运动速度、标靶翻转控制信号;所述工控机(111)负责接收和计算来自所述视觉传感器(118)和所述激光导航传感器(119)的周围环境信息,并根据周围环境信息计算出所述二轮自平衡移动平台(1)的运动方向及速度,向所述控制板(112)发送相对应的导航控制信号;
所述控制板(112)负责接收和计算来自所述避障传感器(120)的障碍信息,并根据障碍信息的计算结果迅速调整所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)的转动速度以实现机动避障;所述控制板负责接收和计算来自所述运动姿态传感器(115)的姿态信息,并根据姿态信息的计算结果实时调整所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)的转动速度,以保证时刻平衡;所述控制板(112)负责接收来自所述工控机(111)的各种控制信号,并根据对应的控制信号分别控制所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)的转动速度,或控制所述翻转驱动电机(401)的翻转方向,以实现移动机器人的类人运动;所述控制板(112)负责监测所述电池(125)的实时电压;
所述电池(125)负责直接或通过电源转换模块为所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)、所述控制板(112)、所述翻转驱动电机(401)、所述射击感应装置(3)、所述视觉传感器(118)、所述激光导航传感器(119)、所述避障传感器(120)和所述工控机(111)供电;
所述充电接口(121)负责为所述电池(125)提供外充接口。
3.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述标靶翻转装置(4)还包括负责限制所述翻转驱动电机(401)反转角度的双向光电开关(403),所述双向光电开关(403)设置在所述壳体(101)的内部或表面,且与所述控制板(112)连接,由所述电池(125)供电;所述3D人型靶(2)处于竖直状态时,所述双向光电开关(403)的一端被遮挡关闭,另一端无遮挡打开,所述3D人型靶(2)处于倾倒状态时,所述双向光电开关(403)的一端无遮挡打开,另一端被遮挡关闭。
4.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述翻转传动机构由翻转主动轮(404)、翻转从动轮(405)、翻转轴(406)和两个轴承座(407)组成,两个所述轴承座(407)分别与所述壳体(101)连接,所述翻转轴(406)的两端分别设置在两个所述轴承座(407)中,所述翻转从动轮(405)套设在所述翻转轴(406)上,所述翻转主动轮(404)套设在所述翻转驱动电机(401)的电机轴上,所述翻转主动轮(404)与所述翻转从动轮(405)啮合,所述翻转平台(402)设置在所述翻转轴(406)上,用于承载所述3D人型靶(2)。
5.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述壳体(101)的前、后两侧分别通过倾斜支架(122)设置有辅助轮(123),以防止所述二轮自平衡移动平台(1)因紧急停止而导致的倾倒,并且便于在智能自平衡移动机器人靶不使用时的固定安放。
6.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述壳体(101)采用防弹材料,且所述二轮自平衡移动平台(1)所有外露的部件均设置有具有防弹功能的防护罩,以防止被子弹击穿。
7.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述壳体(101)的外部设置有用于接收遥控器遥控信号的天线(117),所述天线(117)与所述控制板(112)连接,所述遥控器通过所述天线(117)手动遥控控制所述二轮自平衡移动平台(1)的移动方向和速度。
8.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述射击感应装置(3)为一个可设置感应范围的激波报靶传感器(3a),所述激波报靶传感器(3a)与所述工控机(111)连接,由所述电池(125)供电,所述激波报靶传感器(3a)设置在所述壳体(101)或所述3D人型靶(2)上的任意位置,用于形成以所述3D人型靶(2)为基准的有效感应范围,以模拟出可中弹区域,并负责接收来自受训人员的射击信号以及负责向所述工控机(111)反馈中弹情况。
9.根据权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶,其特征在于:所述射击感应装置(3)为若干个与所述工控机(111)连接的压电式传感器(3b),由所述电池(125)供电,所述压电式传感器(3b)通过一个人模皮套均匀且密集地布设在所述3D人型靶(2)的表面,形成以所述3D人型靶(2)为基准的有效感应范围,以模拟出可中弹区域,并负责接收来自受训人员的射击信号以及负责向所述工控机(111)反馈中弹情况。
10.一种如权利要求2所述的智能自平衡移动机器人靶的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
当智能自平衡移动机器人靶启动后,所述工控机(111)与所述射击感应装置(3)、所述视觉传感器(118)、所述激光导航传感器(119)、所述控制板(112)之间的控制信号连通,所述控制板(112)与所述工控机(111)、所述避障传感器(120)、所述第一行走电机(102)、所述第二行走电机(103)、翻转驱动电机(401)之间的控制信号连通,智能自平衡移动机器人靶进入初始化准备状态,3D人型靶(2)保持竖直状态;
当所述工控机(111)通过网络接收到来自控制后台的训练程序后,所述工控机(111)根据控制后台的指令,并结合来自所述视觉传感器(118)和所述激光导航传感器(119)的导航信号,通过所述控制板(112)控制所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的转速,使得智能自平衡移动机器人靶按照不超越模拟射击场范围且互不相撞的原则下自由活动;
所述控制板(112)根据来自所述运动姿态传感器(115)的姿态信号,所述控制板(112)通过内部控制算法时刻调整所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的转速,确保智能自平衡移动机器人靶在前进、后退或转弯时始终处于平衡状态;
当在智能自平衡移动机器人靶行进路线上遇到障碍物阻挡时,所述工控机(111)根据所述激光导航传感器(119)采集到的障碍物信息,及早规划避开障碍物的路径,并通过所述控制板(112)控制所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的转速,使智能自平衡移动机器人靶按照新路径运动;
当在智能自平衡移动机器人靶行进路线上遇到障碍物阻挡时,所述控制板(112)根据来自避障传感器(120)的避障信号,通过所述控制板(112)控制所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的转速,随即控制智能自平衡移动机器人靶机动避让,避免发生碰撞;
当受训人员在训练时击中移动中的智能自平衡移动机器人靶的所述3D人型靶(2)时,所述射击感应装置(3)同时产生中弹感应,并根据中弹感应部位向所述工控机(111)做出一次报靶;具体感应方式如下:
若所述射击感应装置(3)为设置所述二轮自平衡移动平台(1)或所述3D人型靶(2)上任意位置的激波报靶传感器(3a)时,所述激波报靶传感器(3a)根据所述3D人型靶(2)的外型形成一定的报靶范围,以模拟出人体的有效射击区域;当子弹击中所述3D人型靶(2)时,子弹同时穿过所述激波报靶传感器(3a)的感应范围,所述激波报靶传感器(3a)随即产生中弹感应,并根据中弹感应部位向所述工控机(111)做出一次报靶;
若所述射击感应装置(3)为若干个均匀且密集布设在所述3D人型靶(2)上的压电式传感器(3b)时,所有所述压电式传感器(3b)根据所述3D人型靶(2)的外型形成以所述3D人型靶(2)为基准的有效感应范围,以模拟出可中弹区域;当子弹击中所述3D人型靶(2)时,子弹同时接触到某个所述压电式传感器(3b),所述压电式传感器(3b)随即产生中弹感应,并根据中弹感应部位向所述工控机(111)做出一次报靶;
所述工控机(111)根据来自所述射击感应装置(3)的报靶信息,判定智能自平衡移动机器人靶的伤亡情况,并根据伤亡情况控制智能自平衡移动机器人靶的运动状态;具体控制方法如下:
若被击中部位为非致命部位,智能自平衡移动机器人靶被判定为“中弹受伤”,所述工控机(111)则通过所述控制板(112)控制所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的减速,以降低智能自平衡移动机器人靶的移动速度,以模拟受伤;
若被击中部位为致命部位,智能自平衡移动机器人靶被判定为“中弹身亡”,所述工控机(111)则通过所述控制板(112)控制所述第一行走电机(102)和所述第二行走电机(103)的停止转动,以停止智能自平衡移动机器人靶的移动,同时所述工控机(111)则通过所述控制板(112)控制所述翻转驱动电机(401)倾倒翻转,从而带动所述3D人型靶(2)向后倾倒,以模拟死亡;
当训练结束后,所述工控机(111)和所述控制板(112)控制智能自平衡移动机器人靶回到初始化准备状态,同时所述工控机(111)将所有报靶信息通过网络反馈至控制后台;
当所述控制板(111)检测到所述电池(125)的电量不足时,将以语音、灯光或者界面显示的方式提醒用户为所述智能自平衡移动机器人靶进行充电。
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