CN214633897U - 一种用于五子棋智能作业的教学设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于五子棋智能作业的教学设备，包括人机对弈平台、执行机器人部件、供棋盘和棋盘部件，执行机器人部件设置于人机对弈平台；棋盘部件包括棋盘板体、收料机构，棋盘板体设置于人机对弈平台上，棋盘板体通过铰接件铰接于人机对弈平台上，收料机构包括收料槽、收料旋转驱动组件，收料槽设置于棋盘板体的旁侧，收料旋转驱动组件用于驱动棋盘板体相对于人机对弈平台绕铰接件翻转。当对弈完成后，执行机器人部件把其中一方的棋子从棋盘板体上收回至供棋盘，之后收料旋转驱动组件驱动棋盘板体相对于人机对弈平台绕铰接件翻转，把剩下另一方的棋子回收至收料槽，从而可实现快速的下料，提高对弈运行的效率。

Description

一种用于五子棋智能作业的教学设备

技术领域

本实用新型涉及人工智能的领域，特别涉及一种用于五子棋智能作业的教学设备。

背景技术

随着工业4.0时代的到来，我国目前正面临着制造业转型升级，随着制造业转型升级步伐加快，机器视觉技术与产品的需求逐步提高，应用领域逐渐扩大，机器视觉将融合3D监测、彩色图像处理、人工智能、运动控制、信息网络等多种技术，由单一的检测、定位、测量功能向大数据分析、智能控制方向发展。基于机器视觉的分拣和控制系统将广泛应用于工业生产各个领域，并主要从中端生产线向前端制造和后端物流环节延伸，成为提升产业自动化水平的重要抓手。

目前人工智能产业迎来了发展的黄金时期，但其核心技术和算法与实际应用还存在较大的衔接问题，工业机器人五子棋工作站可以提供学生学习到建立机器视觉和运动控制工业自动化应用系统所需的各种硬件、方法及图像处理技术；也可以提供人工智能对弈算法的学习，为人工智能技术的落地提供一种解决方案，而现有的一些机器人智能对弈工作站具有功能单一，安全性差，下料动作慢的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用于五子棋智能作业的教学设备，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种用于五子棋智能作业的教学设备，其包括：人机对弈平台、执行机器人部件、供棋盘和棋盘部件，执行机器人部件设置于人机对弈平台；棋盘部件包括棋盘板体、收料机构，所述棋盘板体呈水平设置于人机对弈平台上，所述棋盘板体设置有铰接边，所述铰接边通过铰接件铰接于人机对弈平台上，所述铰接件的铰接轴线沿所述铰接边延伸，所述收料机构包括收料槽、收料旋转驱动组件，所述收料槽设置于所述铰接边的外旁侧，所述收料旋转驱动组件设置有与所述棋盘板体传动连接、并使得所述棋盘板体相对于人机对弈平台绕所述铰接件翻转的收料驱动端，供棋盘设置于人机对弈平台。

本实用新型的有益效果是：在使用时，通过执行机器人部件与人实现人机对弈，当对弈完成后，执行机器人部件把其中一方的棋子从棋盘板体上收回至供棋盘，之后收料旋转驱动组件驱动棋盘板体相对于人机对弈平台绕所述铰接件翻转，把剩下另一方的棋子回收至收料槽，从而可实现快速的下料，提高对弈运行的效率。

作为上述技术方案的进一步改进，所述执行机器人部件包括机器视觉装置、上位机控制器、工业机器人，所述机器视觉装置设置于棋盘板体正上方，所述上位机控制器与机器视觉装置、工业机器人连接，所述机器视觉装置用于完成对棋盘板体的实时拍摄并将信号传递所述上位机控制器，所述上位机控制器用于接收所述机器视觉装置的信号而控制所述工业机器人的动作。

在使用时，机器视觉装置对棋盘板体拍摄，机器视觉装置将拍摄完成的图片上传至上位机控制器，上位机控制器根据图片进行分析，将分析结果导入到五子棋算法中，计算出工业机器人的下棋位置，并将位置信号传给工业机器人，工业机器人收到位置信息后，完成下棋动作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述用于五子棋智能作业的教学设备还包括设置于人机对弈平台上的礼品放置部件，所述礼品放置部件包括礼品承载台，在所述礼品承载台的顶面设置有多个放置位，所述放置位设置有位置传感器。

在对弈过程中，若是对弈人胜出，则工业机器人会从放置位取一个礼品作为奖励放置在对应的奖品区域给人取，反之则工业机器人不执行任何动作。其中位置传感器与工业机器人信号连接，通过位置传感器来检测放置位是否有礼品。

作为上述技术方案的进一步改进，所述用于五子棋智能作业的教学设备还包括设置于人机对弈平台上的快换工具部件，所述快换工具部件包括支架、设置于支架上的工具工装架，所述工具工装架设置有两个工装位，两个工装位分别安装有吸盘工具和夹爪工具，所述执行机器人部件为工业机器人。

工业机器人根据不同的需求，可选用不同的工具，本方案的吸盘工具用于下棋，而夹爪工具用于抓取礼品。

作为上述技术方案的进一步改进，所述人机对弈平台设置有启动按钮和设备急停按钮，所述启动按钮和设备急停按钮同时与上位机控制器电连接。

在对弈时，人们每一步棋下完后，需要按下启动按钮，工业机器人才根据五子棋对弈算法完成五子棋的对弈。如在设备运行过程中出现任何紧急情况，则按下设备急停按钮，设备会停止运行，避免造成伤害。

作为上述技术方案的进一步改进，所述棋盘板体设置有对弈边，在所述人机对弈平台上设置有安全光栅，所述安全光栅设置有对弈边的外旁侧，所述安全光栅与执行机器人部件电连接。

机器人在动作时，若有人移动至机器人运动范围内则安全光栅会报警，机器人停止动作，避免造成人员伤害。

作为上述技术方案的进一步改进，所述人机对弈平台设置有对弈棋盆放置台，所述对弈棋盆放置台设置于安全光栅的外侧。

对弈棋盆放置台主要用于对弈棋盆的放置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述收料旋转驱动组件包括顶升气缸、气缸固定板和承载板，所述承载板固定于人机对弈平台，所述气缸固定板与承载板的底部连接，所述铰接边通过铰接件与承载板铰接，所述顶升气缸呈倾斜设置于棋盘板体的底部，所述顶升气缸的一端与棋盘板体的底面铰接，所述顶升气缸的另一端与气缸固定板的下部铰接。

在收料时，本方案通顶升气缸来顶动棋盘板体，使得棋盘板体绕铰接件的铰接轴线转动。

作为上述技术方案的进一步改进，在所述收料槽的底部设置有收料口，所述收料口的下方设置有收料放置台。在收料时，把棋盆放在收料放置台，进入到收料槽棋子，从收料口落入至棋盆内。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明；

图1是本实用新型所提供的用于五子棋智能作业的教学设备，其一实施例的结构示意图一；

图2是本实用新型所提供的快换工具部件，其一实施例的结构示意图；

图3是本实用新型所提供的礼品放置部件，其一实施例的结构示意图；

图4是本实用新型所提供的棋盘部件，其一实施例的结构示意图一；

图5是本实用新型所提供的棋盘部件，其一实施例的结构示意图二；

图6是本实用新型所提供的用于五子棋智能作业的教学设备，其一实施例的结构示意图二。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图6，本实用新型的用于五子棋智能作业的教学设备作出如下实施例：

如图1和图6所示，本实施例的用于五子棋智能作业的教学设备包括人机对弈平台100、执行机器人部件300、供棋盘600和棋盘部件200。本实施例的执行机器人部件300设置于人机对弈平台100，具体地：所述执行机器人部件300包括机器视觉装置310、上位机控制器、工业机器人320，所述机器视觉装置310设置于棋盘板体210正上方，所述上位机控制器与机器视觉装置310、工业机器人320连接，还包括视觉检测显示屏，所述视觉检测显示屏与机器视觉装置310连接，机器视觉装置310视觉检测结果并输出至视觉检测显示屏进行显示。

如图4和图5所示，棋盘部件200包括棋盘板体210、收料机构，所述棋盘板体210呈水平设置于人机对弈平台100上，所述棋盘板体210设置有铰接边，所述铰接边通过铰接件220铰接于人机对弈平台100上，所述铰接件220的铰接轴线沿所述铰接边延伸，所述收料机构包括收料槽230、收料旋转驱动组件，所述收料槽230设置于所述铰接边的外旁侧，所述收料旋转驱动组件用于驱动所述棋盘板体210相对于人机对弈平台100绕所述铰接件220翻转，供棋盘600设置于人机对弈平台100，这时所述机器视觉装置310用于完成对棋盘板体210的实时拍摄并将信号传递所述上位机控制器，所述上位机控制器用于接收所述机器视觉装置310的信号而控制所述工业机器人320的动作。

而本实施例中的收料旋转驱动组件包括顶升气缸240、气缸固定板250和承载板260，所述承载板260固定于人机对弈平台100，所述气缸固定板250与承载板260的底部连接，所述铰接边通过铰接件220与承载板260铰接，所述顶升气缸240呈倾斜设置于棋盘板体210的底部，所述顶升气缸240的一端与棋盘板体210的底面铰接，所述顶升气缸240的另一端与气缸固定板250的下部铰接。

在使用时，机器视觉装置310对棋盘板体210拍摄，机器视觉装置310将拍摄完成的图片上传至上位机控制器，上位机控制器根据图片进行分析，将分析结果导入到五子棋算法中，计算出工业机器人320的下棋位置，并将位置信号传给工业机器人320，工业机器人320收到位置信息后，完成下棋动作，以此类推，直到有一方胜出为止。而当对弈完成后，执行机器人部件300把其中一方的棋子从棋盘板体210上收回至供棋盘600，之后顶升气缸240来顶动棋盘板体210，使得棋盘板体210绕铰接件220的铰接轴线转动，把剩下另一方的棋子回收至收料槽230，在所述收料槽230的底部设置有收料口231，所述收料口231的下方设置有收料放置台232，在收料时，把棋盆放在收料放置台232，进入到收料槽230棋子，从收料口231落入至棋盆内，从而可实现快速的下料，提高对弈运行的效率。

如图3所示，本实施例的用于五子棋智能作业的教学设备还包括设置于人机对弈平台100上的礼品放置部件400，所述礼品放置部件400包括礼品承载台410，在所述礼品承载台410的顶面设置有多个放置位420，所述放置位420设置有位置传感器421，在对弈过程中，若是对弈人胜出，则工业机器人320会从放置位420取一个礼品作为奖励放置在对应的奖品区域给人取，反之则工业机器人不执行任何动作。其中位置传感器421与工业机器人320信号连接，通过位置传感器421来检测放置位420是否有礼品。此外，如图2所示，还包括设置于人机对弈平台100上的快换工具部件500，所述快换工具部件500包括支架510、设置于支架510上的工具工装架520，所述工具工装架520设置有两个工装位530，两个工装位530分别安装有吸盘工具540和夹爪工具550，所述执行机器人部件300为工业机器人320，工业机器人320根据不同的需求，可选用不同的工具，本方案的吸盘工具540用于下棋，而夹爪工具550用于抓取礼品。

进一步地，所述人机对弈平台100设置有启动按钮110和设备急停按钮120，所述启动按钮110和设备急停按钮120同时与上位机控制器电连接，在对弈时，人们每一步棋下完后，需要按下启动按钮110，工业机器人320才根据五子棋对弈算法完成五子棋的对弈。如在设备运行过程中出现任何紧急情况，则按下设备急停按钮120，设备会停止运行，避免造成伤害。

所述棋盘板体210设置有对弈边，在所述人机对弈平台100上设置有安全光栅130，所述安全光栅130设置有对弈边的外旁侧，所述安全光栅130与执行机器人部件300电连接。机器人在动作时，若有人移动至机器人运动范围内则安全光栅130会报警，机器人停止动作，避免造成人员伤害。

所述人机对弈平台100设置有对弈棋盆放置台140，所述对弈棋盆放置台140设置于安全光栅130的外侧，对弈棋盆放置台140主要用于对弈棋盆的放置。

本实施例的机器视觉装置310包括工业相机、镜头、光源、视觉控制器。

人机对弈平台100的内部安装有主控制器，电气配盘，气源。人机对弈平台100由门、门把手、机台侧封板和台面组成，散热扇装在机台侧封板上面，为人机对弈平台100提供散热功能。其中采用西门子的S7 1200系列PLC作为主控设备，搭配机器视觉经由ABB六轴机器人完成人机对弈功能。

在其他一些实施例中，收料旋转驱动组件可采用其他驱动单元，例如可为旋转电机等。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：其包括：

人机对弈平台(100)；

执行机器人部件(300)，其设置于人机对弈平台(100)；

棋盘部件(200)，其包括棋盘板体(210)、收料机构，所述棋盘板体(210)呈水平设置于人机对弈平台(100)上，所述棋盘板体(210)设置有铰接边，所述铰接边通过铰接件(220)铰接于人机对弈平台(100)上，所述铰接件(220)的铰接轴线沿所述铰接边延伸，所述收料机构包括收料槽(230)、收料旋转驱动组件，所述收料槽(230)设置于所述铰接边的外旁侧，所述收料旋转驱动组件设置有与所述棋盘板体(210)传动连接、并使得所述棋盘板体(210)相对于人机对弈平台(100)绕所述铰接件(220)翻转的收料驱动端；

供棋盘(600)，其设置于人机对弈平台(100)。

2.根据权利要求1所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述执行机器人部件(300)包括机器视觉装置(310)、上位机控制器、工业机器人(320)，所述机器视觉装置(310)设置于棋盘板体(210)正上方，所述上位机控制器与机器视觉装置(310)、工业机器人(320)连接，所述机器视觉装置(310)用于完成对棋盘板体(210)的实时拍摄并将信号传递所述上位机控制器，所述上位机控制器用于接收所述机器视觉装置(310)的信号而控制所述工业机器人(320)的动作。

3.根据权利要求2所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述用于五子棋智能作业的教学设备还包括设置于人机对弈平台(100)上的礼品放置部件(400)，所述礼品放置部件(400)包括礼品承载台(410)，在所述礼品承载台(410)的顶面设置有多个放置位(420)，所述放置位(420)设置有位置传感器(421)。

4.根据权利要求3所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述用于五子棋智能作业的教学设备还包括设置于人机对弈平台(100)上的快换工具部件(500)，所述快换工具部件(500)包括支架(510)、设置于支架(510)上的工具工装架(520)，所述工具工装架(520)设置有两个工装位(530)，两个工装位(530)分别安装有吸盘工具(540)和夹爪工具(550)，所述执行机器人部件(300)为工业机器人(320)。

5.根据权利要求2所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述人机对弈平台(100)设置有启动按钮(110)和设备急停按钮(120)，所述启动按钮(110)和设备急停按钮(120)同时与上位机控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述棋盘板体(210)设置有对弈边，在所述人机对弈平台(100)上设置有安全光栅(130)，所述安全光栅(130)设置有对弈边的外旁侧，所述安全光栅(130)与执行机器人部件(300)电连接。

7.根据权利要求6所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述人机对弈平台(100)设置有对弈棋盆放置台(140)，所述对弈棋盆放置台(140)设置于安全光栅(130)的外侧。

8.根据权利要求1所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

所述收料旋转驱动组件包括顶升气缸(240)、气缸固定板(250)和承载板(260)，所述承载板(260)固定于人机对弈平台(100)，所述气缸固定板(250)与承载板(260)的底部连接，所述铰接边通过铰接件(220)与承载板(260)铰接，所述顶升气缸(240)呈倾斜设置于棋盘板体(210)的底部，所述顶升气缸(240)的一端与棋盘板体(210)的底面铰接，所述顶升气缸(240)的另一端与气缸固定板(250)的下部铰接。

9.根据权利要求1所述的一种用于五子棋智能作业的教学设备，其特征在于：

在所述收料槽(230)的底部设置有收料口(231)，所述收料口(231)的下方设置有收料放置台(232)。

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