阅读说明：本技术 基于ev3编程系统的拳击手训练机器 (Boxer training machine based on EV3 programming system ) 是由 彭建盛 韦春扬 何奇文 覃勇 韦庆进 徐咏 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于EV3编程系统的拳击手训练机器,包括用于移动的移动装置,还包括设置于移动装置上端的支撑架、设置于支撑架上用于控制的EV3主机结构、设置于支撑架上端用于距离测量的距离检测装置和设置于支撑架上端用于出拳打击的手臂结构,所述手臂结构与设置于支撑架上用于出拳打击驱动的出拳驱动装置,所述手臂结构与支撑架连接端的相对端设置有用于打击接触检测的接触检测装置,所述移动装置、出拳驱动装置、距离检测装置和接触检测装置分别与EV3主机结构信号连接。通过本发明能够有效拳击手训练机器的智能化程度,起到启蒙教育的作用。(The invention discloses a boxer training machine based on an EV3 programming system, which comprises a moving device used for moving, a supporting frame arranged at the upper end of the moving device, an EV3 host structure arranged on the supporting frame and used for controlling, a distance detection device arranged at the upper end of the supporting frame and used for distance measurement, and an arm structure arranged at the upper end of the supporting frame and used for boxing striking, wherein the arm structure and a boxing driving device arranged on the supporting frame and used for boxing striking driving are arranged, a contact detection device used for striking contact detection is arranged at the opposite end of the connecting end of the arm structure and the supporting frame, and the moving device, the boxing driving device, the distance detection device and the contact detection device are respectively in signal connection with the EV3 host structure. The intelligent degree of the boxer training machine can be effectively achieved through the intelligent training machine, and the effect of enlightening education is achieved.)

基于EV3编程系统的拳击手训练机器

技术领域

本发明属于教育机器人领域，尤其涉及一种基于EV3编程系统的拳击手训练机器。

背景技术

在日常生活中，锻炼身体已经成为大众的主流减压方式与潮流。拳击在许多国家都是人们十分喜爱的运动项目之一,它能表现出人的意志品质的强弱及身体的强健。对于拳击手训练机器人的研究目前在国内外处于起步状态。很多研究都停留在一般的水准上，主要是对运动员的技战术的研究，而对拳击手训练机器人的研究还较少。就国外而言，随着仿人机器人元件成本的降低，近几年在日本已经连续举办了几届仿人机器人拳击赛，尽管仍然需要人类在场外遥控，且参赛机器人的体积都很小。

目前，我国拳击运动员的训练方法和手段基本上采用传统的训练模式，以沙袋，模拟人形靶、手靶以及力量训练器械为主,教练员需要非常好的体能才能适应高强度的训练工作，但运用计算机或开发专项击打训练的电子设备的产品还较少。从而现有的针对拳击的机器人智能化程度低。从而通过智能机器人在教育上将启蒙教育与对拳击这项运动结合对青少年在机器人教育上起到启蒙与开拓思维的作用，能够激发广大学生学习智能技术的兴趣和动力,并大幅度地提高学生的信息技术能力和在数字时代的竞争能力，从而能够为机器人的发展打下良好的基础。

发明内容

本发明的目的为提供一种基于EV3编程系统的拳击手训练机器，能够有效拳击手训练机器的智能化程度，起到启蒙教育的作用。

为实现目的，本发明提供了一种基于EV3编程系统的拳击手训练机器，包括用于移动的移动装置，还包括设置于移动装置上端的支撑架、设置于支撑架上用于控制的EV3主机结构、设置于支撑架上端用于距离测量的距离检测装置和设置于支撑架上端用于出拳打击的手臂结构，所述手臂结构与设置于支撑架上用于出拳打击驱动的出拳驱动装置连接，所述手臂结构与支撑架连接端的相对端设置有用于打击接触检测的接触检测装置，所述移动装置、出拳驱动装置、距离检测装置和接触检测装置分别与EV3主机结构信号连接。

优选地，所述EV3主机结构设置有两个无线连接的EV3主机，其中，一个EV3主机与一按键结构和报警装置信号连接形成遥控装置，另一个EV3主机分别与移动装置、出拳驱动装置、距离检测装置和接触检测装置信号连接。

优选地，所述手臂结构包括用于与支撑架固定连接的手臂支撑板、可转动设置于手臂支撑板上的第一齿轮、可转动设置于手臂支撑板上并且对称设置于第一齿轮两侧与第一齿轮啮合的第二齿轮、设置于第二齿轮上与第二齿轮固定连接第一驱动杆，可转动设置于手臂支撑板上的第二驱动杆，所述第一驱动杆与第二齿轮连接的另一端和第二驱动杆与手臂支撑板连接的另一端分别与第三驱动杆转动连接，所述第一驱动杆与第三驱动杆一端连接，从而在第一驱动杆、第二驱动杆、手臂支撑板和第三驱动杆间形成平行四边形结构，所述第三驱动杆另一端设置有第四驱动杆，所述第三驱动杆与第四驱动杆间成设定的角度，所述第四驱动杆与第三驱动杆连接端的相对端设置有用于接触检测装置安装的接触安装台，所述第一齿轮与出拳驱动装置固定连接。

优选地，所述距离检测装置的运动面与接触检测装置在同一平面，所述距离检测装置运动转动角度为0度-110度。

优选地，所述移动装置包括两条对称平行设置的履带、与履带连接用于对履带进行支撑和驱动的支撑轮和与支撑轮连接进行用于分别对履带驱动的两个移动驱动装置，所述移动驱动装置分别与EV3主机结构信号连接。

优选地，所述支撑架包括设置于移动装置上的第一安装座、设置于第一安装座上的安装支撑板和设置于安装支撑板的第二安装座，所述EV3主机结构安装于第一安装座内，所述出拳驱动装置和距离检测装置设置于第二安装座上。

优选地，所述接触检测装置为触碰传感器。

优选地，所述距离检测装置为超声波传感器。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

在本发明中通过EV3主机结构通过距离检测装置和接触检测装置的信号控制移动装置和出拳驱动装置的运动能够有效拳击手训练机器的智能化程度，起到启蒙教育的作用。在本发明中通过手臂结构和接触检测装置的设置使得成本低，同时接触检测装置使得打击时力度低避免造成伤害。在本发明中距离检测装置使得检测速度快，提高打击的速度。在本发明中通过设置履带式的移动装置使得整体运动稳定，机器人下盘稳定，结构使用成本低，环境适应性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中手臂结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。

如图1-2所示，本发明提供了一种基于EV3编程系统的拳击手训练机器，包括用于移动的移动装置1，还包括设置于移动装置1上端的支撑架2、设置于支撑架2上用于控制的EV3主机结构3、设置于支撑架2上端用于距离测量的距离检测装置4和设置于支撑架2上端用于出拳打击的手臂结构5，手臂结构5与设置于支撑架2上用于出拳打击驱动的出拳驱动装置6连接，手臂结构5与支撑架2连接端的相对端设置有用于打击接触检测的接触检测装置7，移动装置1、出拳驱动装置6、距离检测装置4和接触检测装置7分别与EV3主机结构3信号连接。

EV3主机结构3设置有两个无线连接的EV3主机，其中，一个EV3主机与一按键结构和报警装置信号连接形成遥控装置，另一个EV3主机分别与移动装置1、出拳驱动装置6、距离检测装置4和接触检测装置7信号连接。接触检测装置7为触碰传感器。距离检测装置4为超声波传感器。

在本实施例中，按键结构又四个触碰传感器组成，用于控制移动装置1的前进、后退、左转及右转。报警装置为喇叭用于打击次数提醒和工作状态提醒。两个EV3主机通过蓝牙连接。距离检测装置4为超声波传感器，然后EV3主机结构3可以根据需要设定进行打击检测的距离，在目标小于或等于设定的打击距离后，EV3主机结构3控制进行出拳打击，在接触检测装置7触碰到目标或伸出最长的设定距离后回收，接触检测装置7触碰到目标，EV3主机结构3控制报警装置提醒打击到的次数，若接触检测装置7伸出最长的设定距离没有触碰到目标则左右拳连续不断打击，直到打击到目标或目标距离大于设定的距离。

手臂结构5包括用于与支撑架2固定连接的手臂支撑板51、可转动设置于手臂支撑板51上的第一齿轮52、可转动设置于手臂支撑板51上并且对称设置于第一齿轮52两侧与第一齿轮52啮合的第二齿轮53、设置于第二齿轮53上与第二齿轮53固定连接第一驱动杆54，可转动设置于手臂支撑板51上的第二驱动杆55，第一驱动杆54与第二齿轮53连接的另一端和第二驱动杆55与手臂支撑板51连接的另一端分别与第三驱动杆56转动连接，第一驱动杆54与第三驱动杆56一端连接，从而在第一驱动杆54、第二驱动杆55、手臂支撑板51和第三驱动杆56间形成平行四边形结构，第三驱动杆56另一端设置有第四驱动杆57，第三驱动杆56与第四驱动杆57间成设定的角度，第四驱动杆57与第三驱动杆56连接端的相对端设置有用于接触检测装置7安装的接触安装台58，第一齿轮52与出拳驱动装置6固定连接。距离检测装置4的运动面与接触检测装置7在同一平面，距离检测装置4运动转动角度为0度到110度。

在本实施例中，出拳驱动装置6为电机，出拳驱动装置6设置于第一齿轮52下方的支撑架2上，出拳驱动装置6通过第一齿轮52和两个第二齿轮53的啮合控制一个拳打出时同时另一个拳收回从而进行左右连续的出拳打击。出拳时第二齿轮53转动带动第一驱动杆54，第一驱动杆54推动第三驱动杆56带到第二驱动杆55转动，从而通过平行四边形结构进行出拳。

移动装置1包括两条对称平行设置的履带11、与履带11连接用于对履带11进行支撑和驱动的支撑轮12和与支撑轮12连接进行用于分别对履带11驱动的两个移动驱动装置13，移动驱动装置13分别与EV3主机结构3信号连接。

在本实施例中，两个移动驱动装置13为电机并且分为左电机和右电机，在左电机和右电机同时转动时进行前进或后退移动，在左电机不转和右电机转时进行左转移动，在左电机转和右电机不转时进行右转移动。每条履带11可以设置两个或三个或四个支撑轮12进行支撑驱动。

支撑架2包括设置于移动装置1上的第一安装座21、设置于第一安装座21上的安装支撑板22和设置于安装支撑板22的第二安装座23，EV3主机结构3安装于第一安装座21内，出拳驱动装置6和距离检测装置4设置于第二安装座23上。

在本实施例中，工作时，启动连接EV3主机结构3，通过EV3主机结构3控制移动装置1移动，使得机器人运动到设定的位置；在距离检测装置4检测到目标进入设定的范围内时，EV3主机结构3控制出拳驱动装置6进行不间断的设定角度的正反转，从而进行不断左右出拳打击；在接触检测装置7接触到目标后，发送信号到EV3主机结构3进行打击次数计算并且通过报警装置进行提醒，在打击次数达到设定次数后，报警装置播报结束并且EV3主机结构3控制停止工作完成一次训练，从而通过本发明能够有效拳击手训练机器的智能化程度，起到启蒙教育的作用。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。