CN209648738U - 一种用于象棋教学的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于象棋教学的机器人，包括控制模组、带磁性的棋盘和棋子，棋盘的一侧设置有不带磁性的存棋区，存棋区的中央设置有垂直于棋盘侧边并与控制模组连接的传送带，传送带靠近棋盘的一端设置有磁吸区，传送带的两侧设置有若干垂直于传送带传送方向的存棋格，存棋格靠近传送带的一端开口，存棋格的另一端设置有与控制模组连接的电推杆；棋盘平行于传送带的两侧面之间还设置有磁吸机器手，磁吸机器手与控制模组连接；棋盘上还设置有图像拍摄模组，图像拍摄模组通过控制模组与外部显示器连接；本实用新型具有取棋下棋科苑城操控化、教学更直观更清晰、不受场地大小影响的有益效果。

Description

一种用于象棋教学的机器人

技术领域

本实用新型属于智能教学装置技术领域，具体涉及一种用于象棋教学的机器人。

背景技术

象棋是一种益智类游戏，由于其极具对抗性和趣味性，象棋已经成为一项广泛传播的娱乐活动，同时象棋也是我国正式开展的体育项目之一。因此现今越来越多的人开始学习象棋，在传统的象棋教学过程中，教师一般是通过实际的下棋进行教学或者通过在电脑等设备进行图像教学，通过实际的下棋活动进行教学虽然更为直观，但是在学习人数较多时，由于实际的棋盘及区域大小限制，会导致学员的实现被遮挡；通过电脑等设备进行图像教学，虽然能单独对每一个学员进行教学，但是又缺少了直观性，同时，长时间面对电脑屏幕与会损伤学员的视力。因此，针对上述传统的象棋教学中存在的问题，本实用新型公开了一种用于象棋教学的机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于象棋教学的机器人，实现直观教学、清晰演示象棋的功能，相比于实际手动象棋教学具有教学更清晰、更方便的优点，相比通过电脑等设备进行教学具有更直观的优点。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于象棋教学的机器人，包括控制模组、带磁性的棋盘和棋子，所述棋盘的一侧设置有不带磁性的存棋区，所述存棋区的中央设置有垂直于棋盘侧边并与控制模组连接的传送带，所述传送带靠近棋盘的一端设置有磁吸区，传送带的两侧设置有若干垂直于传送带传送方向的存棋格，所述存棋格靠近传送带的一端开口，存棋格的另一端设置有与控制模组连接的电推杆；所述棋盘平行于传送带的两侧面之间还设置有磁吸机器手，所述磁吸机器手与控制模组连接；所述棋盘上还设置有图像拍摄模组，所述图像拍摄模组通过控制模组与外部显示器连接。

工作原理及使用方法：

棋盘由磁性材料制备，同时棋子也具有磁性，能够稳固磁吸在棋盘上。棋盘的第一侧设置有不带磁性的存棋区，存棋区域的中央设置有垂直于棋盘侧边的传送带，传送带的两侧按照象棋的阵营及车、马、相等分类分为若干独立的存棋格，每一个存棋格中存放同阵营的相同的棋子，如一个存棋格中只存放红方的车。存棋格靠近传送带的一端设置有开口，存棋格远离传动带的一端设置有电推杆，需要取用棋子时，通过控制模组控制相应的存棋格一端的电推杆工作，推动相应的棋子进入传送带，然后传动带在控制模组的控制下将棋子传送至传送带靠近棋盘的一端的磁吸区上进行暂存。此时通过控制模组控制磁吸机器手沿平行于传送带的侧边滑动至磁吸区处，磁吸机器手将磁吸区处暂存的棋子磁吸取出，然后通过控制模组控制磁吸机器手将棋子移动至棋盘相应的网格处摆放，完成一个下棋步骤。重复上述取棋下棋的步骤，即可进行简便直观的象棋教学。同时，为了让所有学员清楚看到下棋过程，在棋盘上还安装有图像拍摄模组，图像拍摄模组实时对下棋过程进行拍摄并形成视频文件，同时图像拍摄模组与外部显示器连接，如与投影仪、大屏电视等外部显示器连接，图像拍摄模组将拍摄的视频传输至外部显示器进行同步播放，便于学院清晰直观的观察实际的下棋过程。

所述控制模组为PLC控制器，所述PLC为广泛使用的现有技术，其原理在此不再赘述。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述磁吸机器手包括导轨、第一驱动装置、磁吸头、第二驱动装置，所述导轨垂直于传送带的传送方向且跨装于棋盘的上方，且导轨的两端分别与棋盘的平行于传送带的两侧面滑动连接，导轨的一端安装有用于驱动导轨移动的第一驱动装置，所述第一驱动装置驱动导轨在磁吸区和图像拍摄模组之间滑动；所述导轨上滑动安装有磁吸头，所述磁吸头上安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动磁吸头沿导轨滑动；所述第一驱动装置与第二驱动装置分别与控制模组连接。

导轨横跨安装在棋盘的上方，同时导轨的两端分别与棋盘平行于传送带的的相对的两侧滑动连接，即导轨本身垂直于传送带的方向，即导轨的滑动方向与传送带的传送方向平行。导轨的一端安装有第一驱动装置，第一驱动装置驱动导轨沿棋盘的侧边在磁吸区和棋盘之间来回滑动。导轨上安装有磁吸头，同时磁吸头上还安装有第二驱动装置，第二驱动装置驱动磁吸头沿导轨来回滑动，实现磁吸头在磁吸区取棋子并将棋子磁吸至棋盘进行摆放的功能。第一驱动装置和第二驱动装置均通过控制模组进行控制，在控制模组中预先输入了棋盘网格的坐标信息，只要输入想要摆放棋子的网格的坐标，即可控制第一驱动装置和第二驱动装置分别驱动导轨和磁吸头配合滑动，将棋子吸取并摆放至相应的网格处。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述磁吸头包括滑动座、电磁吸头，所述滑动座滑动安装于导轨上，且滑动座的顶部安装有第二驱动装置，所述第二驱动装置驱动滑动座沿导轨滑动；所述电磁吸头安装于滑动座的底部，且电磁吸头与控制模组连接。

滑动座滑动安装于导轨上并在第二驱动装置的驱动下沿导轨进行滑动，滑动座的底部安装有电磁吸头，平时的电磁吸头在控制模组的控制下处于断电状态，此时电磁吸头没有磁性；当需要吸取棋子时，控制模组控制电磁吸头通电，此时电磁吸头具有磁性，能将棋子吸起。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述导轨由透明钢化玻璃制备。

采用透明的钢化玻璃制备导轨，一是使导轨处于透明状态，不会遮挡下棋时的视野，二是因为钢化玻璃具有足够的强度和韧性支撑磁吸头及第二驱动装置，不易损坏，能够长久使用。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述图像拍摄模组包括图像捕获模块和图像处理模块，所述图像捕获模块与图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制模组连接。

图像捕获模块为高清摄像头，在下棋时对下棋过程进行实时高清拍摄，图像捕获模块将捕获到的视频传送至图像处理模块进行图像处理，使图像更加清晰，然后图像处理模块将处理后的视频通过控制模组传送至外部显示器进行播放，便于学院清晰直观地观看教学。

为了更好的实现本实用新型，进一步地，所述控制模组与外部控制终端有线或无线连接。

外部控制终端可为手持式便携平板电脑或台式电脑，控制模组通过有线或无线连接的方式与外部控制终端连接，在外部控制终端上进行取用棋子和下棋的操作，即可通过控制模组对相应的部件进行控制，实现遥控下棋教学的功能。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型通过在棋盘的一侧设置存棋区，在存棋区的中央设置垂直棋盘侧边的传送带，在传送带的两侧设置若干存棋格，在存棋格靠近传送带的一端设置开口，在存棋格远离传送带的一端设置电推杆，通过控制模组控制电推杆将棋子推入传送带进行棋子的取用；本实用新型具有棋子取用快捷方便的有益效果；

（2）本实用新型通过在棋盘上平行于传送带的两相对侧面之间滑动安装导轨并通过控制模组控制第一驱动装置驱动导轨在磁吸区和棋盘之间滑动，在导轨上滑动安装磁吸头，并通过控制模组控制第二驱动装置驱动磁吸头沿导轨滑动，进而实现了磁吸头在磁吸区和棋盘之间移动及在棋盘上任意网格处定点的功能，能将棋子摆放至指定的棋盘网格处；本实用新型具有结构简单、下棋过程快捷、可远程操控、教学更直观方便的有益效果。

（3）本实用新型通过在棋盘上设置图像拍摄模组，对整个下棋过程进行实时拍摄，并将拍摄的图像通过控制模组传送至外部显示器进行播放；本实用新型具有教学更直观更清晰、不受场地大小影响的有益效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为磁吸机器手的结构示意图；

图3为磁吸头的安装示意图。

其中：1-控制模组；2-棋盘；3-存棋区；4-存棋格；5-磁吸机器手；6-图像拍摄模组；01-传送带；02-磁吸区；03-电推杆；51-导轨；52-第一驱动装置；53-磁吸头；54-第二驱动装置；531-滑动座；532-电磁吸头。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的一种用于象棋教学的机器人，如图1所示，包括控制模组1、带磁性的棋盘2和棋子，所述棋盘2的一侧设置有不带磁性的存棋区3，所述存棋区3的中央设置有垂直于棋盘2侧边并与控制模组连接的传送带01，所述传送带01靠近棋盘的一端设置有磁吸区02，传送带01的两侧设置有若干垂直于传送带传送方向的存棋格4，所述存棋格4靠近传送带的一端开口，存棋格4的另一端设置有与控制模组1连接的电推杆03；所述棋盘2平行于传送带01的两侧面之间还设置有磁吸机器手5，所述磁吸机器手5与控制模组1连接；所述棋盘2上还设置有图像拍摄模组6，所述图像拍摄模组6通过控制模组1与外部显示器连接。

棋盘2由磁性材料制备，棋子也有磁性材料制备，棋子和磁吸在棋盘2上，同时棋盘2的背部安装有吸盘、挂钩、支脚等部件，能够将棋盘2稳固摆放在桌面等平面上。棋盘2的一侧设置有不带磁性的存棋区3，存棋区3的中央设置有垂直于棋盘2的侧边的传送带01 ，传送嗲01的传动电机与控制模组1连接，因此传送带01能在控制模组1的控制下进行传送工作。传送带01的两侧分别设置有若干垂直于传送带01的传送方向的存棋格4，存棋格4内按照象棋的阵营和种类方知有同一种棋子，同时存棋格4靠近传送带01的一端设置有开口，存棋格4远离传送带01的一端安装有电推杆03，需要取用棋子时，控制模组1控制相应的存棋格4处的电推杆03工作，电推杆03将棋子从存棋格4内部推出，最靠近传送带01的棋子被推动进入传送带01后，电推杆03停止推动，此时控制模组1控制传送带01工作，传送带01将棋子传送至传送带01的一端的磁吸区02进行暂存，完成棋子取出。棋子取出后，通过选取预先在控制模组1中设定的棋盘2的网格坐标，控制模组1根据选定的网格坐标控制磁吸机器手5将磁吸区02处的棋子吸取并移动摆放至相应的棋盘2的网格处，完成下棋动作。同时，棋盘2上还安装有图像拍摄模组6，图像拍摄模组6对整个下棋过程进行实时拍摄，并将拍摄到的视频通过控制模组1传送至外部显示器进行实时且直观的播放展示，更加便于学院直观清晰地观看教学。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上做进一步优化，如图2所示，所述磁吸机器手5包括导轨51、第一驱动装置52、磁吸头53、第二驱动装置54，所述导轨51垂直于传送带01的传送方向且跨装于棋盘2的上方，且导轨51的两端分别与棋盘2的平行于传送带01的两侧面滑动连接，导轨51的一端安装有用于驱动导轨51移动的第一驱动装置52，所述第一驱动装置52驱动导轨51在磁吸区02和图像拍摄模组6之间滑动；所述导轨51上滑动安装有磁吸头53，所述磁吸头53上安装有第二驱动装置54，所述第二驱动装置54驱动磁吸头53沿导轨51滑动；所述第一驱动装置52与第二驱动装置54分别与控制模组1连接。

棋盘2的平行于传送带01的相对的两侧之间设置有滑轨，同时导轨51的两端的底部与滑轨上滑动安装的滑块连接，通过滑块与滑轨的配合，实现导轨51在棋盘2上方的滑动。同时棋盘2上的滑轨的一侧还设置有齿条，第一驱动装置52为与导轨51的一端连接的第一驱动伺服电机，第一驱动伺服电机的输出轴上套装有与齿条啮合的齿轮，当第一驱动伺服电机在控制模组1的控制下工作时间，通过齿轮与齿条的配合即可实现驱动导轨51在棋盘2上的滑动。导轨51上设置有滑槽，磁吸头53的顶部设置有与滑槽滑动匹配连接的滑板，同时磁吸头53的滑板上安装有第二驱动装置54，第二驱动装置54为第二驱动伺服电机，第二驱动伺服电机的输出轴上套装有驱动轮，驱动轮的轮缘与导轨51的顶部平面接触，当控制模组1控制第二驱动伺服电机工作时，第二驱动伺服电机驱动滚轮转动，滚轮进而带动磁吸头53沿导轨51上的滑槽在磁吸区02和棋盘之间来回滑动，实现将磁吸区02处的棋子吸取至吸盘2进行摆放的功能。同时，通过导轨51的滑动与磁吸头53的滑动配合，实现在整个棋盘2的各网格位置自由灵活移动的功能。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1或2的基础上做进一步优化，如图3所示，所述磁吸头53包括滑动座531、电磁吸头532，所述滑动座531滑动安装于导轨51上，且滑动座531的顶部安装有第二驱动装置54，所述第二驱动装置54驱动滑动座531沿导轨51滑动；所述电磁吸头532安装于滑动座531的底部，且电磁吸头532与控制模组1连接。

滑动座531的截面呈倒T形，滑动座531的T形竖直段插装在导轨51的滑槽中并在滑槽中滑动，滑动座531的T形的水平段与滑槽的顶面接触进行限位，避免滑动座531掉落。滑动座531的T形水平段的顶部安装有第二驱动装置54，第二驱动装置54为第二驱动伺服电机，第二驱动伺服电机的输出轴上套装有驱动轮，驱动轮的轮缘与导轨51的顶部平面接触，当控制模组1控制第二驱动伺服电机工作时，第二驱动伺服电机驱动滚轮转动，滚轮进而带动磁吸头53沿导轨51来回滑动。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例1-3任一项的基础上做进一步优化，所述导轨51由透明钢化玻璃制备。

为了避免导轨51遮挡视野，使教学展示过程不清晰，因此采用透明的钢化玻璃制备导轨51，使导轨51具备足够的强度和韧性支撑磁吸头53时，也不遮挡视线，能够最清晰的展示教学过程。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一项相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例1-4任一项的基础上做进一步优化，所述图像拍摄模组6包括图像捕获模块和图像处理模块，所述图像捕获模块与图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制模组1连接。

图像捕获模块为高清摄像头，其数量及安装位置根据棋盘2的大小及拍摄视野设置，使摄像头能将整个教学区域全部清晰覆盖。同时，图像捕获模块与图像处理模块连接，图像捕获模块将拍摄到的教学视频发送至图像处理模块，图像处理模块对视频进行处理，如去除杂点、提高清晰度等，使教学视频更加连贯清晰，然后图像处理模块通过控制模组1将视频传送至外部显示器进行直观展示播放，外部显示器可为投影仪、大屏电视等设备。

本实施例的其他部分与上述实施例1-4任一项相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例1-5任一项的基础上做进一步优化，所述控制模组1与外部控制终端有线或无线连接。

外部控制终端可为手持式便携平板垫板或者台式电脑等设备，在外部控制终端，如在手持式便携平板电脑的操作界面中通过软件显示有棋盘2的微缩图像，通过在手持式便携平板电脑上点击棋盘2的网格，即可在控制模组1中选取相应网格的坐标，然后控制模组1根据选取的网格的坐标控制传送带01、电推杆03、磁吸机器手5等配合工作，进行取棋及下棋动作，在下棋的同时，教师可配合外部显示器上显示的下棋教学视频进行实时讲解，更加便于学员学习。

本实施例的其他部分与上述实施例1-5任一项相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于象棋教学的机器人，包括控制模组（1）、带磁性的棋盘（2）和棋子，其特征在于，所述棋盘（2）的一侧设置有不带磁性的存棋区（3），所述存棋区（3）的中央设置有垂直于棋盘（2）侧边并与控制模组连接的传送带（01），所述传送带（01）靠近棋盘的一端设置有磁吸区（02），传送带（01）的两侧设置有若干垂直于传送带传送方向的存棋格（4），所述存棋格（4）靠近传送带的一端开口，存棋格（4）的另一端设置有与控制模组（1）连接的电推杆（03）；所述棋盘（2）平行于传送带（01）的两侧面之间还设置有磁吸机器手（5），所述磁吸机器手（5）与控制模组（1）连接；所述棋盘（2）上还设置有图像拍摄模组（6），所述图像拍摄模组（6）通过控制模组（1）与外部显示器连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于象棋教学的机器人，其特征在于，所述磁吸机器手（5）包括导轨（51）、第一驱动装置（52）、磁吸头（53）、第二驱动装置（54），所述导轨（51）垂直于传送带（01）的传送方向且跨装于棋盘（2）的上方，且导轨（51）的两端分别与棋盘（2）的平行于传送带（01）的两侧面滑动连接，导轨（51）的一端安装有用于驱动导轨（51）移动的第一驱动装置（52），所述第一驱动装置（52）驱动导轨（51）在磁吸区（02）和图像拍摄模组（6）之间滑动；所述导轨（51）上滑动安装有磁吸头（53），所述磁吸头（53）上安装有第二驱动装置（54），所述第二驱动装置（54）驱动磁吸头（53）沿导轨（51）滑动；所述第一驱动装置（52）与第二驱动装置（54）分别与控制模组（1）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于象棋教学的机器人，其特征在于，所述磁吸头（53）包括滑动座（531）、电磁吸头（532），所述滑动座（531）滑动安装于导轨（51）上，且滑动座（531）的顶部安装有第二驱动装置（54），所述第二驱动装置（54）驱动滑动座（531）沿导轨（51）滑动；所述电磁吸头（532）安装于滑动座（531）的底部，且电磁吸头（532）与控制模组（1）连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于象棋教学的机器人，其特征在于，所述导轨（51）由透明钢化玻璃制备。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于象棋教学的机器人，其特征在于，所述图像拍摄模组（6）包括图像捕获模块和图像处理模块，所述图像捕获模块与图像处理模块连接，所述图像处理模块与控制模组（1）连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于象棋教学的机器人，其特征在于，所述控制模组（1）与外部控制终端有线或无线连接。