CN111840976A - 一种棋子防掉落的自动化棋盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及棋牌类游戏器具领域，具体公开了一种棋子防掉落的自动化棋盘。包括棋盘和若干棋子单元，棋子单元位于棋盘下方，且棋子单元包括检测单元、驱动单元以及固定连接的棋子和转轴，转轴与棋盘转动连接；棋子上沿转轴周向至少设有黑子工作面、未落子工作面和白子工作面这三个工作面，棋盘上设有用于展示其中一个工作面的观察口；检测单元用于检测棋子转动状态；驱动单元用于驱动棋子转动。本发明的自动化棋盘可将棋子连接在棋盘上且可控制棋子转动，以避免棋子遗失、移位及自动旋转棋子工作面。

Description

一种棋子防掉落的自动化棋盘

技术领域

本发明涉及棋牌类游戏器具领域，具体涉及一种棋子防掉落的自动化棋盘。

背景技术

围棋起源于中国，是一种策略型两人棋类游戏，传统的围棋主要包括棋盘和黑白二色的棋子，棋子包括181个黑子和180个白子，棋盘上设有纵横各19条线段，形成361个交叉点，棋子可落在交叉点上。但是传统的围棋的棋子与棋盘分离，在使用和保存过程中，容易造成棋子遗失，无法继续使用；而且在使用过程中，稍不注意可能触碰到棋盘上的棋子，导致棋子移位，而围棋的棋子数量众多，移位后难以准确复盘。因此如电脑、平板等电子产品上的围棋软件成为儿童主要的学习工具，但长时间接触电子屏幕极容易造成儿童用眼疲劳，损伤儿童的视力，不利于儿童的身体健康。

发明内容

本发明意在提供一种将棋子连接在棋盘上且可控制棋子转动的自动化棋盘，以避免棋子掉落、遗失或者发生移位，且能提供高效的自动摆盘功能。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种棋子防掉落的自动化棋盘，包括棋盘和若干棋子单元，棋子单元位于棋盘下方，且棋子单元包括检测单元、驱动单元以及固定连接的棋子和转轴，转轴与棋盘转动连接；棋子上沿转轴周向至少设有黑子工作面、未落子工作面和白子工作面这三个工作面，棋盘上设有用于展示其中一个工作面的观察口；检测单元用于检测棋子转动状态；驱动单元用于驱动棋子转动。

本方案中的有益效果为：

1.与传统围棋相比，本方案中的棋子与棋盘转动连接，棋子无法与棋盘脱离，所以可避免棋子遗失。而且由于棋子单元位于棋盘下方，所以在对弈时，棋子不会被对弈者不慎误碰，从而避免棋子移位无法复盘，导致对弈中断。而且由于棋子不会从棋盘上掉落，所以在对弈时，棋盘可倾斜，使儿童可采用舒适的姿势进行对弈，避免儿童长时间保持端坐、低头的姿势，使腰部和颈部过度疲劳产生不舒适之感甚至影响儿童腰部和颈部的发育。

2.与电子产品上的围棋软件相比，本方案中的棋子与棋盘一方面可避免儿童长时间接触电子屏幕导致视力降低，另一方面，还能够使儿童实际控制棋子转动至落黑子工作面朝上或者白子工作面朝上，实现落子，参与度更高，更能提起儿童的训练兴趣。

3.在通过驱动单元驱动棋子转动时，检测单元可对棋子的转动状态进行检测，从而避免驱动单元在棋子转动到位前停止工作。

4.通过驱动单元可带动棋子转动，而不再需要棋手通过观察口人工转动棋子，操作更为方便。还可实现棋谱练习、对局复盘过程中的自动摆盘，提高学习效率。

进一步，驱动单元连接有控制模块，控制模块连接有信号检测模块，且控制模块与检测单元连接。

本方案中的有益效果为：信号检测模块可通过网络接收信号，然后通过控制模块控制驱动单元启动，控制棋子转动，从而实现人机交互或者通过网络与其他棋手进行对弈，提高趣味性的同时，保证儿童独自一人也可进行对弈，在监护人不会下围棋或者没有陪同时间时可进行练习，练习效果更好。

进一步，驱动单元包括与转轴连接的减速组件。

本方案的有益效果为：减速组件与转轴连接后，使得棋子转动速度较慢，方便棋手分辨朝上的工作面。

进一步，棋子上固定有用于限制棋子转动角度的定位棒，定位棒位于相邻两个工作面之间。

本方案中的有益效果为：棋子上沿棋子的周向设有至少三个工作面，本方案中的定位棒垂直于中间的工作面，即中间的工作面朝上时，定位棒与观察口同轴，而当棋子转动时，定位棒随之转动，当棋子转动至另外两个工作面朝上的状态后，定位棒与棋盘面底部相抵，可避免棋子继续转动，锁定棋子工作面状态，避免棋子转入其它工作面。

进一步，定位棒为磁棒，检测单元包括多个用于对定位棒的位置进行检测的传感器，传感器沿转轴的周向分布并可与定位棒相对。

本方案中的有益效果为：在其中一个工作面转动至朝上状态时，定位棒与其中一个传感器对齐，此时通过传感器可对定位棒的位置进行检测，从而对朝上的工作面表示的落子状态进行判断，方便人机交互。

进一步，黑子工作面和白子工作面中的一个或者两个上固定有仿真棋子。

本方案中的有益效果为：仿真棋子与传统的棋子相似，当仿真棋子转动至朝上状态时，仿真棋子位于棋盘上方，此时更类似于传统棋子的落子状态，进一步提高儿童的参与度，提高训练兴趣。

进一步，仿真棋子远离棋子一端与棋子中心处的距离小于等于棋子表面与棋子的半径。

本方案中的有益效果为：本方案中的仿真棋子不会过度向外凸起，在观察口的直径较小的情况下，在棋子转动时，仿真棋子也不会与观察口的侧壁或者端部造成运动干涉，保证仿真棋子可转动至朝上的状态，从而实现落子，保证对弈的正常进行。

进一步，黑子工作面和白子工作面均为弧形面且弧形面上均设有棋子标识。

本方案中的有益效果为：通过棋子标识能更容易分辨朝上的工作面代表的落子情况，避免混淆黑子工作面和白子工作面。

进一步，未落子工作面为平面，且未落子工作面上设有与棋盘上的线段对齐的“十”字形的未落子标识。

本方案中的有益效果为：本方案中的未落子工作面朝上时，平面与棋盘上表面位于同一平面上，而不会向上凸起，此时未落子标识与棋盘上表面上的线段连接，与传统的棋盘未落子时的状态相同，进一步提高拟真度，激发儿童的训练兴趣。

进一步，棋子为球形且棋子靠近转轴的端部为平面，平面的中心与棋子中心处的最小距离小于棋子的半径。

本方案中的有益效果为：棋子与转轴连接的端部为平面，且本方案中的棋子的宽度更小，进一步减小棋子占用的空间，方便安装和使用。

附图说明

图1为本发明实施例1的立体示意图；

图2为图1中棋子单元的左视剖面图；

图3为本发明实施例2中棋子单元的左视剖面图；

图4为本发明实施例2中棋子单元的正视局部剖视图；

图5为本发明实施例3的正视局部剖视图；

图6为本发明实施例4的正视局部剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：棋盘面1、观察口11、立架2、底板21、棋子3、工作面31、未落子工作面311、黑子工作面312、棋子标识32、定位棒33、镜面34、转轴4、电机5、减速箱51、平面6、仿真棋子61、磁感应传感器7、红外线发生器71、红外线接收器72。

实施例1

一种棋子防掉落的自动化棋盘，如图1所示，包括棋盘和若干棋子单元，棋盘包括棋盘面1和支架，支架位于棋盘面1的下方，且本实施例中的支架包括底板21和若干立架2，本实施例中的立架2分布在棋子单元两侧，且立架2的上下两端分别于棋盘面1和底板21连接，具体的，本实施例中的立架2焊接在底板21上，棋盘面1焊接在立架2顶部。

本实施例中包括361个棋子单元，所有的棋子单元均位于棋盘下方且每个棋子单元均与棋盘面1上的线段的交叉点对齐，本实施例以其中一个棋子单元为例对棋子单元的结构进行说明，本实施例中的棋子单元包括检测单元、棋子3、驱动单元和两个转轴4。棋子3与棋盘面1相贴的侧壁为弧形面，在实际实施时，棋子3可采用圆柱状，且当棋子3为圆柱状时，棋子3横向设置且棋子3的弧形的侧壁与棋盘面1相贴，但本实施例中的棋子3为球形。棋子3上沿周向设有三个工作面31，具体的，三个工作面31分别为表示落黑子、未落子和落白子的状态的黑子工作面312、未落子工作面311和白子工作面。三个工作面31上分别设有不同的标识32以作区分，具体的，黑子工作面312和白子工作面上均设有棋子标识32，且黑子工作面312和白子工作面上的棋子标识32分别设有黑色的圆形标识和白色的圆形标识；未落子工作面311上设有未落子标识，本实施例中的未落子标识为“十”形线段状的标识。

棋盘面1上设有与工作面31对齐的观察口11，用于展示其中的一个工作面31，本实施例中的观察口11的侧壁为与棋子3的表面弧度相同的弧形面，棋子3的弧形侧面与观察口11的侧壁相贴，未落子工作面311与棋盘面1的上表面等高，黑子工作面312和白子工作面转动至朝上的状态时凸至棋盘面1的上方。

两个转轴4分别焊接在棋子3的左右两端，转轴4两侧的立架2上设有与转轴4对齐的安装孔，转轴4远离棋子3的一端穿过安装孔。本实施例中的驱动单元包括电机5和减速箱51，电机5和减速箱51均通过螺栓固定在底板21上，本实施例中的电机5采用直流电机。电机5的输出轴和右侧的转轴4的右端分别与减速箱51的输入端和输出端连接，电机5用于驱动转轴4转动。具体的，本实施例中的电机5采用0610型号的空心杯电机，减速箱51采用100:1的减速比。

本实施例中的检测单元包括定位棒33和对定位棒33进行检测的传感器，定位棒33焊接在棋子3上，定位棒33位于白字工作面和孩子工作面312之间，且与未落子工作面311分别位于棋子3的两侧，定位棒33垂直于未落子工作面311，结合图2所示，当棋子3转动至黑子工作面312和白子工作面朝上的状态时，定位棒33远离棋子3的一端与棋盘面1的底部相抵。本方案中的棋子3转动时，定位棒33可对棋子3的转动角度进行限制，避免棋子3的转动角度过大，导致黑子工作面312和白子工作面无法完全与观察口11对齐。具体的，本实施例中的定位棒33为永磁块材质的磁棒，传感器采用磁感应传感器7，且磁感应传感器7设有三个，三个磁感应传感器7分别位于棋子3下方和棋子3左右两侧。

位于棋子3下方的磁感应传感器7胶接在底板21上，位于棋子3左右两侧的磁感应传感器7胶接在棋盘面1的底部，且棋子3转动至其中一个工作面31朝上状态时，定位棒33与其中一个磁感应传感器7对齐。电机5通过数据线连接有控制模块，控制模块连接有信号检测模块，具体的，本实施例中的控制模块为控制器，控制器同时与磁感应传感器7连接。本实施例中，固定在棋盘面1底部的两个磁感应传感器7检测到定位棒33时代表不同的落子状态，给控制器发送不同的电信号。

具体实施过程如图1所示：

初始时，棋子3上表示未落子状态的未落子工作面311朝上，此时定位棒33与位于棋子3下方的磁感应传感器7对齐。对弈时，以需要落黑子为例，棋手启动电机5，使得电机5驱动转轴4转动，带动棋子3转动，当棋子3转动至表示黑子工作面312朝上时，定位棒33与固定在棋盘面1底部的磁感应传感器7对齐，磁感应传感器7对定位棒33的位置进行检测，并将电信号发送至控制器，控制器随后发送电信号至电机5，使电机5停止工作。

当儿童与计算机进行对弈或者通过网络与其他棋手进行对弈时，信号检测模块可通过有限网或者无线网接受网络信号，然后通过控制器对信号进行判断并将电信号发送至需要落子的棋子单元的电机5处，控制电机5启动，使电机5驱动棋子3转动，此时磁感应传感器7对定位棒33的位置进行检测，在控制器接收到表示落黑子状态的磁感应传感器7发送的电信号后，控制电机5停止工作，完成落黑子步骤。与此同时，控制器接收到电信号后，通过信号检测模块将信号通过网络发送至对方棋手处，实现通过网络与其他棋手对弈。

使用完成后，可通过控制器控制每个棋子单元的电机5启动，驱动棋子3转动，直到所有棋子3均转动至未落子状态的未落子工作面311朝上后，即完成棋子3的复位，可进行下一次对弈。

实施例2

在实施例1的基础上，如图4所示，本实施例中的棋子3的左右两端均为平面，减小棋子3的宽度，从而减小棋子3占用的空间。另外，如图3所示，黑子工作面312和白子工作面均为平面6，平面6上设有仿真棋子61，本实施例中的棋子3转动至平面6朝上的状态时，平面6与棋盘面1的上表面等高。仿真棋子61与传统的棋子形状相同，仿真棋子61胶接在平面6的中部，且仿真棋子61远离棋子3的侧面与棋子3的球心之间的距离等于棋子3的半径，所以棋子3转动时，仿真棋子61不会受到棋盘面1的阻挡而可转动至棋盘面1的上方。

本实施例中的棋子3转动时，仿真棋子61和平面6的存在进一步与传统的棋子相似，提高儿童的参与度，提高训练兴趣。

实施例3

在实施例2的基础上，如图5所示，本实施例与实施例2不同之处在于，检测单元与实施例2不同，本实施例中的检测单元包括三个沿转轴4周向分布的检测组件，三个检测组件分别位于棋子3下方和棋子3两侧。检测组件包括均胶接在左侧的立架2上的红外线发生器71和红外线接收器72，本实施例中的红外线发生器71和红外线接收器72位于定位棒33的同侧，且红外线接收器72与控制器连接，定位棒33朝向红外线发生器71的侧壁胶接有镜面34。

本实施例中的镜面34用于反射红外线发生器71发射的红外线，当镜面34与红外线发生器71对齐时，发射的红外线被红外线接收器72接收，此时红外线接收器72向控制器发送电信号，使得控制器能够对定位棒33的位置进行检测。除此之外，本实施例中的其它操作方法与实施例2相同。

实施例4

在实施例2的基础上，如图6所示，本实施例与实施例2不同之处在于，检测单元与实施例2不同，本实施例中的检测单元包括红外线发生器71和三个红外线接收器72，三个红外线接收器72的安装位置和安装方式与实施例2中的磁感应传感器7的安装位置和安装方式相同。红外线发生器71胶接在定位棒33远离棋子3的一端，在具体实施时，也可在棋子3的左右两侧设置挡板，挡板胶接在底板21和棋盘面1底部，对每个棋子单元进行分隔。

本实施例中的棋子3转动时，定位棒33转动至红外线发生器71正对红外线接收器72后，红外线发生器71发出的红外线被红外线接收器72接收，可对定位棒33的位置进行检测。除此之外，本实施例中的其它操作方法与实施例2相同。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种棋子防掉落的自动化棋盘，包括棋盘和若干棋子单元，其特征在于：所述棋子单元位于棋盘下方，且棋子单元包括检测单元、驱动单元以及固定连接的棋子和转轴，所述转轴与棋盘转动连接；所述棋子上沿转轴周向至少设有黑子工作面、未落子工作面和白子工作面这三个工作面，所述棋盘上设有用于展示其中一个工作面的观察口；所述检测单元用于检测棋子转动状态；所述驱动单元用于驱动棋子转动。

2.根据权利要求1所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述驱动单元连接有控制模块，所述控制模块连接有信号检测模块，且控制模块与检测单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述驱动单元包括与转轴连接的减速组件。

4.根据权利要求1所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述棋子上固定有用于限制棋子转动角度的定位棒，所述定位棒位于相邻两个工作面之间。

5.根据权利要求4所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述定位棒为磁棒，所述检测单元包括多个用于对定位棒的位置进行检测的传感器，所述传感器沿转轴的周向分布并可与定位棒相对。

6.根据权利要求1所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述黑子工作面和白子工作面中的一个或者两个上固定有仿真棋子。

7.根据权利要求6所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述仿真棋子远离棋子一端与棋子中心处的距离小于等于棋子的半径。

8.根据权利要求1所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述黑子工作面和白子工作面均为弧形面且弧形面上均设有棋子标识。

9.根据权利要求8所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述未落子工作面为平面，且未落子工作面上设有与棋盘上的线段对齐的“十”字形的未落子标识。

10.根据权利要求1所述的一种棋子防掉落的自动化棋盘，其特征在于：所述棋子为球形且棋子靠近转轴的端部为平面，所述平面的中心与棋子中心处的最小距离小于棋子的半径。

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