專利名稱:普及型棋牌及益智游戲用機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型屬于機電控制及機器人領(lǐng)域,尤其涉及一種普及型棋牌及益智游戲用機器人。
背景技術(shù):
各種計算機電子棋牌及益智游戲,不但使用方便,又可以開發(fā)智力,怡情養(yǎng)生,因此深受大眾喜愛。但計算機存在輻射危害健康、長時間看屏幕有害視力等缺點,越來越引發(fā)人們的擔憂。一些公司及研發(fā)人員,已嘗試將機器人應(yīng)用于棋牌類游戲,這樣一來,人們就無需近距離接近計算機及屏幕,有效解決了計算機危害健康的問題。但客觀現(xiàn)狀是,這種機器人的使用一直沒能得到普及,不能進入普通家庭,究其原因,主要是現(xiàn)有的技術(shù)存在以下不足1、現(xiàn)有的棋牌及益智游戲用機器人的本體,仍采用的是通用型的工業(yè)機器人,價格極其昂貴,一般在幾十萬人民幣以上,如專利申請?zhí)?2112261. X公開了一種象棋大師機器人,選用的是SCARA通用機器人。2、棋盤識別系統(tǒng)的作用是,實現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)感知棋子的位置,判斷棋子的種類,從而保證機器人思維下一步的棋路走法?,F(xiàn)有的棋盤識別系統(tǒng),存在價格高、使用不便的不足,如上述專利申請?zhí)?2112261. X,該專利采用了棋盤內(nèi)設(shè)置90個光電感應(yīng)器的復(fù)雜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致成本大幅增加;又如專利申請?zhí)?3116603. 2,該專利采用了在棋盤上空1米處設(shè)支架,設(shè)置若干光源,通過攝像機收集圖像數(shù)據(jù),發(fā)送給計算機進行數(shù)據(jù)識別處理,該方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使用不便。3、棋牌及益智游戲的種類繁多,如中國象棋、國際象棋、圍棋、華容道、數(shù)學(xué)計算練習(xí)、英語單詞練習(xí)等,現(xiàn)實是缺少一種機器人的技術(shù)系統(tǒng),有效的融合各種棋牌及益智游戲,導(dǎo)致棋牌及益智游戲用機器人的通用性低,也進一步阻礙了這種機器人的普及。綜上所述,針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷,市場急需一種產(chǎn)品,即可以融合各種棋牌及益智游戲,又可使人們不接近計算機及屏幕,就能達到與計算機對弈、學(xué)習(xí),寓教于樂的效果,最主要的是價格要讓普通家庭能夠接受。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種普及型棋牌及益智游戲用機器人,它在具有電子棋牌及益智游戲功能的基礎(chǔ)上,采用了專用化設(shè)計的機器人,大幅降低現(xiàn)有機器人產(chǎn)品的成本,同時也提供了將各種棋牌及益智游戲有效融合的技術(shù)解決方案,提高產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。為達成上述目的,本實用新型采用的技術(shù)方案是一種普及型棋牌及益智游戲用機器人,包括驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng),其特征在于還包括棋盤(1)、行棋用鍵盤O)、棋子 (20)、手爪、專用棋子盒(3)、計算機之一種或多種的組合,其中所述驅(qū)動系統(tǒng)中,實現(xiàn)手爪左右移動及前后移動的傳動機構(gòu),都采用齒形同步帶傳動,并在這兩個移動方向上各配置一個光電感應(yīng)器(13),以檢測及補正移動位置。馬達箱(11)前后移動的定位及導(dǎo)向方式是,一側(cè)為導(dǎo)向軸(10),另一側(cè)為機座 (5)的五金板插入馬達箱(11)的勾部。手爪由圓管式電磁鐵(14)同吸盤式電磁鐵(16)連接構(gòu)成,實現(xiàn)棋子的上下移動。圓管式電磁鐵實現(xiàn)對吸盤式電磁鐵的推拉動作,吸盤式電磁鐵實現(xiàn)對棋子的磁力吸附。棋盤可選用現(xiàn)在市場上已有的帶棋盤識別系統(tǒng)的棋盤,但在需要降低成本或是相對簡單的游戲的情況下,可配置行棋用鍵盤(1),鍵盤上印有行棋指令文字,內(nèi)容包括大小寫阿拉伯數(shù)字、英文字母、棋子種類(如“車” “馬”)、行棋方向(如“進” “退”)等,可根據(jù)游戲種類,選擇印上述內(nèi)容的一種或幾種的組合。行棋者通過鍵盤輸入(如象棋的“車一進五”),控制自己的行棋,同時實現(xiàn)機器人感知棋子的位置及種類,也可通過鍵盤輸入,結(jié)合控制系統(tǒng)的語音提示系統(tǒng),進行數(shù)學(xué)計算、英語單詞拼寫等的練習(xí)??刂葡到y(tǒng)包括游戲運行軟件、馬達控制、光電感應(yīng)器控制、電磁鐵控制等,也可選配語音提示功能控制,可以將控制系統(tǒng)全部配置在機器人內(nèi)部,也可將部分控制系統(tǒng)以軟件形式安裝在計算機內(nèi),并用數(shù)據(jù)線將機器人同計算機連接使用,從而進一步降低機器人價格,并實現(xiàn)更多的網(wǎng)絡(luò)功能,如可以聯(lián)網(wǎng)進行網(wǎng)絡(luò)游戲等??刂葡到y(tǒng)設(shè)置棋盤尺寸補正的的軟件程序,對于不同棋類或不同尺寸的棋盤,通過實際測量新棋盤的長寬尺寸,并將尺寸數(shù)據(jù)輸入機器人,控制系統(tǒng)可進行自動補正,從而實現(xiàn)棋盤更換的簡易性,棋盤可以采用廉價的塑料棋盤、紙棋盤、自制棋盤、打印棋盤等??刂葡到y(tǒng)也設(shè)置自動定點的軟件程序,即當控制系統(tǒng)確定棋盤種類及尺寸后,自動計算棋盤的交叉點或格子的數(shù)量,及全部交叉點或格子的理論位置,例如中國象棋有90個交叉點、 國際象棋有64個格子,手爪只能停止在這些被定點的位置上,從而提高棋子的定位精度及定位速度。為實現(xiàn)電磁鐵的吸附,棋子的制造方法采用如下方法之一棋子采用純鐵、低碳鋼或硅鋼片的板材,沖壓加工而成,形狀為薄圓片或薄方塊,文字直接沖壓成形;或采用將純鐵、低碳鋼或硅鋼片材料鑲?cè)肫遄颖倔w的結(jié)構(gòu),棋子本體采用木材或塑料;或采用軟磁橡膠材料注塑成形。機器人配置有阿拉伯數(shù)字、英文字母、各種標示及圖案的棋子,通過機器人手爪的移動,將棋子有序的放置在游戲盤上的相應(yīng)位置,結(jié)合鍵盤輸入及語音提示功能,進行學(xué)習(xí)及游戲。對于需增加放置棋子于棋盤上的這類棋,如圍棋、五子棋等,配置可選的專用棋子盒(3),盒內(nèi)分割成若干個格子,每個格子下面放一個壓縮彈簧(19),棋子00)放在彈簧上面,彈性系數(shù)設(shè)定為棋子重量除以棋子厚度,從而保證每取走一個棋子后,下面的棋子會自動升到相同位置,實現(xiàn)自動化取棋子??梢孕断聢A管式電磁鐵(14)及吸盤式電磁鐵(16),將畫筆、玩具零件、撥桿零件等工具安裝在滑塊(1 上,通過控制這些工具的2維平面移動,實現(xiàn)例如畫畫、打槍、棋子移動類的游戲,進一步拓寬該機器人的應(yīng)用范圍。本實用新型的有益效果是1、避免了計算機電子游戲危害健康的問題;2、通過采用專用化設(shè)計的機器人,大幅降低現(xiàn)有產(chǎn)品的成本,使棋牌及益智游戲用機器人,可以進入普通家庭、棋社及休閑娛樂場所;[0020]3、提供了將各種棋牌及益智游戲有效融合的技術(shù)解決方案,一棋多用,提高了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍,為各種棋牌及益智游戲的普及、新游戲的開發(fā)提供良好的硬件基礎(chǔ)。
圖1是本實用新型的產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是本實用新型的驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造示意圖;圖3是本實用新型的馬達箱定位及導(dǎo)向的構(gòu)造剖面圖;圖4是本實用新型的專用棋子盒構(gòu)造示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。在圖1、圖2、圖3及圖4所示,本實用新型,包括驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng),還包括棋盤 (1)、行棋用鍵盤O)、棋子(20)、手爪、專用棋子盒(3)、計算機之一種或多種的組合,其中實現(xiàn)手爪前后移動的構(gòu)件主要有馬達(8)、同步齒形帶(9)、導(dǎo)向軸(10);實現(xiàn)手爪左右移動的構(gòu)件主要有馬達箱(11)、馬達(12)、同步齒形帶(17)、滑塊(15);并在這兩個移動方向上各配置一個光電感應(yīng)器(13),棋子上下移動的傳動機構(gòu)由圓管式電磁鐵(14)同吸盤式電磁鐵(16)連接構(gòu)成,外殼及機架包括機座(5)、機座上蓋0)、手爪底板(7)、手爪上蓋(6)。1、手爪前后移動的過程如下馬達(8)接受指令后轉(zhuǎn)動,帶動同步齒形帶(9)移動,從而帶動馬達箱(11)、手爪等部件前后移動。2、手爪左右移動的過程如下馬達(1 接受指令后轉(zhuǎn)動,帶動同步齒形帶(17)移動,從而帶動滑塊(15)、手爪
左右移動。3、棋子上移的過程如下圓管式電磁鐵(14)通電,推桿下移,快接近棋子時,吸盤式電磁鐵(16)通電,吸住棋子,然后圓管式電磁鐵(14)斷電,推桿受彈力復(fù)位上移,帶動棋子上移。4、棋子上落的過程如下吸盤式電磁鐵(16)斷電后,棋子失去吸力,自重落下。5、行棋過程及時序如下a.游戲者通過行棋用小鍵盤( ,輸入自己決定的棋路走法;b.控制系統(tǒng)接受指令后,控制手爪前后左右移動,使吸盤式電磁鐵(16)移動至需移動棋子的正上方;c.上述的棋子上移的過程;d.控制手爪前后左右移動,使吸盤式電磁鐵(16)移動至目標位置的正上方,吸盤式電磁鐵(16)斷電,棋子落下;e.在控制上面b、C、d動作同時,控制系統(tǒng)開始思維應(yīng)對的棋路走法,上面b、C、d 動作完成后,適時開始機器人方的行棋,過程及時序同上面b、c、d動作;f.當吃子時,先控制上面b、C、d動作,將被吃的棋子移走,再控制上面b、C、d動作,將行棋方的棋子移至被吃棋子的位置; g.如選用了帶棋盤識別系統(tǒng)的棋盤,則游戲者可以直接行棋,在游戲者行棋后,機器人可以自動感知游戲者的行棋內(nèi)容,并適時開始機器人方的行棋,過程及時序同上面b、 c、d云力作。
權(quán)利要求1.一種普及型棋牌及益智游戲用機器人,包括驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng),其特征在于還包括棋盤(1)、行棋用鍵盤O)、棋子(20)、手爪、專用棋子盒(3)、計算機之一種或多種的組合。其中所述驅(qū)動系統(tǒng)中,實現(xiàn)手爪左右移動及前后移動的傳動機構(gòu),都采用齒形同步帶傳動,并在這兩個移動方向上各配置一個光電感應(yīng)器(13)。
2.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,馬達箱(11)前后移動的定位及導(dǎo)向方式是,一側(cè)為導(dǎo)向軸(10),另一側(cè)為機座(5)的五金板插入馬達箱 (11)的勾部。
3.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,手爪由圓管式電磁鐵(14)同吸盤式電磁鐵(16)連接構(gòu)成,實現(xiàn)棋子的上下移動。
4.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,可配置行棋用鍵盤(1),鍵盤上印有行棋指令文字。
5.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,控制系統(tǒng)包括 游戲運行軟件、馬達控制、光電感應(yīng)器控制、電磁鐵控制等,也可選配語音提示功能控制,可以將控制系統(tǒng)全部配置在機器人內(nèi)部,也可將部分控制系統(tǒng)以軟件形式安裝在計算機內(nèi), 并用數(shù)據(jù)線將機器人同計算機連接使用。
6.如權(quán)利要求5所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,控制系統(tǒng)設(shè)置棋盤尺寸補正的軟件程序,通過實際測量新棋盤的長寬尺寸,控制系統(tǒng)可進行自動補正;另外,控制系統(tǒng)還設(shè)置自動定點的軟件程序,即當控制系統(tǒng)確定棋盤種類及尺寸后,自動計算棋盤的交叉點或格子的數(shù)量,及全部交叉點或格子的理論位置。
7.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,棋子的制造方法采用如下方法之一棋子采用純鐵、低碳鋼或硅鋼片的板材,沖壓加工而成,形狀為薄圓片或薄方塊,文字直接沖壓成形;或采用將純鐵、低碳鋼或硅鋼片材料鑲?cè)肫遄颖倔w的結(jié)構(gòu),棋子本體采用木材或塑料;或采用軟磁橡膠材料注塑成形。
8.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,配置有阿拉伯數(shù)字、英文字母、各種標示及圖案的棋子。
9.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,配置可選的專用棋子盒(3),盒內(nèi)分割成若干個格子,每個格子下面放一個壓縮彈簧(19),棋子00)放在彈簧上面。
10.如權(quán)利要求1所述的普及型棋牌及益智游戲用機器人,其特征在于,可以卸下圓管式電磁鐵(14)及吸盤式電磁鐵(16),將畫筆、玩具零件、撥桿零件等工具安裝在滑塊(15) 上。
專利摘要本實用新型涉及一種普及型棋牌及益智游戲用機器人,屬于機電控制及機器人領(lǐng)域,包括驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng),還包括棋盤、行棋用鍵盤、棋子、手爪、專用棋子盒、計算機之一種或多種的組合,其中所述驅(qū)動系統(tǒng)中,實現(xiàn)手爪左右移動及前后移動的傳動機構(gòu),都采用齒形同步帶傳動,并在這兩個移動方向上各配置一個光電感應(yīng)器,手爪由圓管式電磁鐵同吸盤式電磁鐵連接構(gòu)成。該機器人避免了計算機電子游戲危害健康的問題,并通過采用專用化設(shè)計的機器人,大幅降低現(xiàn)有產(chǎn)品的成本,使棋牌及益智游戲用機器人,可以進入普通家庭、棋社及休閑娛樂場所,并為各種棋牌及益智游戲的普及、新游戲的開發(fā)提供良好的硬件基礎(chǔ)。
文檔編號A63F3/02GK202155028SQ20112023897
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者李銳 申請人:李銳