和用于控制螺旋升降機(jī)的步進(jìn)電機(jī)9,螺旋升降機(jī)8的 搖臂10的端部和觸頭對(duì)接觸，步進(jìn)電機(jī)9的輸出軸上連接有編碼器7,編碼器7的輸出端和 鎖存器連接，外部電路包括蓄電池，蓄電池的正極和鎖存器鎖存使能端LE連接，蓄電池正 極和電阻R的一端連接，正極還通過繼電器J的常閉觸點(diǎn)J2和鎖存器的輸出使能端OE連 接，電阻R的另一端通過繼電器J的常開觸點(diǎn)Jl和鎖存器的輸出使能端OE連接，電阻R的 另一端和1號(hào)交點(diǎn)處的主定觸點(diǎn)連接，1號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒 上的一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈和蓄電 池的負(fù)極連接，1號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒上的另一個(gè)觸頭對(duì)中 的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈和蓄電池的負(fù)極連接，依 次類推，1號(hào)交點(diǎn)處的其余輔定觸點(diǎn)完成電路連接， 電阻R的另一端還和和2號(hào)交點(diǎn)處的主定觸點(diǎn)連接，2號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的 一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒上的一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電 器J的線圈和蓄電池的負(fù)極連接，2號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒上 的另一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈和蓄電 池的負(fù)極連接，依次類推，2號(hào)交點(diǎn)處的其余輔定觸點(diǎn)完成電路連接，同樣的其余交點(diǎn)處的 定觸點(diǎn)完成電路連接，即棋盤電路上的2880個(gè)定觸點(diǎn)對(duì)和對(duì)應(yīng)的2880個(gè)觸頭筒觸點(diǎn)對(duì)串 接； 機(jī)械手包括支座11，支座11上固定有大臂步進(jìn)電機(jī)12,大臂步進(jìn)電機(jī)12的輸出軸上 固定有機(jī)械手大臂13,機(jī)械手大臂13的端部固定有小臂步進(jìn)電機(jī)14,小臂步進(jìn)電機(jī)14的 輸出軸上固定有機(jī)械手小臂15,機(jī)械手小臂15的端部通過豎直桿固定有電磁鐵16,機(jī)械手 小臂的端部還設(shè)有定向管17,定向管內(nèi)活動(dòng)連接有豎直的滑桿18,滑桿18的底端固定有活 動(dòng)電磁鐵19 ; PLC控制器的輸入端和鎖存器的輸出端連接，PLC控制器的輸出端和大臂步進(jìn)電機(jī)、小 臂步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵、活動(dòng)電磁鐵和步進(jìn)電機(jī)連接，PLC控制器內(nèi)還存儲(chǔ)有棋盤上各個(gè)交點(diǎn) 大小臂轉(zhuǎn)角統(tǒng)計(jì)表。
[0011] 具體實(shí)施時(shí)，棋子主體為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，棋子頂部設(shè)有一層鐵板，棋子底面上的定位盲 孔形狀為三角形，三角形狀的定位盲孔可使得棋子識(shí)別觸點(diǎn)對(duì)與棋盤交點(diǎn)處的定觸點(diǎn)對(duì)對(duì) 應(yīng)，避免棋子由于擺放的問題而出現(xiàn)不對(duì)應(yīng)的情況，使得棋局混亂，每個(gè)棋子底面上還設(shè)有 33個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)，動(dòng)觸點(diǎn)為銅觸點(diǎn)，紅方和黑方各16個(gè)棋子共計(jì)32個(gè)棋子，外形一樣但每個(gè)棋 子對(duì)應(yīng)一個(gè)識(shí)別觸點(diǎn)對(duì)，棋子落到哪個(gè)交點(diǎn)上，則哪個(gè)交點(diǎn)的電路接通，發(fā)出這個(gè)棋子來到 這個(gè)位置的信息，棋子離開哪個(gè)交點(diǎn)上，則哪個(gè)交點(diǎn)的電路斷開，發(fā)出這個(gè)棋子離開這個(gè)位 置的信息。
[0012] 棋盤主體為木質(zhì)結(jié)構(gòu)，棋盤格由9條豎線和10條橫線相交而成，每個(gè)交點(diǎn)處分布 有定位銷，定位銷也為對(duì)應(yīng)的三角形狀，定位銷周圍分布有33個(gè)定觸點(diǎn)，定觸點(diǎn)為銅觸點(diǎn)， 各個(gè)交點(diǎn)處的定觸點(diǎn)用導(dǎo)線和外部電路連接，棋盤上的交點(diǎn)號(hào)布置如圖9所示。
[0013] 觸頭筒為塑料板材圍成的圓筒，沿筒內(nèi)壁螺旋分布2880對(duì)常開觸頭對(duì)，由觸頭筒 步進(jìn)電機(jī)控制的螺旋升降機(jī)搖臂旋轉(zhuǎn)并升降，反復(fù)接通和斷開觸頭對(duì)，與棋盤電路一起向 鎖存器提供使能信號(hào)。
[0014] 螺旋數(shù)據(jù)采集器外部電路將觸頭筒上觸頭對(duì)的通斷信息與棋盤電路通斷信息經(jīng) 并運(yùn)算后，向鎖存器提供使能信號(hào)。
[0015] 編碼器安裝于觸頭筒步進(jìn)電機(jī)的另一軸頭，向鎖存器輸入格雷碼。
[0016] 鎖存器將編碼器和其它外部電路送來的信號(hào)送進(jìn)PLC控制器。
[0017] PLC控制器將鎖存器送來的格雷碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼，通過邏輯運(yùn)算，對(duì)應(yīng)的輔助繼 電器動(dòng)作，得到一系列輔助繼電器的開關(guān)狀態(tài)，即得到適時(shí)棋局狀態(tài)，將運(yùn)算結(jié)果與程序中 預(yù)先設(shè)定的棋譜進(jìn)行判斷比較，選擇一種合規(guī)的最優(yōu)的走法，即走哪個(gè)棋，從什么地方走到 哪里，PLC控制器根據(jù)棋盤上各個(gè)交點(diǎn)大小臂轉(zhuǎn)角統(tǒng)計(jì)表，PLC控制器發(fā)出脈沖指令和輸出 繼電器接通斷開指令。
[0018] 機(jī)械手采用2軸關(guān)節(jié)型，包括底座、大臂及大臂步進(jìn)電機(jī)、小臂及小臂步進(jìn)電機(jī)。 機(jī)械手步進(jìn)電機(jī)接到可編程控制器發(fā)出脈沖指令和輸出繼電器接通斷開指令后，控制機(jī)械 手的步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，大小搖臂水平轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)電磁鐵和固定電磁鐵在垂直方向上移動(dòng)并 吸合、放開棋子，完成拿起、移動(dòng)、放下棋子的動(dòng)作。機(jī)械手每次移動(dòng)完棋子后回到原位，等 待下一次的移動(dòng)。
[0019] 下表為棋盤上各個(gè)交點(diǎn)大小臂轉(zhuǎn)角統(tǒng)計(jì)表
【主權(quán)項(xiàng)】
1.下棋機(jī)器人，其特征在于包括棋子（I )、棋盤、螺旋數(shù)據(jù)采集器、機(jī)械手和其內(nèi)存儲(chǔ) 有棋譜的PLC控制器， 每個(gè)棋子（1)底面上開有定位盲孔（2)，頂面上設(shè)有一層鐵板，每個(gè)棋子底面上還設(shè)有 33個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)（3)，該33個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)（3)中包括1個(gè)主動(dòng)觸點(diǎn)和32個(gè)輔動(dòng)觸點(diǎn)，主動(dòng)觸點(diǎn)和32 個(gè)輔動(dòng)觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接，連接的主動(dòng)觸點(diǎn)和輔動(dòng)觸點(diǎn)作為棋子的識(shí)別觸點(diǎn)對(duì) 代表一個(gè)棋子，主動(dòng)觸點(diǎn)和不同的輔動(dòng)觸點(diǎn)用導(dǎo)線連接，代表不同的棋子，形成32種線路 連接，代表32個(gè)棋子； 棋盤上從1號(hào)交點(diǎn)到90號(hào)交點(diǎn)每個(gè)交點(diǎn)上都設(shè)有一個(gè)定位銷（4)，定位銷周圍分布有 33個(gè)定觸點(diǎn)（20)，該33個(gè)定觸點(diǎn)能和棋子上的33個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)配合，33個(gè)定觸點(diǎn)中包括1個(gè) 主定觸點(diǎn)和32個(gè)輔定觸點(diǎn)，主定觸點(diǎn)和每個(gè)輔定觸點(diǎn)都組成一個(gè)定觸點(diǎn)對(duì)，總共組成32個(gè) 定觸點(diǎn)對(duì)來對(duì)應(yīng)32個(gè)棋子的識(shí)別觸點(diǎn)對(duì)，整個(gè)棋盤90個(gè)交點(diǎn)位置，每個(gè)交點(diǎn)處有32個(gè)定 觸點(diǎn)對(duì)，整個(gè)棋盤形成2880個(gè)定觸點(diǎn)對(duì)； 螺旋數(shù)據(jù)采集器包括觸頭筒（5)、外部電路和鎖存器，觸頭筒內(nèi)壁上從下到上螺旋分布 有2880對(duì)觸頭對(duì)（6)，2880對(duì)觸頭對(duì)（6)對(duì)應(yīng)32個(gè)棋子在棋盤上出現(xiàn)的90個(gè)交點(diǎn)位置， 觸頭筒（5)內(nèi)還設(shè)置有編碼器（7)、螺旋升降機(jī)（8)和用于控制螺旋升降機(jī)的步進(jìn)電機(jī)（9)， 螺旋升降機(jī)（8)的搖臂（10)的端部和觸頭對(duì)接觸，步進(jìn)電機(jī)（9)的輸出軸上連接有編碼器 (7)，編碼器（7)的輸出端和鎖存器連接，外部電路包括蓄電池，蓄電池的正極和鎖存器鎖存 使能端LE連接，蓄電池正極和電阻R的一端連接，正極還通過繼電器J的常閉觸點(diǎn)J2和鎖 存器的輸出使能端OE連接，電阻R的另一端通過繼電器J的常開觸點(diǎn)Jl和鎖存器的輸出 使能端OE連接，電阻R的另一端和1號(hào)交點(diǎn)處的主定觸點(diǎn)連接，1號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸 點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒上的一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通 過繼電器J的線圈和蓄電池的負(fù)極連接，1號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)和觸 頭筒上的另一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈 和蓄電池的負(fù)極連接，依次類推，1號(hào)交點(diǎn)處的其余輔定觸點(diǎn)完成電路連接，電阻R的另一 端還和和2號(hào)交點(diǎn)處的主定觸點(diǎn)連接，2號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒 上的一個(gè)觸頭對(duì)中的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈和蓄電 池的負(fù)極連接，2號(hào)交點(diǎn)處的32個(gè)輔定觸點(diǎn)中的另一個(gè)觸點(diǎn)和觸頭筒上的另一個(gè)觸頭對(duì)中 的一個(gè)觸頭連接，該觸頭對(duì)中的另一個(gè)觸頭通過繼電器J的線圈和蓄電池的負(fù)極連接，依 次類推，2號(hào)交點(diǎn)處的其余輔定觸點(diǎn)完成電路連接，同樣的其余交點(diǎn)處的定觸點(diǎn)完成電路連 接，即棋盤電路上的2880個(gè)定觸點(diǎn)對(duì)和對(duì)應(yīng)的2880個(gè)觸頭筒觸頭對(duì)串接； 機(jī)械手包括支座（11)，支座（11)上固定有大臂步進(jìn)電機(jī)（12)，大臂步進(jìn)電機(jī)（12)的 輸出軸上固定有機(jī)械手大臂（13)，機(jī)械手大臂（13)的端部固定有小臂步進(jìn)電機(jī)（14)，小臂 步進(jìn)電機(jī)（14)的輸出軸上固定有機(jī)械手小臂（15)，機(jī)械手小臂（15)的端部通過豎直桿固 定有電磁鐵（16)，機(jī)械手小臂的端部還設(shè)有定向管（17)，定向管內(nèi)活動(dòng)連接有豎直的滑桿 (18)，滑桿（18)的底端固定有活動(dòng)電磁鐵（19); PLC控制器的輸入端和鎖存器的輸出端連接，PLC控制器的輸出端和大臂步進(jìn)電機(jī)、小 臂步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵、活動(dòng)電磁鐵和步進(jìn)電機(jī)連接，PLC控制器內(nèi)還存儲(chǔ)有棋盤上各個(gè)交點(diǎn) 大小臂轉(zhuǎn)角統(tǒng)計(jì)表。
【專利摘要】本發(fā)明屬機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體為下棋機(jī)器人。下棋機(jī)器人包括棋子、棋盤、螺旋數(shù)據(jù)采集器、機(jī)械手、PLC控制器，其中，螺旋數(shù)據(jù)采集器包括編碼器、螺旋升降機(jī)、為螺旋升降機(jī)和編碼器提供動(dòng)力的步進(jìn)電機(jī)、觸頭筒、鎖存器、外部電路板；機(jī)械手采用二軸關(guān)節(jié)型機(jī)械手，包括底座、大臂及大臂步進(jìn)電機(jī)、小臂及小臂步進(jìn)電機(jī)、可編程控制器及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明棋子和棋盤摸得著看得見，人用手拿起棋子、水平移動(dòng)棋子、放下棋子，即走一步棋，隨后機(jī)器人用機(jī)械手拿起棋子、水平移動(dòng)棋子、放下棋子，接著走一步棋，從布局、中局、到殘局，最終，人與下棋機(jī)器人決出勝負(fù)或平局。
【IPC分類】A63F3/00, B25J11/00, B25J9/18
【公開號(hào)】CN105082144
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510473428
【發(fā)明人】馬平, 馬葉青, 馬葉帥
【申請(qǐng)人】馬平
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年8月5日