技术领域
背景技术
[0002] 拳击是一项惊险刺激的体育运动。所以常被用来作为新装置的主题。这些装置可以分成几类，第一类是拳击功能相关的装置。如一种模拟拳击动作的装置，供人作为击打对象之用。采用类似的原理的，一种用
电子系统
虚拟显示为拳击动作的装置。第二类是可以对拳击动作进行辅助的装置。第三类，将拳击用作娱乐玩具，还有可以人在其中操作的机械拳击装置。有两人可以分别操作的仿拳击小机构，或
单体仿拳击动作小机构作为观赏之用，但目前这类产品结构复杂、动作不灵活，且难以实现对左右臂分别控制。
发明内容
[0003] 本发明为了解决现有的拳击模型机器人结构复杂、动作不灵活，且难以实现对左右臂分别控制的问题，提供一种多驱动自主拳击模型机器人系统及其控制方法。
[0004] 多驱动自主拳击模型机器人系统包括
机器人本体、出拳装置、行走装置、转动装置和控制装置，所述出拳装置、行走装置、转动装置和控制装置均设在机器人本体中，控制装置用于控制出拳装置、行走装置和转动装置进行动作，机器人本体的头部设有被击打区域和红外测距单元，机器人本体的上身设有被击打区域，所述被击打区域内设有被击打
传感器，红外测距单元用于发射红外激光以测量机器人本体与外部目标的距离，所述红外测距单元与控制装置连接，机器人本体内设有图像传感器和
解码器，所述图像传感器通过解码器连接控制装置；
[0005] 所述出拳装置包括左出拳
电动机、右出拳电动机和联动机构，所述左出拳电动机和右出拳电动机分别通过一个联动机构控制机器人本体的左臂和右臂做出出拳动作，两个联动机构分别设在机器人本体的左右臂中；
[0006] 该联动机构包括前臂、后臂、前
连杆、
曲柄和后连杆，所述左出拳电动机或右出拳电动机通过曲柄控制后连杆做上下往复运动，进而带动后臂和前连杆做上下摆动，后臂前端与前臂末端连接，使前臂做出出拳动作，前臂前端即为机器人本体的拳头；
[0007] 所述行走装置包括行走机构和升降机构，所述行走机构和升降
凸轮均位于机器人本体的底部，所述行走机构包括四个行走轮和行走电动机，所述控制装置通过行走电动机驱动四个行走轮进行双轮驱动或
四轮驱动动作，所述升降机构包括升降凸轮、左升降电动机和右升降电动机，所述控制装置通过左升降电动机和右升降电动机驱动升降凸轮动作；
[0008] 所述转动装置包括颈部转动电动机，所述控制装置通过颈部转动电动机驱动机器人本体颈部转动；
[0009] 所述控制装置包括：
[0010] 用于驱动机器人本体动作的电动机驱动模
块；
[0011] 用于向驱动模块发送指令的自主对抗模块；
[0012] 用于提供机器人本体正常动作时的工作
电压的电源模块；
[0013] 所述电动机驱动模块包括：
[0014] 用于控制左出拳电动机，使机器人本体做出左出拳动作的左出拳动作驱动模块；
[0015] 用于控制右出拳电动机，使机器人本体做出右出拳动作的右出拳动作驱动模块；
[0016] 用于控制颈部转动电动机，使机器人本体做出颈部转动动作的颈部转动驱动模块；
[0017] 用于控制行走电动机，使机器人本体做出行走动作的行走驱动模块；
[0018] 用于控制左升降电动机，使机器人本体做出左升降动作的左升降驱动模块；
[0019] 用于控制右升降电动机，使机器人本体做出右升降动作的右升降驱动模块；
[0020] 所述自主对抗模块是由
微处理器实现的，所述自主对抗模块包括：
[0021] 用于设置路径数组和初始值、目标特征库、测距特征库及红外照射光数组的预设模块，所述路径数组包括接近目标路径数组和躲避路径数组，目标特征库包括各朝向的特征；
[0022] 用于对外界目标进行识别，并根据识别
信号进行路径规划的目标识别及路径规划控
制模块；
[0023] 用于检测被击打区域是否被击中的击打检测模块；
[0024] 用于检测机器人本体所受振动的振动检测模块；
[0025] 用于生成驱动指令并对相应信息进行显示的指令生成及显示模块；
[0026] 用于与驱动模块之间实现无线通信的通信模块；
[0027] 用于判断是否接收到停止信号的停止判断模块，是，则机器人本体停止动作，否，则执行目标识别及路径规划
控制模块；
[0028] 所述目标识别及路径规划控制模块包括：
[0029] 用于提取设置的路径数组作为当前轨迹数据，并设置相应的“标志”的路径提取模块；
[0030] 用于按预置的头部摆
角控制机器人本体的头部左右摆动，并设置相应的“标志”的头部摆动模块；
[0031] 用于提取图像传感器所摄录的传感图像，对该传感图像进行预处理，然后进行特征提取，比较提取的特征与目标特征库中的特征是否吻合的目标判断模块，是，则发现目标，并执行头部调整模块；否，则结束目标识别及路径规划控制模块；
[0032] 用于调整机器人本体的头部的转角，使面部朝向目标的头部调整模块；
[0033] 用于测量机器人本体与目标的距离的目标距离测定模块；
[0034] 用于按“接近目标路径数组”控制机器人接近目标，并设置相应“标志”的目标接近模块；
[0035] 用于判断机器人与目标的距离是否小于或等于可击打距离的距离判断模块，是，则执行击打模块，否，则执行躲避判断模块；
[0036] 用于设定机器人自身高度与朝向，并设置相应“标志”，进而控制机器人本体发出击打动作的击打模块；
[0037] 用于根据目标朝向、被击打震动及被照射情况是否需要躲避的躲避判断模块，是，则执行躲避控制模块，否，则结束目标识别及路径规划控制模块；
[0038] 用于根据躲避路径数组控制机器人本体发出躲避动作，并设置相应的“标志”的躲避控制模块；
[0039] 所述目标距离测定模块包括：
[0040] 用于根据红外照射光数组控制红外发射部件发射预定的红外光图像，同时接收红外接收阵列接收到的红外光图像的红外光图像发射模块；
[0041] 用于将发射的红外光图像和接收的红外光图像进行编码比较并重构目标图像，然后对该目标图像进行特征提取的目标图像重构及特征提取模块；
[0042] 用于对提取的特征与目标特征进行比较，判断二者是否相吻合的目标特征判断模块，是，则执行距离计算模块，否，则返
回执行红外光图像发射模块；
[0043] 用于计算机器人本体与目标之间距离的距离计算模块；
[0044] 击打检测模块由被击打传感器或被击打传感器阵列实现，通过读取被击打传感器发来的数据，根据该数据判断头部或身体是否被击打，是，则设置头部被击打标志或身体被击打标志，否，则结束击打检测模块；
[0045] 振动检测模块由振动传感器实现，通过读取传感器发来的数据，根据该数据判断是否有振动，是，则设置相应的“标志”，否，则结束振动检测模块；
[0046] 所述指令生成及显示模块包括：
[0047] 用于初始化电动机驱动端口的初始化模块；
[0048] 用于读取“标志”数据的“标志”数据读取模块；
[0049] 用于根据“标志”数据判断是否有动作事件发生的动作事件判断模块；是，则执行标志
位置位及驱动模块，否，则执行显示判断模块；
[0050] 所述动作事件包括后退、前进、前右转/右行、前左转/左行、凸轮前转升高、凸轮后转升高、击打、头部左转及头部右转；
[0051] 用于把动作标志寄存器相应的动作标志位置位，并通过电动机驱动模块驱动机器人本体发出相应动作的标志位置位及驱动模块；
[0052] 用于判断是否有需要显示的“标志”的显示判断模块；是，则将显示标志寄存器的相应标志位置位，并将显示内容发送至数据寄存器，并控制声光显示模块对需要显示的信息进行显示，结束指令生成及显示模块，否，则直接结束指令生成及显示模块。
[0053] 上述多驱动自主拳击模型机器人系统的控制方法包括：
[0054] 用于驱动机器人本体动作的电动机驱动步骤；
[0055] 用于向驱动步骤发送指令的自主对抗步骤；
[0056] 所述电动机驱动步骤包括：
[0057] 用于控制左出拳电动机，使机器人本体做出左出拳动作的左出拳动作驱动步骤；
[0058] 用于控制右出拳电动机，使机器人本体做出右出拳动作的右出拳动作驱动步骤；
[0059] 用于控制颈部转动电动机，使机器人本体做出颈部转动动作的颈部转动驱动步骤；
[0060] 用于控制行走电动机，使机器人本体做出行走动作的行走驱动步骤；
[0061] 用于控制左升降电动机，使机器人本体做出左升降动作的左升降驱动步骤；
[0062] 用于控制右升降电动机，使机器人本体做出右升降动作的右升降驱动步骤；
[0063] 所述自主对抗步骤是由微处理器实现的，所述自主对抗步骤包括：
[0064] 用于设置路径数组和初始值、目标特征库、测距特征库及红外照射光数组的预设步骤，所述路径数组包括接近目标路径数组和躲避路径数组，目标特征库包括各朝向的特征；
[0065] 用于对外界目标进行识别，并根据识别信号进行路径规划的目标识别及路径规划控制步骤；
[0066] 用于检测被击打区域是否被击中的击打检测步骤；
[0067] 用于检测机器人本体所受振动的振动检测步骤；
[0068] 用于生成驱动指令并对相应信息进行显示的指令生成及显示步骤；
[0069] 用于与驱动步骤之间实现无线通信的通信步骤；
[0070] 用于判断是否接收到停止信号的停止判断步骤，是，则机器人本体停止动作，否，则执行目标识别及路径规划控制步骤；
[0071] 所述目标识别及路径规划控制步骤包括：
[0072] 用于提取设置的路径数组作为当前轨迹数据，并设置相应的“标志”的路径提取步骤；
[0073] 用于按预置的头部摆角控制机器人本体的头部左右摆动，并设置相应的“标志”的头部摆动步骤；
[0074] 用于提取图像传感器所摄录的传感图像，对该传感图像进行预处理，然后进行特征提取，比较提取的特征与目标特征库中的特征是否吻合的目标判断步骤，是，则发现目标，并执行头部调整步骤；否，则结束目标识别及路径规划控制步骤；
[0075] 用于调整机器人本体的头部的转角，使面部朝向目标的头部调整步骤；
[0076] 用于测量机器人本体与目标的距离的目标距离测定步骤；
[0077] 用于按“接近目标路径数组”控制机器人接近目标，并设置相应“标志”的目标接近步骤；
[0078] 用于判断机器人与目标的距离是否小于或等于可击打距离的距离判断步骤，是，则执行击打步骤，否，则执行躲避判断步骤；
[0079] 用于设定机器人自身高度与朝向，并设置相应“标志”，进而控制机器人本体发出击打动作的击打步骤；
[0080] 用于根据目标朝向、被击打震动及被照射情况是否需要躲避的躲避判断步骤，是，则执行躲避控制步骤，否，则结束目标识别及路径规划控制步骤；
[0081] 用于根据躲避路径数组控制机器人本体发出躲避动作，并设置相应的“标志”的躲避控制步骤；
[0082] 所述目标距离测定步骤包括：
[0083] 用于根据红外照射光数组控制红外发射部件发射预定的红外光图像，同时接收红外接收阵列接收到的红外光图像的红外光图像发射步骤；
[0084] 用于将发射的红外光图像和接收的红外光图像进行编码比较并重构目标图像，然后对该目标图像进行特征提取的目标图像重构及特征提取步骤；
[0085] 用于对提取的特征与目标特征进行比较，判断二者是否相吻合的目标特征判断步骤，是，则执行距离计算步骤，否，则返回执行红外光图像发射步骤；
[0086] 用于计算机器人本体与目标之间距离的距离计算步骤；
[0087] 击打检测步骤由被击打传感器或被击打传感器阵列实现，通过读取被击打传感器发来的数据，根据该数据判断头部或身体是否被击打，是，则设置头部被击打标志或身体被击打标志，否，则结束击打检测步骤；
[0088] 振动检测步骤由振动传感器实现，通过读取传感器发来的数据，根据该数据判断是否有振动，是，则设置相应的“标志”，否，则结束振动检测步骤；
[0089] 所述指令生成及显示步骤包括：
[0090] 用于初始化电动机驱动端口的初始化步骤；
[0091] 用于读取“标志”数据的“标志”数据读取步骤；
[0092] 用于根据“标志”数据判断是否有动作事件发生的动作事件判断步骤；是，则执行标志位置位及驱动步骤，否，则执行显示判断步骤；
[0093] 所述动作事件包括后退、前进、前右转/右行、前左转/左行、凸轮前转升高、凸轮后转升高、击打、头部左转及头部右转；
[0094] 用于把动作标志寄存器相应的动作标志位置位，并通过电动机驱动步骤驱动机器人本体发出相应动作的标志位置位及驱动步骤；
[0095] 用于判断是否有需要显示的“标志”的显示判断步骤；是，则将显示标志寄存器的相应标志位置位，并将显示内容发送至数据寄存器，并控制声光显示模块对需要显示的信息进行显示，结束指令生成及显示步骤，否，则直接结束指令生成及显示步骤。
[0096] 有益效果：本发明所述的多驱动自主拳击模型机器人系统结构简单，动作灵活，在机器人本体的左臂和右臂内设置联动机构，电动机通过联动机构驱动左臂和右臂做出出拳动作，并且，由于左臂和右臂内的联动机构是彼此相互独立的，因此，左臂和右臂能够在同一时间同时做出不同方向或不同形式的出拳动作。在机器人本体的底部前行走机构和后行走机构，能够实现机器人的移动。升降机构能够实现机器人本体整体的上升或下降，更为真实的模拟拳击过程中的动作。
附图说明
[0097] 图1为具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的主视图；
[0098] 图2为图1的右视图；
[0099] 图3为具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的原理
框图；
[0100] 图4为具体实施方式一所述的联动机构的结构示意图和机器人出拳的原理示意图，其中虚线表示出拳轨迹；
[0101] 图5为具体实施方式三所述的左出拳动作驱动模块、右出拳动作驱动模块、颈部转动驱动模块、行走驱动模块、左升降驱动模块和右升降驱动模块的原理框图；
[0102] 图6为具体实施方式三所述的左出拳动作驱动模块、右出拳动作驱动模块、颈部转动驱动模块、行走驱动模块、左升降驱动模块和右升降驱动模块的一种具体的
电路结构示意图；
[0103] 图7为具体实施方式一所述的自主对抗模块与击打检测模块的连接关系示意图；
[0104] 图8为具体实施方式一所述的自主对抗模块、
编码器和图像传感器的连接关系示意图；
[0105] 图9为具体实施方式一所述的自主对抗模块与振动检测模块的连接关系示意图；
[0106] 图10为具体实施方式十一所述的自主对抗步骤的
流程图；
[0107] 图11为具体实施方式十一所述的目标识别及路径规划控制步骤的流程图；
[0108] 图12为具体实施方式十一所述的目标距离测量步骤的流程图；
[0109] 图13为具体实施方式十一所述的指令生成及显示步骤的流程图。
具体实施方式
[0110] 具体实施方式一、结合图1-图4、图7-图9说明本具体实施方式，本具体实施方式所述的多驱动自主拳击模型机器人系统包括机器人本体1、出拳装置、行走装置、转动装置和控制装置，所述出拳装置、行走装置、转动装置和控制装置均设在机器人本体1中，控制装置用于控制出拳装置、行走装置和转动装置进行动作，机器人本体1的头部设有被击打区域和红外测距单元，机器人本体1的上身设有被击打区域及被光照区域4，所述被击打区域内设有被击打传感器，红外测距单元用于发射红外激光以测量机器人本体1与外部目标的距离，所述红外测距单元与控制装置连接，机器人本体1内设有图像传感器和解码器，所述图像传感器通过解码器连接控制装置；
[0111] 所述出拳装置包括左出拳电动机、右出拳电动机和联动机构，所述左出拳电动机和右出拳电动机分别通过一个联动机构控制机器人本体1的左臂8和右臂7做出出拳动作，两个联动机构分别设在机器人本体1的左右臂中；
[0112] 该联动机构包括前臂11、后臂12、前连杆13、曲柄15和后连杆14，所述左出拳电动机或右出拳电动机通过曲柄15控制后连杆14做上下往复运动，进而带动后臂12和前连杆13做上下摆动，后臂12前端与前臂11末端连接，使前臂11做出出拳动作，前臂11前端即为机器人本体1的拳头；
[0113] 所述行走装置包括行走机构和升降机构，所述行走机构和升降凸轮10均位于机器人本体1的底部，所述行走机构包括四个行走轮2和行走电动机，所述控制装置通过行走电动机驱动四个行走轮2动作，所述升降机构包括升降凸轮10、左升降电动机和右升降电动机，所述控制装置通过左升降电动机和右升降电动机驱动升降凸轮10动作；
[0114] 所述转动装置包括颈部转动电动机，所述控制装置通过颈部转动电动机驱动机器人本体1颈部转动；
[0115] 所述控制装置包括：
[0116] 用于驱动机器人本体1动作的电动机驱动模块；
[0117] 用于向驱动模块发送指令的自主对抗模块；
[0118] 用于提供机器人本体1正常动作时的工作电压的电源模块；
[0119] 所述电动机驱动模块包括：
[0120] 用于控制左出拳电动机，使机器人本体1做出左出拳动作的左出拳动作驱动模块；
[0121] 用于控制右出拳电动机，使机器人本体1做出右出拳动作的右出拳动作驱动模块；
[0122] 用于控制颈部转动电动机，使机器人本体1做出颈部转动动作的颈部转动驱动模块；
[0123] 用于控制行走电动机，使机器人本体1做出行走动作的行走驱动模块；
[0124] 用于控制左升降电动机，使机器人本体1做出左升降动作的左升降驱动模块；
[0125] 用于控制右升降电动机，使机器人本体1做出右升降动作的右升降驱动模块；
[0126] 所述自主对抗模块是由微处理器实现的，所述自主对抗模块包括：
[0127] 用于设置路径数组和初始值、目标特征库、测距特征库及红外照射光数组的预设模块，所述路径数组包括接近目标路径数组和躲避路径数组，目标特征库包括各朝向的特征；
[0128] 用于对外界目标进行识别，并根据识别信号进行路径规划的目标识别及路径规划控制模块；
[0129] 用于检测被击打区域是否被击中的击打检测模块；
[0130] 用于检测机器人本体1所受振动的振动检测模块；
[0131] 用于生成驱动指令并对相应信息进行显示的指令生成及显示模块；
[0132] 用于与驱动模块之间实现无线通信的通信模块；
[0133] 用于判断是否接收到停止信号的停止判断模块，是，则机器人本体1停止动作，否，则执行目标识别及路径规划控制模块；
[0134] 所述目标识别及路径规划控制模块包括：
[0135] 用于提取设置的路径数组作为当前轨迹数据，并设置相应的“标志”的路径提取模块；
[0136] 用于按预置的头部摆角控制机器人本体1的头部左右摆动，并设置相应的“标志”的头部摆动模块；
[0137] 用于提取图像传感器所摄录的传感图像，对该传感图像进行预处理，然后进行特征提取，比较提取的特征与目标特征库中的特征是否吻合的目标判断模块，是，则发现目标，并执行头部调整模块；否，则结束目标识别及路径规划控制模块；
[0138] 用于调整机器人本体1的头部的转角，使面部朝向目标的头部调整模块；
[0139] 用于测量机器人本体1与目标的距离的目标距离测定模块；
[0140] 用于按“接近目标路径数组”控制机器人接近目标，并设置相应“标志”的目标接近模块；
[0141] 用于判断机器人与目标的距离是否小于或等于可击打距离的距离判断模块，是，则执行击打模块，否，则执行躲避判断模块；
[0142] 用于设定机器人自身高度与朝向，并设置相应“标志”，进而控制机器人本体1发出击打动作的击打模块；
[0143] 用于根据目标朝向、被击打震动及被照射情况是否需要躲避的躲避判断模块，是，则执行躲避控制模块，否，则结束目标识别及路径规划控制模块；
[0144] 用于根据躲避路径数组控制机器人本体1发出躲避动作，并设置相应的“标志”的躲避控制模块；
[0145] 所述目标距离测定模块包括：
[0146] 用于根据红外照射光数组控制红外发射部件发射预定的红外光图像，同时接收红外接收阵列接收到的红外光图像的红外光图像发射模块；
[0147] 用于将发射的红外光图像和接收的红外光图像进行编码比较并重构目标图像，然后对该目标图像进行特征提取的目标图像重构及特征提取模块；
[0148] 用于对提取的特征与目标特征进行比较，判断二者是否相吻合的目标特征判断模块，是，则执行距离计算模块，否，则返回执行红外光图像发射模块；
[0149] 用于计算机器人本体1与目标之间距离的距离计算模块；
[0150] 击打检测模块由被击打传感器19或被击打传感器阵列实现，通过读取被击打传感器发来的数据，根据该数据判断头部或身体是否被击打，是，则设置头部被击打标志或身体被击打标志，否，则结束击打检测模块；
[0151] 振动检测模块由振动传感器实现，通过读取传感器发来的数据，根据该数据判断是否有振动，是，则设置相应的“标志”，否，则结束振动检测模块；
[0152] 所述指令生成及显示模块包括：
[0153] 用于初始化电动机驱动端口的初始化模块；
[0154] 用于读取“标志”数据的“标志”数据读取模块；
[0155] 用于根据“标志”数据判断是否有动作事件发生的动作事件判断模块；是，则执行标志位置位及驱动模块，否，则执行显示判断模块；
[0156] 所述动作事件包括后退、前进、前右转/右行、前左转/左行、凸轮前转升高、凸轮后转升高、击打、头部左转及头部右转；
[0157] 用于把动作标志寄存器相应的动作标志位置位，并通过电动机驱动模块驱动机器人本体1发出相应动作的标志位置位及驱动模块；
[0158] 用于判断是否有需要显示的“标志”的显示判断模块；是，则将显示标志寄存器的相应标志位置位，并将显示内容发送至数据寄存器，并控制声光显示模块对需要显示的信息进行显示，结束指令生成及显示模块，否，则直接结束指令生成及显示模块。
[0159] 本实施方式中，机器人本体1为人形，更加生动的模拟人体动作。
[0160] 本实施方式中，在机器人本体1的左臂8和右臂7内设置联动机构，电动机通过联动机构驱动左臂8和右臂7做出出拳动作，并且，由于左臂8和右臂7内的联动机构是彼此相互独立的，因此，左臂8和右臂7能够在同一时间同时做出不同方向或不同形式的出拳动作。在机器人本体1底部的行走机构，能够实现机器人的移动，同时，通过各个行走轮2之间的配合实现躯干旋转，能够实现机器人本体1整体的转动，从而使机器人能够实现各个方向的移动。升降机构能够实现机器人本体1整体的上升或下降，更为真实的模拟拳击过程中的动作。
[0161] 驱动模块能够对机器人的所有部位进行独立驱动，使机器人在拳击过程中所做出的动作彼此独立，更为真实的模拟人体在拳击过程中的动作形态。
[0162] 自主对抗模块的击打检测模块和振动检测模块分别通过压
力和振动参数确定机器人的被击打区域是否受到外部目标的击打，进而通过驱动模块驱动机器人各部位动作，控制机器人做出相应的对抗动作。
[0163] 本实施方式所述系统对外部目标进行识别，当外部目标靠近机器人本体1时，自主对抗模块通过驱动模块控制相应的电动机做出击打动作，在做出击打动作的同时，还能够实现机器人本体1的位置移动以及身体升降，伴随这位置的改变，机器人本体1与外部目标的相对位置也会发生改变，因此，还需要目标识别模块对外部目标进行实时的识别和寻找，当外部目标击中机器人本体1的被击打区域时，由于压力检测模块感受到压力，此时表明机器人本体1被击中，此时，自主对抗模块通过驱动模块控制机器人做出躲避动作，从而实现了攻守兼备的拳击机器人系统，在模拟拳击动作的同时，还可以根据被击打的次数进行积分，增加对抗的激烈程度，还可以作为一定的参考数据
基础为日后的改进做好准备；在进行拳击对抗时，有时外界目标所击打的部位不是被击打区域，那么击打检测模块就无法检测到压力，机器人也就无法做出相应的动作，而本实施方式中，增加了振动检测模块，即便外部目标所击打的部位不属于被击打区域，振动检测模块也能够检测到机器人本体1的振动而产生的振动信号，自主对抗模块同样也能够通过驱动模块控制机器人各部位做出相应的动作。
[0164] 上述所有的过程均是通过外部目标作用在机器人本体1上，从而产生相应的信号，机器人通过该信号自主进行击打或躲避的对抗动作，同时每个部位都是由独立的
电机进行驱动，更加真实的模拟了拳击对抗动作。
[0165] 具体实施方式二、本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述所有电动机均为无刷直流电动机或永磁同步电动机。
[0166] 具体实施方式三、结合图5说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式二所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述左出拳动作驱动模块、右出拳动作驱动模块、颈部转动驱动模块、行走驱动模块、左升降驱动模块和右升降驱动模块的结构相同，均包括微处理器及运动
控制器16、三相桥式电路18前级
驱动器17和三相桥式电路18，微处理器及运动控制器16的
控制信号输出端连接三相桥式电路18前级驱动器17的控制信号输入端，三相桥式电路18前级驱动器17的驱动信号输出端连接三相桥式电路18的驱动信号输入端，三相桥式电路18的驱动信号输出端用于连接电动机的驱动信号输入端，微处理器及运动控制器16的反馈信号输入端用于连接电动机的反馈信号输出端。
[0167] 图6所示为一种具体的左出拳动作驱动模块、右出拳动作驱动模块、颈部转动驱动模块、行走驱动模块、左升降驱动模块和右升降驱动模块的电路结构示意图。
[0168] 具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述通信模块采用Wifi通信实现。
[0169] 本实施方式所述的通信模块采用了Wifi通信，因而可以用具有Wifi功能的手机、
笔记本电脑和台式电脑进行控制，方便灵活。
[0170] 本实施方式的通信模块可以采用USR-WIFI232-T型
无线通信模块或LSD5WF-3017型无线通信模块。
[0171] USR-WIFI232-T是一款集成了所有Wi-Fi功能的小巧模块，尺寸仅22mm x 13.5mm x 6mm。针对照明和插座等应用领域，采用了1x10管脚2mm插针连接器，易于焊装在客户的产品的
硬件单板电路上。模块配备有特制的焊盘或外置天线连接器，适用于各种外置天线的应用。
[0172] 超低功耗嵌入式Wi-Fi模组提供了一种将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上，并提供UART串口等
接口传输数据的解决方案。该模块硬件上集成了MAC，基频芯片，射频收发单元，以及功率
放大器；嵌入式的
固件则支持Wi-Fi协议及配置，以及组网的TCP/IP协议栈。USR-WIFI232-T是一款一体化的802.11b/g/n Wi-Fi的低功耗解决方案，通过USR-WIFI232-T模组，传统的低端串口设备或MCU控制的设备均可以很方便的接入Wi-Fi无线网络，从而实现
物联网络控制与管理。
[0173] LSD5WF-3017是专
门为实现
嵌入式系统的无线局域网通信应用而设计的一款高性能、低成本IEEE 802.11b/g/n的USB接口无线模块，使用该模块能够使用户通过嵌入式硬件USB Host接口高效快捷的扩展出无线局域网通信功能。模块核心为一个高度集成的MIMO(多输入、多输出)、MAC、2T2R基带和2.4G射频芯片，支持PHY速率高达300Mbps，完全符合IEEE802.11b/g/n标准规范，优化的射频架构和基带
算法提供了卓越性能与低功耗。LSD5WF-3017模块设计基于安全的标准特性范围，将为客户提供高
质量并符合国际标准一种简单、低成本、可靠的拥有无线网络功能产品的设计方案。
[0174] 具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式四所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述通信模块采用高频点对点通信实现。
[0175] 本实施方式中的无线通信模块采用NRF905无线通信模块。
[0176] NRF905单片无线收发器是挪威Nordic公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为1.9-3.6V，32引脚QFN封装。其特性如下：
[0177] 1433Mhz开放ISM频段免
许可使用。
[0178] 2最高工作
频率50kbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，提别适合工业控制场合。
[0179] 3125频道，满足多点通信和跳频通信需要。
[0180] 4内置硬件CRC检错和点对多点通信地址控制。
[0181] 5低功耗1.9V-3.6V工作，待机模式下状态仅为2.5uA
[0182] 6收发模式切换时间<650us
[0183] 7模块可
软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据，可直接接各种
单片机使用，软件编程非常方便。
[0184] 8TX Mode：在+10dBm情况下，
电流为30mA；RX Mode：12.2mA。
[0185] 9标准DIP间距接口，便于嵌入式应用。
[0186] 10RFModule-Quick-DEV快速开发系统，含开发板。
[0187] NRF905无线通信模块引脚功能如下表1所示：
[0188] 表1 NRF905无线通信模块的引脚功能
[0189]
[0190]
[0191] 发送接收流程如下：
[0192] ShockBurst TX发送流程：当
微控制器有数据要发送时，通过SPI接口，按时序接收机的地址和要发送的数据送传给模块，SPI接口速率在通信协议和器件配置时确定。微控制器置高TRX_CE和TX_EN，激发模块的ShockBurstTM发送模式。模块自动发送，过程包括：1射频寄存器自动开启；2数据打包；(3)发送数据包；4当数据发送完成，数据准备好引脚被置高。如果AUTO_RETRAN被置高，模块会不断重发，直到TRX_CE被置低。当TRX_CE被置低，模块发送过程完成，自动进入空闲模式。
[0193] ShockBurst RX接收流程：当TRX_CE为高、TX_EN为低时，模块进入ShockBurst TM接收模式。650us后，模块不断检测，等待接收数据。当模块检测到同一频段的载波时，载波检测引脚被置高。当接收到一个相匹配的地址，AM引脚被置高。当一个正确的数据包接收完毕，模块自动移去字头、地址和CRC校验位，然后把DR引脚置高。微控制器把TRX_CE置低，模块进入空闲模式。微控制器通过PSI口，以一定的速率把数据移动到微控制器内。当所有的数据接收完毕，模块把DR引脚和AM引脚置低。模块此时进入接收模式、发送模式或关机模式。
[0194] 具体实施方式六、结合图7说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述被击打传感器阵列由多个FB09微型单
压力传感器19组成。
[0195] 本实施方式中，每个FB09微型单被击打传感器19均连接自主对抗模块，如图8所示，图中圆圈表示被击打传感器。使用在被击打区域矩阵式排列的被击打传感器监测被击打情况。一旦发生被击打情况，被击打传感器输出相应的
电信号，送到
信号处理电路进行处理，再进行声光显示和向遥控器发送信息。
[0196] FB09微型单被击打传感器采用不锈
钢制作而成，体积小，
输出信号大，广泛的应用于空间狭小领域，如
开关压力检测等电子行业测力装置。FB09微型单被击打传感器参数如表2所示，量程如表3所示。
[0197] 表2 FB09微型单被击打传感器参数
[0198]
[0199] 表3 FB09微型单被击打传感器的量程
[0200]
[0201]
[0202] 具体实施方式七、本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述被击打传感器19采用压力微动开关实现。
[0203] 当被击打区域由能够感受压力的被击打传感器构成时，所述被击打传感器采用压力微动开关实现。
[0204] 具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述图像传感器5为采用CCD摄像头或CMOS摄像头。
[0205] 具体实施方式九、结合图9说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述振动传感器为三轴
加速度传感器21。
[0206] 可以采用MMA7361LC作为三轴加速度传感器来检测机器人身体的振动。MMA7361LC的信号输出端连接微处理器内置的A/D转换器。MMA7361LC是低功耗、低轮廓电容、微机械型
加速度计，具有信号调节，一级低通
滤波器，具有
温度补偿，自我测试。零偏移和灵敏度是出厂设置，不需要外部设备。5V供电，模拟输出0.5-4.5V。
[0207] 具体实施方式十、本具体实施方式与具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的区别在于，所述声光显示模块包括蜂鸣器、开关电路和发光
二极管，所述蜂鸣器接收指令生成及显示模块模块发送的脉冲信号，实现声报警，指令生成及显示模块通过开关电路控制
发光二极管实现光报警。
[0208] 具体实施方式十一、结合图10-图13说明本具体实施方式，具体实施方式一所述的多驱动自主拳击模型机器人系统的控制方法包括：
[0209] 用于驱动机器人本体1动作的电动机驱动步骤；
[0210] 用于向驱动步骤发送指令的自主对抗步骤；
[0211] 所述电动机驱动步骤包括：
[0212] 用于控制左出拳电动机，使机器人本体1做出左出拳动作的左出拳动作驱动步骤；
[0213] 用于控制右出拳电动机，使机器人本体1做出右出拳动作的右出拳动作驱动步骤；
[0214] 用于控制颈部转动电动机，使机器人本体1做出颈部转动动作的颈部转动驱动步骤；
[0215] 用于控制行走电动机，使机器人本体1做出行走动作的行走驱动步骤；
[0216] 用于控制左升降电动机，使机器人本体1做出左升降动作的左升降驱动步骤；
[0217] 用于控制右升降电动机，使机器人本体1做出右升降动作的右升降驱动步骤；
[0218] 所述自主对抗步骤是由微处理器实现的，所述自主对抗步骤包括：
[0219] 用于设置路径数组和初始值、目标特征库、测距特征库及红外照射光数组的预设步骤，所述路径数组包括接近目标路径数组和躲避路径数组，目标特征库包括各朝向的特征；
[0220] 用于对外界目标进行识别，并根据识别信号进行路径规划的目标识别及路径规划控制步骤；
[0221] 用于检测被击打区域是否被击中的击打检测步骤；
[0222] 用于检测机器人本体1所受振动的振动检测步骤；
[0223] 用于生成驱动指令并对相应信息进行显示的指令生成及显示步骤；
[0224] 用于与驱动步骤之间实现无线通信的通信步骤；
[0225] 用于判断是否接收到停止信号的停止判断步骤，是，则机器人本体1停止动作，否，则执行目标识别及路径规划控制步骤；
[0226] 所述目标识别及路径规划控制步骤包括：
[0227] 用于提取设置的路径数组作为当前轨迹数据，并设置相应的“标志”的路径提取步骤；
[0228] 用于按预置的头部摆角控制机器人本体1的头部左右摆动，并设置相应的“标志”的头部摆动步骤；
[0229] 用于提取图像传感器所摄录的传感图像，对该传感图像进行预处理，然后进行特征提取，比较提取的特征与目标特征库中的特征是否吻合的目标判断步骤，是，则发现目标，并执行头部调整步骤；否，则结束目标识别及路径规划控制步骤；
[0230] 用于调整机器人本体1的头部的转角，使面部朝向目标的头部调整步骤；
[0231] 用于测量机器人本体1与目标的距离的目标距离测定步骤；
[0232] 用于按“接近目标路径数组”控制机器人接近目标，并设置相应“标志”的目标接近步骤；
[0233] 用于判断机器人与目标的距离是否小于或等于可击打距离的距离判断步骤，是，则执行击打步骤，否，则执行躲避判断步骤；
[0234] 用于设定机器人自身高度与朝向，并设置相应“标志”，进而控制机器人本体1发出击打动作的击打步骤；
[0235] 用于根据目标朝向、被击打震动及被照射情况是否需要躲避的躲避判断步骤，是，则执行躲避控制步骤，否，则结束目标识别及路径规划控制步骤；
[0236] 用于根据躲避路径数组控制机器人本体1发出躲避动作，并设置相应的“标志”的躲避控制步骤；
[0237] 所述目标距离测定步骤包括：
[0238] 用于根据红外照射光数组控制红外发射部件发射预定的红外光图像，同时接收红外接收阵列接收到的红外光图像的红外光图像发射步骤；
[0239] 用于将发射的红外光图像和接收的红外光图像进行编码比较并重构目标图像，然后对该目标图像进行特征提取的目标图像重构及特征提取步骤；
[0240] 用于对提取的特征与目标特征进行比较，判断二者是否相吻合的目标特征判断步骤，是，则执行距离计算步骤，否，则返回执行红外光图像发射步骤；
[0241] 用于计算机器人本体1与目标之间距离的距离计算步骤；
[0242] 击打检测步骤由被击打传感器19或被击打传感器阵列实现，通过读取被击打传感器发来的数据，根据该数据判断头部或身体是否被击打，是，则设置头部被击打标志或身体被击打标志，否，则结束击打检测步骤；
[0243] 振动检测步骤由振动传感器实现，通过读取传感器发来的数据，根据该数据判断是否有振动，是，则设置相应的“标志”，否，则结束振动检测步骤；
[0244] 所述指令生成及显示步骤包括：
[0245] 用于初始化电动机驱动端口的初始化步骤；
[0246] 用于读取“标志”数据的“标志”数据读取步骤；
[0247] 用于根据“标志”数据判断是否有动作事件发生的动作事件判断步骤；是，则执行标志位置位及驱动步骤，否，则执行显示判断步骤；
[0248] 所述动作事件包括后退、前进、前右转/右行、前左转/左行、凸轮前转升高、凸轮后转升高、击打、头部左转及头部右转；
[0249] 用于把动作标志寄存器相应的动作标志位置位，并通过电动机驱动步骤驱动机器人本体1发出相应动作的标志位置位及驱动步骤；
[0250] 用于判断是否有需要显示的“标志”的显示判断步骤；是，则将显示标志寄存器的相应标志位置位，并将显示内容发送至数据寄存器，并控制声光显示模块对需要显示的信息进行显示，结束指令生成及显示步骤，否，则直接结束指令生成及显示步骤。
[0251] 具体实施方式十二、本实施方式中，前行走凸轮2和后行走凸轮9采用全向轮实现。采用全向轮时，行走电动机和驱动需要增加驱动路数，软件也要做相应的改动，实现更灵活的移动。
