本發(fā)明涉及圍棋機(jī)器人，特別涉及一種無源取子裝置、圍棋機(jī)器人及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)，并不必然構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。

2、在圍棋機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展過程中，盡管取得了顯著進(jìn)步，但仍然面臨著一系列挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)包括但不限于對外部能源的依賴、取子準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性不足、用戶交互體驗(yàn)不佳、技術(shù)適應(yīng)性有限、取子效率與成功率低、光線問題以及成本問題等?，F(xiàn)有技術(shù)未能充分解決這些問題，限制了圍棋機(jī)器人的實(shí)用性和普及。

3、(1)現(xiàn)有的取子機(jī)構(gòu)往往依賴于外部氣源或電源，這不僅增加了圍棋機(jī)器人的復(fù)雜性，也限制了機(jī)器人的便攜性和應(yīng)用范圍，還會造成能源消耗。

4、(2)用戶交互方面，一些機(jī)器人在取子過程中產(chǎn)生的噪音較大，影響用戶交互體驗(yàn)。

5、(3)成本問題也是限制圍棋機(jī)器人普及的關(guān)鍵因素之一。

6、(4)隨著使用時間的增長，擺放不準(zhǔn)確或取子失敗的情況時有發(fā)生，這直接影響了對弈的流暢性和用戶的體驗(yàn)。

7、(5)現(xiàn)有的取子機(jī)構(gòu)難以滿足不同類型和材質(zhì)的圍棋棋子需求，限制了機(jī)器人的通用性。

8、(6)取子效率和成功率受到棋子堆放方式的影響，現(xiàn)有的棋子分揀裝置功能單一，難以滿足在線取子的需求，導(dǎo)致取子過程中存在較大的難度。

9、(7)棋盒內(nèi)部光線不足直接影響取子的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種無源取子裝置、圍棋機(jī)器人及其控制方法，通過機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)和排氣電磁閥的操作，腔體收縮，導(dǎo)致內(nèi)部空氣被排出，形成負(fù)壓，吸附棋子，無需外部能源，降低了噪音、提高了便攜性且減少了成本，而且，結(jié)合氣壓傳感器上傳的氣壓信息可判斷取子是否成功，顯著提高了取子的準(zhǔn)確性和效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種無源取子裝置。

4、一種無源取子裝置，包括x軸移動機(jī)構(gòu)、y軸移動機(jī)構(gòu)、z軸移動機(jī)構(gòu)和吸盤機(jī)構(gòu)，所述吸盤機(jī)構(gòu)包括固定件、排氣電磁閥、氣壓傳感器、多層吸盤和三通；

5、所述z軸移動機(jī)構(gòu)與固定件連接，三通固定在固定件上，三通的第一端與多層吸盤連接，三通的第二端與氣壓傳感器連接，三通的第三端設(shè)置排氣電磁閥；所述z軸移動機(jī)構(gòu)，用于帶動多層吸盤沿z軸方向移動，并與排氣電磁閥配合，在多層吸盤腔體內(nèi)形成負(fù)壓吸附棋子；

6、所述x軸移動機(jī)構(gòu)、y軸移動機(jī)構(gòu)、z軸移動機(jī)構(gòu)、排氣電磁閥和氣壓傳感器均連接至控制器；所述控制器，用于控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至棋子的正上方，并控制電磁閥的開關(guān)、z軸移動機(jī)構(gòu)的移動和移動距離，并在取子過程中根據(jù)氣壓傳感器上傳的氣壓信息判斷取子是否成功。

7、進(jìn)一步地，所述x軸移動機(jī)構(gòu)包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的第一電機(jī)和設(shè)置于殼體一側(cè)的滾輪，第一電機(jī)的輸出軸連接有傳動輪，滾輪通過傳動帶與所述第一電機(jī)的輸出軸連接的傳動輪連接，第一電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動滾輪轉(zhuǎn)動，x軸移動機(jī)構(gòu)帶動y軸移動機(jī)構(gòu)和z軸移動機(jī)構(gòu)一起，沿著棋盤或棋盤承載臺x軸方向移動。

8、進(jìn)一步地，所述y軸移動機(jī)構(gòu)包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的第二電機(jī)和同步帶；y軸移動機(jī)構(gòu)的殼體的一側(cè)開設(shè)有滑動槽，z軸移動機(jī)構(gòu)的殼體的外側(cè)設(shè)置有滑動槽適配的滑塊，滑塊與同步帶連接，且第二電機(jī)的輸出軸通過傳動輪與同步帶連接，第二電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶帶動滑塊沿滑槽移動，進(jìn)而帶動z軸移動機(jī)構(gòu)沿著棋盤或棋盤承載臺y軸方向移動。

9、進(jìn)一步地，所述x軸移動機(jī)構(gòu)為兩個，分別可拆卸連接在y軸移動機(jī)構(gòu)的兩端；

10、所述z軸移動機(jī)構(gòu)可拆卸設(shè)置于y軸移動機(jī)構(gòu)上。

11、進(jìn)一步地，所述控制器，用于在落子時，控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至落子點(diǎn)的正上方后，控制排氣電磁閥打開，多層吸盤內(nèi)隨空氣進(jìn)入恢復(fù)原形，被吸附的棋子與多層吸盤分離，完成落子。

12、進(jìn)一步地，所述控制器，用于在取子時，控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至取子點(diǎn)的正上方后，控制排氣電磁閥完全打開，z軸移動機(jī)構(gòu)向下移動，多層吸盤的氣腔或者氣囊隨著z軸移動機(jī)構(gòu)向下移動被壓縮，當(dāng)z軸移動機(jī)構(gòu)移動距離超過設(shè)定值后，控制排氣電磁閥完全關(guān)閉，多層吸盤表面緊貼被吸附的棋子，控制z軸移動機(jī)構(gòu)向上移動，進(jìn)行取子，當(dāng)z軸移動機(jī)構(gòu)向上移動的過程中，判斷氣壓傳感器上傳的氣壓信息是否低于閾值，若是，則取子成功。

13、進(jìn)一步地，所述控制器連接有智能圖像識別系統(tǒng)；所述智能圖像識別系統(tǒng)用于識別棋盤中每個棋盤網(wǎng)格線的像素坐標(biāo)、每個棋子的類別和每個棋子的位置。

14、進(jìn)一步地，所述每個棋盤網(wǎng)格線的像素坐標(biāo)通過圖像去畸變和重投影、棋盤重建、霍夫線檢測和直方圖統(tǒng)計(jì)得到；

15、所述每個棋子的類別和每個棋子的位置通過訓(xùn)練好的棋子檢測模型得到。

16、本發(fā)明第二方面提供了一種圍棋機(jī)器人。

17、一種圍棋機(jī)器人，包括控制器和如第一方面所述的一種無源取子裝置。

18、本發(fā)明第三方面提供了如第二方面所述一種圍棋機(jī)器人的控制方法，包括：

19、控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至棋子的正上方；

20、控制排氣電磁閥的開關(guān)和z軸移動機(jī)構(gòu)的移動和移動距離，進(jìn)行取子和落子，并在取子過程中根據(jù)氣壓傳感器上傳的氣壓信息判斷取子是否成功。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本發(fā)明所述的一種無源取子裝置，其通過機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)和排氣電磁閥的操作，腔體收縮，導(dǎo)致內(nèi)部空氣被排出，形成負(fù)壓，吸附棋子，無需外部能源，降低了噪音、提高了便攜性且減少了成本，而且，結(jié)合氣壓傳感器上傳的氣壓信息可判斷取子是否成功，顯著提高了取子的準(zhǔn)確性和效率。

23、2、本發(fā)明所述的一種無源取子裝置，其采用高精度的同步帶和匹配的傳動輪，用于驅(qū)動機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)，確保傳動過程中無滑動，實(shí)現(xiàn)精確的速度控制和位置定位，保證取子裝置的同步運(yùn)作，提高取子的穩(wěn)定性和可靠性。

24、3、本發(fā)明所述的一種無源取子裝置，其采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠不斷優(yōu)化識別精度，適應(yīng)不同顏色、形狀和大小的棋子。

技術(shù)特征：

1.一種無源取子裝置，其特征在于：包括x軸移動機(jī)構(gòu)、y軸移動機(jī)構(gòu)、z軸移動機(jī)構(gòu)和吸盤機(jī)構(gòu)，所述吸盤機(jī)構(gòu)包括固定件、排氣電磁閥、氣壓傳感器、多層吸盤和三通；

2.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述x軸移動機(jī)構(gòu)包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的第一電機(jī)和設(shè)置于殼體一側(cè)的滾輪，第一電機(jī)的輸出軸連接有傳動輪，滾輪通過傳動帶與所述第一電機(jī)的輸出軸連接的傳動輪連接，第一電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動滾輪轉(zhuǎn)動，x軸移動機(jī)構(gòu)帶動y軸移動機(jī)構(gòu)和z軸移動機(jī)構(gòu)一起，沿著棋盤或棋盤承載臺x軸方向移動。

3.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述y軸移動機(jī)構(gòu)包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的第二電機(jī)和同步帶；y軸移動機(jī)構(gòu)的殼體的一側(cè)開設(shè)有滑動槽，z軸移動機(jī)構(gòu)的殼體的外側(cè)設(shè)置有滑動槽適配的滑塊，滑塊與同步帶連接，且第二電機(jī)的輸出軸通過傳動輪與同步帶連接，第二電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動同步帶轉(zhuǎn)動，同步帶帶動滑塊沿滑槽移動，進(jìn)而帶動z軸移動機(jī)構(gòu)沿著棋盤或棋盤承載臺y軸方向移動。

4.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述x軸移動機(jī)構(gòu)為兩個，分別可拆卸連接在y軸移動機(jī)構(gòu)的兩端；

5.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述控制器，用于在落子時，控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至落子點(diǎn)的正上方后，控制排氣電磁閥打開，多層吸盤內(nèi)隨空氣進(jìn)入恢復(fù)原形，被吸附的棋子與多層吸盤分離，完成落子。

6.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述控制器，用于在取子時，控制x軸移動機(jī)構(gòu)和y軸移動機(jī)構(gòu)的動作，將多層吸盤移動至取子點(diǎn)的正上方后，控制排氣電磁閥完全打開，z軸移動機(jī)構(gòu)向下移動，多層吸盤的氣腔或者氣囊隨著z軸移動機(jī)構(gòu)向下移動被壓縮，當(dāng)z軸移動機(jī)構(gòu)移動距離超過設(shè)定值后，控制排氣電磁閥完全關(guān)閉，多層吸盤表面緊貼被吸附的棋子，控制z軸移動機(jī)構(gòu)向上移動，進(jìn)行取子，當(dāng)z軸移動機(jī)構(gòu)向上移動的過程中，判斷氣壓傳感器上傳的氣壓信息是否低于閾值，若是，則取子成功。

7.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述控制器連接有智能圖像識別系統(tǒng)；所述智能圖像識別系統(tǒng)用于識別棋盤中每個棋盤網(wǎng)格線的像素坐標(biāo)、每個棋子的類別和每個棋子的位置。

8.如權(quán)利要求1所述的一種無源取子裝置，其特征在于：所述每個棋盤網(wǎng)格線的像素坐標(biāo)通過圖像去畸變和重投影、棋盤重建、霍夫線檢測和直方圖統(tǒng)計(jì)得到；

9.一種圍棋機(jī)器人，其特征在于：包括控制器和如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種無源取子裝置。

10.如權(quán)利要求9所述的一種圍棋機(jī)器人的控制方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及圍棋機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種無源取子裝置、圍棋機(jī)器人及其控制方法，包括X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸移動機(jī)構(gòu)、Z軸移動機(jī)構(gòu)和吸盤機(jī)構(gòu)，所述軸移動機(jī)構(gòu)包括Z軸移動機(jī)構(gòu)，吸盤機(jī)構(gòu)包括固定件、排氣電磁閥、氣壓傳感器、多層吸盤和三通；Z軸移動機(jī)構(gòu)與固定件連接，三通固定在固定件上，三通分別與多層吸盤、氣壓傳感器、排氣電磁閥連接；Z軸移動機(jī)構(gòu)，用于帶動多層吸盤沿Z軸方向移動，并與排氣電磁閥配合，在多層吸盤腔體內(nèi)形成負(fù)壓吸附棋子；控制器在取子過程中根據(jù)氣壓傳感器上傳的氣壓信息判斷取子是否成功。降低了噪音、提高了便攜性且減少了成本，而且，顯著提高了取子的準(zhǔn)確性和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：徐偉鋒,楊帆,王文杰,葉思掀,林上俊,錢佳忠,何佳卿,宣東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19