[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2522093C1 - Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators - Google Patents

Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators Download PDF

Info

Publication number
RU2522093C1
RU2522093C1 RU2012158259/12A RU2012158259A RU2522093C1 RU 2522093 C1 RU2522093 C1 RU 2522093C1 RU 2012158259/12 A RU2012158259/12 A RU 2012158259/12A RU 2012158259 A RU2012158259 A RU 2012158259A RU 2522093 C1 RU2522093 C1 RU 2522093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
simulator
robot
sports
robot simulator
Prior art date
Application number
RU2012158259/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012158259A (en
Inventor
Евгений Борисович Соловьев
Original Assignee
Евгений Борисович Соловьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Борисович Соловьев filed Critical Евгений Борисович Соловьев
Priority to RU2012158259/12A priority Critical patent/RU2522093C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2522093C1 publication Critical patent/RU2522093C1/en
Publication of RU2012158259A publication Critical patent/RU2012158259A/en

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

FIELD: sports.
SUBSTANCE: sports robot-simulator comprises a control system consisting of a computer (1) equipped with software, and indirectly connected to the parts of the structure of the robot (13). The control system consists of the master controller (2), solenoids (12) of the pneumatic distributors (3) connected to the pneumatic motors (7, 8, 9, 10, 11) of the motion sensors and positioning. In addition, the air supply system comprises an air compressor (4), an air filter (5), a pressure regulator (6), a pressure sensor, the pneumatic distributors (3) and an actuator connected to the parts of the structure of the robot (13), comprising manipulators. At that the structures of the shoulder and hip joints are made with the ability of axial rotation.
EFFECT: simulator adaptation to different training schemes, enabling to develop reaction, to work out muscle memory of the athlete, to practice basic movements and strikes in the dynamics close to actual situation, and to simulate a real sparring, to change efforts, direction of strikes and speed of the movement of the simulator design, bringing them closer to the rhythm of the athlete.
8 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области специальных спортивных автоматизированных устройств с программным управлением, в частности к робототехнике, используемой для тренировок по рукопашному бою и других боевых единоборств, применяющих ударную технику, а также для занятий по общей физической подготовке, развитию координации, скорости, маневренности, силы удара спортсмена с помощью механической конструкции с пневматическими приводами и программируемой системы управления.The invention relates to the field of special sports automated computer-controlled devices, in particular to robotics used for hand-to-hand combat training and other martial arts using shock equipment, as well as for general physical training, development of coordination, speed, maneuverability, and impact force athlete using a mechanical design with pneumatic actuators and a programmable control system.

Известен тренажер Печеркина для тренировки спортсменов, в котором боксерская подушка закреплена на стене, подвесное тело выполнено в виде металлического ядра и закреплено на нижнем конце гибкой подвески, при этом гибкая подвеска выполнена в виде цепи из двух соединенных между собой при помощи карабина частей с возможностью регулирования длины, а кронштейн установлен на стене выше боксерской подушки по ее центру. Кроме того, тренажер может быть снабжен набором подвесных тел, имеющих разную массу (Пат. №2289465 RU. Опубл. 20.12.2006).Known Pecherkin simulator for training athletes, in which the boxing pillow is mounted on the wall, the suspension body is made in the form of a metal core and is mounted on the lower end of the flexible suspension, while the flexible suspension is made in the form of a chain of two parts interconnected by a carbine with the possibility of regulation lengths, and the bracket is mounted on the wall above the boxing pillow in its center. In addition, the simulator can be equipped with a set of suspension bodies having different weights (Pat. No. 2289465 RU. Publish. 12.20.2006).

Известен тренажер быстроты реакции боксера, включающий вертикальную штангу, перпендикулярно которой зафиксирована горизонтальная штанга, снабженная ударным элементом, приводной электродвигатель и механизм передачи движения ударному элементу, в котором ударный элемент размещен на конце горизонтальной штанги, вертикальная штанга установлена с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, для чего она соосно скреплена с валом электродвигателя, установленного на раме под штангой, включенного в сеть через регулятор напряжения (Пат. №23780 RU. Опубл. 20.07.2002).Known boxer reaction simulator, including a vertical bar, which is perpendicular to which a horizontal bar is provided, equipped with a shock element, a drive motor and a transmission mechanism for the movement of the shock element, in which the shock element is placed at the end of the horizontal bar, the vertical bar is mounted for rotation around a vertical axis, for why it is coaxially bonded to the shaft of an electric motor mounted on a frame under the bar, connected to the network through a voltage regulator (Pat. No. 23 780 RU. Published on July 20, 2002).

Известен боксерский тренажер, включающий опору, подвес, соединенный с опорой, и объект удара, соединенный с подвесом, в котором опора выполнена в виде согнутой штанги с узлом крепления к корпусу боксера (Пат. №44525 RU. Опубл. 27.03.2005).Known boxing simulator, including a support, a suspension connected to a support, and an impact object connected to a suspension, in which the support is made in the form of a bent rod with an attachment to the boxer body (Pat. No. 44525 RU. Publ. 03/27/2005).

Боксерский мешок для удара содержит основной мешок (2), закрепленный с помощью крюка (3) на потолке, и средний (6), прикрепленный к нижней части основного мешка (2) с помощью веревки. Масса среднего мешка составляет от 25% до 100% от массы основного мешка (Патент №0943360 ЕР. Опубл. 22.09.1999; Пат. №6,244,993 US. Опубл. 12.06.2001).The punch bag for the kick contains the main bag (2) fixed with a hook (3) on the ceiling, and the middle one (6) attached to the bottom of the main bag (2) with a rope. The mass of the middle bag is from 25% to 100% of the mass of the main bag (Patent No. 0943360 EP. Publish. 09/22/1999; Pat. No. 6,244,993 US. Publish. 12.06.2001).

Известен спортивный тренажер для измерения динамических характеристик ударных и толчковых движений, который содержит стойку-скобу П-образной формы, на одной из ножек последней установлены, по меньшей мере, два источника светового излучения, а на другой столько же фотоприемников. При этом каждый из источников светового излучения оптически непосредственно связан только с одним из фотоприемников. Фотоприемники оборудованы электронными схемами, регистрирующими прерывание падения на них световых пучков, при прохождении между ножками стойки-скобы руки или ноги спортсмена, а моменты их прерывания регистрируются электронной схемой (Пат. №2212920 RU. Опубл. 27.09.2003).A well-known sports simulator for measuring the dynamic characteristics of shock and jerk movements, which contains a U-shaped stand-bracket, at least two light sources are installed on one of the legs of the latter, and the same number of photodetectors on the other. Moreover, each of the light sources is optically directly coupled to only one of the photodetectors. Photodetectors are equipped with electronic circuits that record the interruption of the incidence of light beams on them when passing between the legs of the staples of an athlete’s arm or leg, and the moments of their interruption are recorded by an electronic circuit (Pat. No. 2212920 RU. Publish. 09.27.2003).

Известен тренажер, содержащий блок-схему электронного боксерского тренажера, программно управляемый боксерский мешок с ударными подвижными конечностями, снабженный средством координатного подведения его к спортсмену по сигналам о координатах его местоположения на ринге, а также непрерывным контролем функционального состояния спортсмена по датчикам в боксерском мешке и психофизиологического состояния спортсмена по датчикам на его теле и экипировке в виде параметров частоты сердечных сокращений, кровяного давления, кожного сопротивления, температуры (Пат. №2201784 RU. Опубл. 10.04.2003).A known simulator containing a block diagram of an electronic boxing simulator, a software-controlled boxing bag with shock moving limbs, equipped with a means of coordinate bringing it to the athlete by signals about the coordinates of his location in the ring, as well as continuous monitoring of the athlete’s functional state by sensors in the boxing bag and psychophysiological the athlete’s state according to the sensors on his body and equipment in the form of parameters of heart rate, blood pressure, skin resistance Lenia temperature (Pat. №2201784 RU. Publ. 10.04.2003).

Известно устройство управления автономным роботом, в котором все этапы обработки информации (прием данных от сервоприводов и датчиков, синтез моделей окружающих объектов по принятым данным, анализ синтезированных моделей, распознавание предметов, формирование и передача сигналов для управления сервоприводами и сенсорными матрицами) выполняются с высокой степенью распараллеливания. В устройстве применен способ программной обработки сцен, когда роль элементарных операндов выполняют целые двумерные и трехмерные изображения (Пат. №2424105 RU. Опубл. 10.06.2010).A control device for an autonomous robot is known in which all stages of information processing (receiving data from servos and sensors, synthesizing models of surrounding objects from received data, analyzing synthesized models, recognizing objects, generating and transmitting signals to control servos and sensor matrices) are performed with a high degree parallelization. The device employs a method of programmed processing of scenes when the role of elementary operands is performed by whole two-dimensional and three-dimensional images (Pat. No. 2424105 RU. Publ. 10.06.2010).

Однако известное устройство относится к промышленным роботам и не предназначено для его использования в качестве спортивного тренажера - робота.However, the known device relates to industrial robots and is not intended for its use as a sports simulator - a robot.

Известен тренажер (варианты), содержащий блочно-функциональные схемы построения двух вариантов многофункциональных электронных тренажеров, основанные на базе использования в качестве блока управления современного персонального компьютера со специально написанным программным обеспечением и комплекта датчиков на современной элементарной базе. Использован имитатор противника с программно-управляемыми движениями туловища, подвижных конечностей по сигналам датчиков, преобразуемых в цифровую форму, для формирования атакующих и защитных действий спортсмена с получением обратной связи в виде световой и речевой информации о допущенных ошибках. Введен генератор случайных чисел для управления блоком пространственных перемещений имитатора, введены ограничители пространственного перемещения спортсмена, снабженные датчиками и обратной связью для формирования правильной стойки, нанесения акцентированных ударов, совершенствования силы и точности ударов, развития реакции (Пат. №2201783 RU. Опубл. 10.04.2003).A known simulator (options) containing block-functional schemes for constructing two versions of multifunctional electronic simulators based on the use of a modern personal computer with specially written software and a set of sensors on a modern elementary base as a control unit. An adversary simulator was used with software-controlled body movements, moving limbs using digital signals of sensors to form the attacking and defensive actions of an athlete with feedback in the form of light and voice information about the mistakes made. A random number generator has been introduced to control the block of spatial movements of the simulator; limiters have been introduced for the spatial movement of the athlete, equipped with sensors and feedback for forming the correct stance, applying punched punches, improving the strength and accuracy of punches, developing the reaction (Pat. No. 2201783 RU. Publ. 10.04. 2003).

Однако в известном тренажере отсутствует пневматическая система и механическая конструкция, способные наносить удары и совершать движения корпусом, имитируя спарринг, максимально приближенный к реальному.However, the known simulator lacks a pneumatic system and a mechanical structure that can strike and make body movements, simulating sparring that is as close as possible to the real one.

В известных источниках информации отсутствует наиболее близкий аналог заявленному решению.In the known sources of information there is no closest analogue to the claimed solution.

Задачей настоящего изобретения является адаптация тренажера к различным схемам тренировок, позволяющим развивать реакцию, нарабатывать мышечную память спортсмена, начинающего, в том числе, отрабатывать базовые движения и удары в динамике, приближенной к реальной ситуации, и имитировать реальный спарринг, кроме того, изменять усилия, направление ударов и скорость движения конструкции тренажера, приближая их к ритму спортсмена.The objective of the present invention is to adapt the simulator to various training schemes, allowing to develop a reaction, develop the muscle memory of an athlete who begins, including, to work out basic movements and strokes in dynamics close to the real situation, and simulate real sparring, in addition, change efforts, the direction of blows and the speed of the construction of the simulator, bringing them closer to the rhythm of the athlete.

Поставленная задача решается тем, что в спортивном роботе- тренажере с программным управлением на пневматических приводах использована автоматизированная система управления, состоящая из компьютера, оснащенного программным обеспечением, которое загружается в контроллер управления, подающий сигналы на соленоиды пневматических распределителей, датчиков движения и позиционирования, опосредованно соединенная с механическими частями конструкции робота-тренажера, при этом система управления интегрирована в систему подачи воздуха, содержащую воздушный компрессор, воздушный фильтр, регулятор давления, датчик давления, пневматические распределители и исполнительный механизм робота, состоящий из механических манипуляторов конструкции тренажера, включающей плечевые и тазобедренные соединения, выполненные с возможностью осевого вращения.The problem is solved in that in a sports robot simulator with programmed control on pneumatic drives, an automated control system is used, consisting of a computer equipped with software that is loaded into a control controller that sends signals to the solenoids of pneumatic distributors, motion and positioning sensors, indirectly connected with mechanical parts of the design of the robot simulator, while the control system is integrated into the air supply system, rzhaschuyu air compressor, air filter, pressure regulator, pressure gauge, pneumatic valves and executive robot mechanism consisting of mechanical manipulators simulator design consisting shoulder and hip compound capable of axial rotation.

Целесообразно, для расширения диапазона использования робота-тренажера, в качестве исполнительных двигателей использовать пневматические цилиндры, пневматические баллоны, пневматические подушки, пневматические мускулы, мембранные пневматические двигатели.It is advisable to expand the range of use of the robot simulator, use pneumatic cylinders, pneumatic cylinders, pneumatic pillows, pneumatic muscles, membrane pneumatic engines as executive engines.

В качестве плечевых и тазобедренных соединений робота-тренажера целесообразно использовать поворотные механизмы с осевым приводом, соединенные с пневматическими двигателями, позволяющими использовать в программах тренировок боковые удары, а также для демпфирования (подавления колебаний) в момент удара, что позволит спортсмену применять блоки и отводящие движения.As the shoulder and hip joints of the robot simulator, it is advisable to use rotary mechanisms with an axial drive connected to pneumatic engines that allow the use of side impacts in training programs, as well as for damping (vibration suppression) at the time of impact, which will allow the athlete to use blocks and deflecting movements .

Для осуществления различной скорости ударов в процессе тренировок целесообразно контроллер управления выполнить с возможностью изменения скорости срабатывания соленоидов пневматических распределителей, подающих воздух в пневматические цилиндры.To implement different speeds of blows during training, it is advisable to control the controller with the ability to change the speed of the solenoids of pneumatic distributors that supply air to the pneumatic cylinders.

Для осуществления ударов различной силы в процессе тренировок целесообразно контроллер управления выполнить с возможностью использования различных последовательностей срабатывания соленоидов пневматических распределителей, подающих воздух в пневматические цилиндры.To carry out strokes of various strengths during training, it is advisable to perform the control controller with the possibility of using different sequences of operation of the solenoids of pneumatic distributors that supply air to the pneumatic cylinders.

Целесообразно, для изменения силы ударов в процессе тренировки, контроллер управления выполнить с возможностью изменения силы ударов тренажера посредством распределения воздуха на регуляторы давления, выполненные с различной пропускной способностью.It is advisable, to change the force of the blows during the training, the control controller is configured to change the force of the blows of the simulator by distributing air to pressure regulators made with different throughputs.

Целесообразно, для приближения имитации движений робота-тренажера к движениям человека, в конструкции тренажера использовать соотношения и пропорции размеров частей тела человека, а в движения манипуляторов заложить сходство с движениями тела человека.It is advisable, in order to approximate the simulation of the movements of the robot simulator to the movements of a person, in the design of the simulator use the ratios and proportions of the sizes of parts of the human body, and in the movements of the manipulators lay similarities with the movements of the human body.

Настоящее изобретение поясняют подробным описанием и схемами, на которых:The present invention is illustrated by a detailed description and diagrams in which:

Фиг.1 характеризует функциональную схему спортивного робота-тренажера с программным управлением на пневматических приводах (далее робота-тренажера) согласно изобретению.Figure 1 characterizes the functional diagram of a sports robot simulator with software control on pneumatic drives (hereinafter robot simulator) according to the invention.

Фиг.2 иллюстрирует вид спереди схемы расположения пневматических двигателей в конструкции робота-тренажера.Figure 2 illustrates a front view of the layout of pneumatic engines in the design of the robot simulator.

Фиг.3 иллюстрирует вид сбоку схемы расположения пневматических двигателей в конструкции робота тренажера.Figure 3 illustrates a side view of the layout of pneumatic engines in the design of the robot simulator.

Фиг.4 иллюстрирует вид сзади схемы расположения пневматических двигателей в конструкции робота тренажера.Figure 4 illustrates a rear view of the arrangement of pneumatic engines in the design of the robot simulator.

Фиг.5 иллюстрирует изометрию схемы расположения пневматических двигателей в конструкции робота-тренажера.Figure 5 illustrates an isometric diagram of the location of pneumatic engines in the design of the robot simulator.

Спортивный робот тренажер содержит систему управления, которая состоит из компьютера 1, с установленным программным обеспечением, контроллера управления 2, соленоидов пневматических распределителей 12, пневматических распределителей 3 (Фиг.1). Система управления опосредованно соединена с элементами конструкции робота, состоящего из манипуляторов и непосредственно конструкции тренажера 13, включающей плечевые и тазобедренные соединения, выполненные с возможностью осевого вращения.The sports robot simulator contains a control system, which consists of a computer 1, with installed software, a control controller 2, solenoids of pneumatic valves 12, pneumatic valves 3 (Figure 1). The control system is indirectly connected with structural elements of the robot, consisting of manipulators and directly the design of the simulator 13, including shoulder and hip joints made with the possibility of axial rotation.

С компьютера 1 программа загружена в контроллер управления 2, который выполнен с возможностью преобразования программы в сигнал и направления его на соленоиды 12 пневматических распределителей 3. Пневматические распределители 3 соединены с воздушным компрессором 4, воздушным фильтром 5 и регуляторами давления 6. Регуляторы давления 6 имеют возможность подачи давления воздуха на пары пневматических двигателей верхних 7, нижних 8, поворотных верхних 9, поворотных нижних 10 и подъемного 11 посредством пневматических распределителей 3. Количество пневматических двигателей 7, 8, 9, 10, 11 определено в соответствии с необходимой функциональностью и комплектацией, не менее двух пневматических двигателей верхних 7, для использования только прямых ударов руками-манипуляторами. При этом каждый из пневматических двигателей 7, 8, 9, 10, 11 соединен с пневматическими распределителями 3.From computer 1, the program is loaded into the control controller 2, which is configured to convert the program into a signal and direct it to the solenoids 12 of the pneumatic valves 3. The pneumatic valves 3 are connected to the air compressor 4, the air filter 5 and the pressure regulators 6. Pressure regulators 6 have the ability supply of air pressure to the pairs of pneumatic engines of the upper 7, lower 8, rotary upper 9, rotary lower 10 and lifting 11 by means of pneumatic distributors 3. Quantity pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 are determined in accordance with the necessary functionality and configuration, at least two pneumatic engines of the top 7, for using only direct punches by manipulator hands. Moreover, each of the pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 is connected to pneumatic valves 3.

Кроме того, в качестве исполнительных двигателей 7, 8, 9, 10, 11 манипуляторов использованы, соответственно, пневматические цилиндры, пневматические баллоны, пневматические подушки, пневматические мускулы, мембранные пневматические двигатели.In addition, pneumatic cylinders, pneumatic cylinders, pneumatic pillows, pneumatic muscles, membrane pneumatic motors, respectively, were used as actuators 7, 8, 9, 10, 11 of the manipulators.

В конструкции плечевых и тазобедренных соединений использованы поворотные механизмы с осевым приводом, соединенные с поворотными пневматическими двигателями 9, 10.The design of the shoulder and hip joints used rotary mechanisms with an axial drive connected to rotary pneumatic engines 9, 10.

Для осуществления роботом-тренажером 13 движений различной скорости контроллер управления 2 выполнен с возможностью изменения скорости подачи сигнала на соленоиды 12 пневматических распределителей 3.For the implementation of the robot simulator 13 movements of different speeds, the control controller 2 is configured to change the speed of the signal to the solenoids 12 of the pneumatic valves 3.

Для осуществления роботом-тренажером движений различной силы контроллер управления 2 выполнен с возможностью изменения давления в пневматических двигателях 7, 8, 9, 10, 11 посредством подачи воздуха на регуляторы давления 6, выполненные с возможностью подачи различного давления.For the implementation by the robot simulator of movements of different strengths, the control controller 2 is configured to change the pressure in the pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 by supplying air to the pressure regulators 6, configured to supply various pressures.

Для приближения имитации движений элементов конструкции робота-тренажера 13 к движениям человека, в манипуляторах и конструкции тренажера использованы соотношения и пропорции размеров частей тела человека, а в движения манипуляторов заложено пропорциональное сходство с движениями частей тела человека.To approximate the simulation of the movements of the design elements of the robot simulator 13 to the movements of a person, the manipulators and the design of the simulator used ratios and proportions of the sizes of the parts of the human body, and the proportions of the movements of the manipulators are proportional to the movements of the parts of the human body.

Спортивный робот тренажер используется следующим образом.Sports robot simulator is used as follows.

Основная движущая сила - поток воздуха - подается через воздушный компрессор 4, который создает давление воздуха, необходимое для работы спортивного робота-тренажера, и направляет воздушный поток на пневматические распределители 3 через регуляторы давления 6 (Фиг.1). Пневматические распределители направляют воздушный поток на пневматические двигатели 7, 9 в верхней части конструкции 13 робота, два из которых 7, по одному на каждый манипулятор, двигают манипуляторы вперед, а два 9, по одному на каждый манипулятор, выполняют поворотные движения, и в пневматические двигатели 8, 10 в нижней части конструкции 13 робота, из которых пневматические двигатели 8, по одному на каждый манипулятор, двигают манипуляторы вперед, а пневматические двигатели 10, по одному на каждый манипулятор, выполняют поворотные движения, и один двигатель 11, по центру робота-тренажера поднимает тренажер в процессе тренировки, что имитирует прыжки.The main driving force - the air flow - is supplied through the air compressor 4, which creates the air pressure necessary for the operation of the sports robot simulator, and directs the air flow to the pneumatic distributors 3 through pressure regulators 6 (Figure 1). Pneumatic distributors direct air flow to the pneumatic engines 7, 9 in the upper part of the robot structure 13, two of which 7, one for each manipulator, move the manipulators forward, and two 9, one for each manipulator, perform rotary movements, and in pneumatic motors 8, 10 in the lower part of the robot structure 13, of which pneumatic motors 8, one for each manipulator, move the manipulators forward, and pneumatic motors 10, one for each manipulator, perform rotary movements, and Din motor 11, the center-simulator robot picks up the simulator during training that simulates jumping.

Компьютер 1 загружает программу тренировки в контроллер управления 2, который преобразует программу в сигнал на соленоиды 12, открывающие клапаны пневматических распределителей 3.Computer 1 downloads the training program to the control controller 2, which converts the program into a signal to the solenoids 12 that open the valves of the pneumatic distributors 3.

Пневматические двигатели 7, 8, 9, 10, 11 преобразуют давление воздуха в механические движения частей конструкции 13 (конечностей, корпуса) робота-тренажера.Pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 convert the air pressure into the mechanical movements of parts of the structure 13 (limbs, body) of the robot simulator.

В конструкциях плечевых соединений используют поворотные механизмы с осевым приводом, которые соединяются с пневматическими двигателями 9 и 10.In the designs of the shoulder joints, rotary mechanisms with an axial drive are used, which are connected to pneumatic engines 9 and 10.

В процессе тренировки контроллер управления 2 изменяет скорость срабатывания и последовательность срабатывания пневматических двигателей 7, 8, 9, 10, 11 посредством соленоидов 12 пневматических распределителей 3.In the process of training, the control controller 2 changes the actuation speed and the actuation sequence of the pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 by means of solenoids 12 of the pneumatic distributors 3.

Для осуществления удара различной силы конструкцию 13 робота-тренажера выполняют с возможностью изменения давления в пневматических двигателях 7, 8, 9, 10, 11 посредством регуляторов давления 6.To carry out a blow of various strengths, the design 13 of the simulator robot is configured to change the pressure in the pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11 by means of pressure regulators 6.

Приближение имитации движений элементов конструкции (конечностей и туловища) 13 робота-тренажера к движениям человека используют в манипуляторах и конструкции 13 робота-тренажера соотношения и пропорции размеров частей тела человека, а в движения манипуляторов закладывают пропорциональное сходство с движениями частей тела человека.The approximation of the simulation of the movements of structural elements (limbs and torso) 13 of the robot simulator to human movements is used in the manipulators and construction 13 of the robot simulator of the ratio and proportion of the sizes of parts of the human body, and proportional similarities with the movements of parts of the human body are laid in the movements of the manipulators.

Комплектация спортивного робота-тренажера напрямую зависит от требуемой функциональности. В качестве пневматических исполнительных двигателей 7, 8, 9, 10, 11 манипуляторов используют, соответственно, пневматические цилиндры, пневматические баллоны, пневматические подушки, пневматические мускулы, мембранные пневматические двигатели.The complete set of the sports robot simulator directly depends on the required functionality. As pneumatic actuators 7, 8, 9, 10, 11 manipulators, respectively, use pneumatic cylinders, pneumatic cylinders, pneumatic pillows, pneumatic muscles, membrane pneumatic engines.

От количества пневматических двигателей 7, 8, 9, 10, 11 зависит расход и давление воздуха в системе.The flow rate and air pressure in the system depend on the number of pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11.

Для большей функциональности спортивного робота-тренажера используют воздушный компрессор 4, работающий и с большим давлением до 15 бар. В такой комплектации недопустимо устанавливать стандартные пневматические двигатели 7, 8, 9, 10, 11, имеющие ограничение - 10 бар, и пневматические мускулы - 6-8 бар.For greater functionality of the sports robot simulator, an air compressor 4 is used, which operates with high pressure up to 15 bar. In this configuration, it is unacceptable to install standard pneumatic engines 7, 8, 9, 10, 11, having a limit of 10 bar, and pneumatic muscles - 6-8 bar.

При комплектации спортивного робота-тренажера, не требующего постоянной большой нагрузки, используют воздушный компрессор 4 с давлением до 8 бар.When picking a sports robot simulator that does not require a constant heavy load, an air compressor 4 with a pressure of up to 8 bar is used.

При использовании промышленных воздушных компрессоров устанавливают дополнительный регулятор давления (не показано) с максимальной пропускной способностью 8 бар.When using industrial air compressors, an additional pressure regulator (not shown) is installed with a maximum throughput of 8 bar.

В стандартной комплектации максимальное усилие составляет 113, 6 кг/с, а максимальная скорость достигает 6-8 м/с. Эти параметры значительно ниже, чем у спортсменов, но достаточны для реалистичности спарринга. Движения, которые выполняет спортивный робот-тренажер, показаны на фиг.3-6.As standard, the maximum force is 113.6 kg / s, and the maximum speed reaches 6-8 m / s. These parameters are significantly lower than athletes, but sufficient for realistic sparring. The movements that the sports robot simulator performs are shown in FIGS. 3-6.

Предлагаемый робот-тренажер позволяет распределять усилия и адаптировать тренажер к различным схемам тренировок, позволяющим развивать реакцию, нарабатывать мышечную память спортсмена, начинающего в том числе, за счет ответной реакции тренажера на действия спортсмена.The proposed robot simulator allows you to distribute efforts and adapt the simulator to various training schemes that allow you to develop a reaction, develop the muscle memory of an athlete, including, among other things, due to the response of the simulator to the actions of the athlete.

Кроме того, позволяет отрабатывать базовые движения и удары в динамике, приближенной к реальной ситуации, имитируя движения человека и имитируя спарринг.In addition, it allows you to practice basic movements and strokes in dynamics close to the real situation, simulating human movements and imitating sparring.

Предлагаемый спортивный робот-тренажер создает условия, за счет наличия пневматической системы, изменять усилия, направление ударов и скорость движения конструкции тренажера, приближая их к ритму конкретного спортсмена, что позволяет отрабатывать движения максимально эффективно и в доступные для ударов зоны.The proposed sports robot simulator creates the conditions, due to the presence of a pneumatic system, to change the efforts, direction of blows and the speed of movement of the simulator design, bringing them closer to the rhythm of a specific athlete, which allows you to work out the movements as efficiently as possible and in the zones accessible for blows.

Кроме того, спортивный робот-тренажер является удобным спарринг-партнером спортсмена в любое время по различным готовым вариантам программы спарринга, а также индивидуальной программе, в зависимости от изначальной подготовки или физического состояния спортсмена. При этом робот-тренажер имеет возможность адаптации в различные схемы тренировок с изменением усилий и скорости движения.In addition, the sports robot simulator is a convenient athlete’s sparring partner at any time according to various ready-made sparring program options, as well as an individual program, depending on the athlete’s initial preparation or physical condition. At the same time, the robot simulator has the ability to adapt to various training schemes with a change in effort and speed.

Claims (8)

1. Спортивный робот-тренажер с программным управлением на пневматических приводах, характеризующийся использованием в спортивном тренажере автоматизированной системы управления, состоящей из компьютера, оснащенного программным обеспечением, которое загружается в контроллер управления, подающий сигналы на соленоиды пневматических распределителей, датчиков движения и позиционирования, опосредованно соединенной с механическими частями конструкции робота-тренажера, при этом система управления интегрирована в систему подачи воздуха, содержащую воздушный компрессор, воздушный фильтр, регулятор давления, датчик давления, пневматические распределители и исполнительный механизм робота, состоящий из механических манипуляторов конструкции тренажера, включающей плечевые и тазобедренные соединения, выполненные с возможностью осевого вращения.1. A sports robot simulator with programmed control on pneumatic drives, characterized by the use of an automated control system in a sports simulator, consisting of a computer equipped with software that is loaded into the control controller, which sends signals to the solenoids of pneumatic distributors, motion and positioning sensors, indirectly connected with mechanical parts of the design of the robot simulator, while the control system is integrated into the air supply system, comprising an air compressor, an air filter, a pressure regulator, a pressure sensor, pneumatic valves and an actuator of the robot, consisting of mechanical manipulators of the simulator design, including shoulder and hip joints made with axial rotation. 2. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что в качестве исполнительных двигателей использованы пневматические цилиндры, пневматические баллоны, пневматические подушки, пневматические мускулы, мембранные пневматические двигатели.2. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the pneumatic cylinders, pneumatic cylinders, pneumatic pillows, pneumatic muscles, membrane pneumatic engines are used as executive engines. 3. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что в конструкции плечевых и тазобедренных соединений использованы поворотные механизмы с осевым приводом, соединенные с пневматическими двигателями.3. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the design of the shoulder and hip joints used rotary mechanisms with an axial drive connected to pneumatic engines. 4. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что контроллер управления выполнен с возможностью изменения скорости срабатывания соленоидов пневматических распределителей.4. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the control controller is configured to change the response speed of the solenoids of pneumatic valves. 5. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что контроллер управления выполнен с возможностью использования различных последовательностей срабатывания соленоидов пневматических распределителей.5. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the control controller is configured to use different sequences of operation of the solenoids of pneumatic valves. 6. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что контроллер управления выполнен с возможностью изменения силы ударов тренажера посредством распределения воздуха на регуляторы давления, выполненные с различной пропускной способностью.6. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the control controller is configured to change the impact force of the simulator by distributing air to pressure regulators made with different throughputs. 7. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что в конструкции тренажера использованы соотношения и пропорции размеров частей тела человека.7. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the ratio and proportions of the sizes of parts of the human body are used in the design of the simulator. 8. Робот-тренажер по п.1, отличающийся тем, что в движения манипуляторов заложено сходство с движениями частей тела человека. 8. The robot simulator according to claim 1, characterized in that the movements of the manipulators are similar to the movements of parts of the human body.
RU2012158259/12A 2012-12-29 2012-12-29 Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators RU2522093C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012158259/12A RU2522093C1 (en) 2012-12-29 2012-12-29 Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012158259/12A RU2522093C1 (en) 2012-12-29 2012-12-29 Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2522093C1 true RU2522093C1 (en) 2014-07-10
RU2012158259A RU2012158259A (en) 2014-07-10

Family

ID=51215684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012158259/12A RU2522093C1 (en) 2012-12-29 2012-12-29 Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2522093C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698356C2 (en) * 2017-06-01 2019-08-26 Виктор Александрович Бакин Electromechanical simulator for boxing
RU197583U1 (en) * 2019-11-20 2020-05-15 Мария Евгеньевна Муретова HUMAN LIKE ROBOT SIMULATOR
RU2765936C1 (en) * 2021-06-12 2022-02-07 Роман Владимирович Турец Modular ring for competitions (versions)
RU2825772C1 (en) * 2023-11-16 2024-08-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Portable false object

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3659848A (en) * 1969-06-11 1972-05-02 Thomas N Depew Mobile tackling dummy
RU2201784C2 (en) * 2000-09-07 2003-04-10 Юрий Николаевич Жданов Exerciser
GB2382307A (en) * 2001-11-21 2003-05-28 John Beresford Ballmax Ltd Recreational and training apparatus
WO2010122540A2 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 John Paul Hartigan Tackle practice apparatus and a method for practising tackling in a contact sport

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3659848A (en) * 1969-06-11 1972-05-02 Thomas N Depew Mobile tackling dummy
RU2201784C2 (en) * 2000-09-07 2003-04-10 Юрий Николаевич Жданов Exerciser
GB2382307A (en) * 2001-11-21 2003-05-28 John Beresford Ballmax Ltd Recreational and training apparatus
WO2010122540A2 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 John Paul Hartigan Tackle practice apparatus and a method for practising tackling in a contact sport

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2698356C2 (en) * 2017-06-01 2019-08-26 Виктор Александрович Бакин Electromechanical simulator for boxing
RU197583U1 (en) * 2019-11-20 2020-05-15 Мария Евгеньевна Муретова HUMAN LIKE ROBOT SIMULATOR
RU2765936C1 (en) * 2021-06-12 2022-02-07 Роман Владимирович Турец Modular ring for competitions (versions)
RU2825772C1 (en) * 2023-11-16 2024-08-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" Министерства обороны Российской Федерации Portable false object

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012158259A (en) 2014-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3615702B2 (en) Motion control device and motion control method for legged mobile robot, and legged mobile robot
US5772522A (en) Method of and system for analyzing a golf club swing
US6741911B2 (en) Natural robot control
US11596846B2 (en) Interactive heavy bag training apparatus with dynamic positioning and adaptive control
Choi et al. Position and compliance control of a pneumatic muscle actuated manipulator for enhanced safety
CN101367015A (en) Self contained inertial navigation system for interactive control using movable controller
RU2522093C1 (en) Sports robot-simulator with programme control in pneumatic actuators
CN105892626A (en) Lower limb movement simulation control device used in virtual reality environment
CN109529274B (en) Upper limb joint active rehabilitation system based on redundant mechanical arm and training method thereof
CN109987170B (en) lower limb device of humanoid robot based on cylinder
Rauter et al. A tendon-based parallel robot applied to motor learning in sports
US20220401790A1 (en) Electromechanical physical resistance device
RU2201784C2 (en) Exerciser
CN113283116B (en) Multi-information fusion human motion analysis method and device
Adel et al. Design of a 6-DOF hydraulic vehicle driving simulator
US11925848B2 (en) Combat applications partner
RU2201783C2 (en) Exerciser (versions)
Felton et al. Are planar simulation models affected by the assumption of coincident joint centers at the hip and shoulder?
Mobalegh Development of an autonomous humanoid robot team
RU181521U1 (en) Robot simulator for training martial artists
Tanaka et al. Humanoid robot performing jump-and-hit motions using structure-integrated pneumatic cable cylinders
RU169370U1 (en) Martial Arts Sports Equipment
Friedmann et al. Tailored real-time simulation for teams of humanoid robots
RU2713580C1 (en) Training implement
RU2573291C1 (en) Sports implement for development of speed of movement of hands

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141230