CN202155028U - 普及型棋牌及益智游戏用机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种普及型棋牌及益智游戏用机器人,属于机电控制及机器人领域,包括:驱动系统、控制系统,还包括棋盘、行棋用键盘、棋子、手爪、专用棋子盒、计算机之一种或多种的组合,其中所述驱动系统中,实现手爪左右移动及前后移动的传动机构,都采用齿形同步带传动,并在这两个移动方向上各配置一个光电感应器,手爪由圆管式电磁铁同吸盘式电磁铁连接构成。该机器人避免了计算机电子游戏危害健康的问题,并通过采用专用化设计的机器人,大幅降低现有产品的成本,使棋牌及益智游戏用机器人,可以进入普通家庭、棋社及休闲娱乐场所,并为各种棋牌及益智游戏的普及、新游戏的开发提供良好的硬件基础。
Description
技术领域
本实用新型属于机电控制及机器人领域,尤其涉及一种普及型棋牌及益智游戏用机器人。
背景技术
各种计算机电子棋牌及益智游戏,不但使用方便,又可以开发智力,怡情养生,因此深受大众喜爱。但计算机存在辐射危害健康、长时间看屏幕有害视力等缺点,越来越引发人们的担忧。
一些公司及研发人员,已尝试将机器人应用于棋牌类游戏,这样一来,人们就无需近距离接近计算机及屏幕,有效解决了计算机危害健康的问题。但客观现状是,这种机器人的使用一直没能得到普及,不能进入普通家庭,究其原因,主要是现有的技术存在以下不足:
1、现有的棋牌及益智游戏用机器人的本体,仍采用的是通用型的工业机器人,价格极其昂贵,一般在几十万人民币以上,如专利申请号02112261.X公开了一种象棋大师机器人,选用的是SCARA通用机器人。
2、棋盘识别系统的作用是,实现机器人控制系统感知棋子的位置,判断棋子的种类,从而保证机器人思维下一步的棋路走法。现有的棋盘识别系统,存在价格高、使用不便的不足,如上述专利申请号02112261.X,该专利采用了棋盘内设置90个光电感应器的复杂结构,导致成本大幅增加;又如专利申请号03116603.2,该专利采用了在棋盘上空1米处设支架,设置若干光源,通过摄像机收集图像数据,发送给计算机进行数据识别处理,该方式结构复杂,使用不便。
3、棋牌及益智游戏的种类繁多,如中国象棋、国际象棋、围棋、华容道、数学计算练习、英语单词练习等,现实是缺少一种机器人的技术系统,有效的融合各种棋牌及益智游戏,导致棋牌及益智游戏用机器人的通用性低,也进一步阻碍了这种机器人的普及。
综上所述,针对现有技术的不足和缺陷,市场急需一种产品,即可以融合各种棋牌及益智游戏,又可使人们不接近计算机及屏幕,就能达到与计算机对弈、学习,寓教于乐的效果,最主要的是价格要让普通家庭能够接受。
发明内容
本实用新型提供了一种普及型棋牌及益智游戏用机器人,它在具有电子棋牌及益智游戏功能的基础上,采用了专用化设计的机器人,大幅降低现有机器人产品的成本,同时也提供了将各种棋牌及益智游戏有效融合的技术解决方案,提高产品的应用范围。
为达成上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种普及型棋牌及益智游戏用机器人,包括:驱动系统、控制系统,其特征在于还包括棋盘(1)、行棋用键盘(2)、棋子(20)、手爪、专用棋子盒(3)、计算机之一种或多种的组合,其中所述驱动系统中,实现手爪左右移动及前后移动的传动机构,都采用齿形同步带传动,并在这两个移动方向上各配置一个光电感应器(13),以检测及补正移动位置。
马达箱(11)前后移动的定位及导向方式是,一侧为导向轴(10),另一侧为机座(5)的五金板插入马达箱(11)的勾部。手爪由圆管式电磁铁(14)同吸盘式电磁铁(16)连接构成,实现棋子的上下移动。圆管式电磁铁实现对吸盘式电磁铁的推拉动作,吸盘式电磁铁实现对棋子的磁力吸附。
棋盘可选用现在市场上已有的带棋盘识别系统的棋盘,但在需要降低成本或是相对简单的游戏的情况下,可配置行棋用键盘(1),键盘上印有行棋指令文字,内容包括大小写阿拉伯数字、英文字母、棋子种类(如“车”“马”)、行棋方向(如“进”“退”)等,可根据游戏种类,选择印上述内容的一种或几种的组合。行棋者通过键盘输入(如象棋的“车一进五”),控制自己的行棋,同时实现机器人感知棋子的位置及种类,也可通过键盘输入,结合控制系统的语音提示系统,进行数学计算、英语单词拼写等的练习。
控制系统包括:游戏运行软件、马达控制、光电感应器控制、电磁铁控制等,也可选配语音提示功能控制,可以将控制系统全部配置在机器人内部,也可将部分控制系统以软件形式安装在计算机内,并用数据线将机器人同计算机连接使用,从而进一步降低机器人价格,并实现更多的网络功能,如可以联网进行网络游戏等。
控制系统设置棋盘尺寸补正的的软件程序,对于不同棋类或不同尺寸的棋盘,通过实际测量新棋盘的长宽尺寸,并将尺寸数据输入机器人,控制系统可进行自动补正,从而实现棋盘更换的简易性,棋盘可以采用廉价的塑料棋盘、纸棋盘、自制棋盘、打印棋盘等。控制系统也设置自动定点的软件程序,即当控制系统确定棋盘种类及尺寸后,自动计算棋盘的交叉点或格子的数量,及全部交叉点或格子的理论位置,例如中国象棋有90个交叉点、国际象棋有64个格子,手爪只能停止在这些被定点的位置上,从而提高棋子的定位精度及定位速度。
为实现电磁铁的吸附,棋子的制造方法采用如下方法之一:棋子采用纯铁、低碳钢或硅钢片的板材,冲压加工而成,形状为薄圆片或薄方块,文字直接冲压成形;或采用将纯铁、低碳钢或硅钢片材料镶入棋子本体的结构,棋子本体采用木材或塑料;或采用软磁橡胶材料注塑成形。
机器人配置有阿拉伯数字、英文字母、各种标示及图案的棋子,通过机器人手爪的移动,将棋子有序的放置在游戏盘上的相应位置,结合键盘输入及语音提示功能,进行学习及游戏。对于需增加放置棋子于棋盘上的这类棋,如围棋、五子棋等,配置可选的专用棋子盒(3),盒内分割成若干个格子,每个格子下面放一个压缩弹簧(19),棋子(20)放在弹簧上面,弹性系数设定为棋子重量除以棋子厚度,从而保证每取走一个棋子后,下面的棋子会自动升到相同位置,实现自动化取棋子。
可以卸下圆管式电磁铁(14)及吸盘式电磁铁(16),将画笔、玩具零件、拨杆零件等工具安装在滑块(15)上,通过控制这些工具的2维平面移动,实现例如画画、打枪、棋子移动类的游戏,进一步拓宽该机器人的应用范围。
本实用新型的有益效果是:
1、避免了计算机电子游戏危害健康的问题;
2、通过采用专用化设计的机器人,大幅降低现有产品的成本,使棋牌及益智游戏用机器人,可以进入普通家庭、棋社及休闲娱乐场所;
3、提供了将各种棋牌及益智游戏有效融合的技术解决方案,一棋多用,提高了产品的应用范围,为各种棋牌及益智游戏的普及、新游戏的开发提供良好的硬件基础。
附图说明
图1是本实用新型的产品外观结构示意图;
图2是本实用新型的驱动系统构造示意图;
图3是本实用新型的马达箱定位及导向的构造剖面图;
图4是本实用新型的专用棋子盒构造示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
在图1、图2、图3及图4所示,本实用新型,包括:驱动系统、控制系统,还包括棋盘(1)、行棋用键盘(2)、棋子(20)、手爪、专用棋子盒(3)、计算机之一种或多种的组合,其中实现手爪前后移动的构件主要有:马达(8)、同步齿形带(9)、导向轴(10);实现手爪左右移动的构件主要有:马达箱(11)、马达(12)、同步齿形带(17)、滑块(15);并在这两个移动方向上各配置一个光电感应器(13),棋子上下移动的传动机构由圆管式电磁铁(14)同吸盘式电磁铁(16)连接构成,外壳及机架包括:机座(5)、机座上盖(4)、手爪底板(7)、手爪上盖(6)。
1、手爪前后移动的过程如下:
马达(8)接受指令后转动,带动同步齿形带(9)移动,从而带动马达箱(11)、手爪等部件前后移动。
2、手爪左右移动的过程如下:
马达(12)接受指令后转动,带动同步齿形带(17)移动,从而带动滑块(15)、手爪左右移动。
3、棋子上移的过程如下:
圆管式电磁铁(14)通电,推杆下移,快接近棋子时,吸盘式电磁铁(16)通电,吸住棋子,然后圆管式电磁铁(14)断电,推杆受弹力复位上移,带动棋子上移。
4、棋子上落的过程如下:
吸盘式电磁铁(16)断电后,棋子失去吸力,自重落下。
5、行棋过程及时序如下:
a.游戏者通过行棋用小键盘(2),输入自己决定的棋路走法;
b.控制系统接受指令后,控制手爪前后左右移动,使吸盘式电磁铁(16)移动至需移动棋子的正上方;
c.上述的棋子上移的过程;
d.控制手爪前后左右移动,使吸盘式电磁铁(16)移动至目标位置的正上方,吸盘式电磁铁(16)断电,棋子落下;
e.在控制上面b、c、d动作同时,控制系统开始思维应对的棋路走法,上面b、c、d动作完成后,适时开始机器人方的行棋,过程及时序同上面b、c、d动作;
f.当吃子时,先控制上面b、c、d动作,将被吃的棋子移走,再控制上面b、c、d动作,将行棋方的棋子移至被吃棋子的位置;
g.如选用了带棋盘识别系统的棋盘,则游戏者可以直接行棋,在游戏者行棋后,机器人可以自动感知游戏者的行棋内容,并适时开始机器人方的行棋,过程及时序同上面b、c、d动作。
Claims (10)
1.一种普及型棋牌及益智游戏用机器人,包括:驱动系统、控制系统,其特征在于还包括棋盘(1)、行棋用键盘(2)、棋子(20)、手爪、专用棋子盒(3)、计算机之一种或多种的组合,
其中所述驱动系统中,实现手爪左右移动及前后移动的传动机构,都采用齿形同步带传动,并在这两个移动方向上各配置一个光电感应器(13)。
2.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,马达箱(11)前后移动的定位及导向方式是,一侧为导向轴(10),另一侧为机座(5)的五金板插入马达箱(11)的勾部。
3.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,手爪由圆管式电磁铁(14)同吸盘式电磁铁(16)连接构成,实现棋子的上下移动。
4.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,可配置行棋用键盘(1),键盘上印有行棋指令文字。
5.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,控制系统包括:游戏运行软件、马达控制、光电感应器控制、电磁铁控制等,也可选配语音提示功能控制,可以将控制系统全部配置在机器人内部,也可将部分控制系统以软件形式安装在计算机内,并用数据线将机器人同计算机连接使用。
6.如权利要求5所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,控制系统设置棋盘尺寸补正的软件程序,通过实际测量新棋盘的长宽尺寸,控制系统可进行自动补正;另外,控制系统还设置自动定点的软件程序,即当控制系统确定棋盘种类及尺寸后,自动计算棋盘的交叉点或格子的数量,及全部交叉点或格子的理论位置。
7.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,棋子的制造方法采用如下方法之一:棋子采用纯铁、低碳钢或硅钢片的板材,冲压加工而成,形状为薄圆片或薄方块,文字直接冲压成形;或采用将纯铁、低碳钢或硅钢片材料镶入棋子本体的结构,棋子本体采用木材或塑料;或采用软磁橡胶材料注塑成形。
8.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,配置有阿拉伯数字、英文字母、各种标示及图案的棋子。
9.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,配置可选的专用棋子盒(3),盒内分割成若干个格子,每个格子下面放一个压缩弹簧(19),棋子(20)放在弹簧上面。
10.如权利要求1所述的普及型棋牌及益智游戏用机器人,其特征在于,可以卸下圆管式电磁铁(14)及吸盘式电磁铁(16),将画笔、玩具零件、拨杆零件等工具安装在滑块(15)上。
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