卿海波 許金融 王廷軍 陳一帆 李航 王曉浩 劉文君
摘 要: 服務(wù)機器人已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,設(shè)計一種全自動下圍棋裝置,能夠自動交替落下黑白子,進行圍棋對弈表演。這種自動交互下圍棋裝置具有同步齒形帶X-Y運動單元,運動定位準確,噪聲小。存子單元、推子電機、落子單元,通過控制圍棋程序?qū)崿F(xiàn)交替落下黑白棋子。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單,穩(wěn)定性好,易于操作,有利于推廣圍棋一類的活動開展。
關(guān)鍵詞: 自動下圍棋裝置;對弈;運動單元;存子單元;推子電機;落子單元
目前,隨著人們物質(zhì)水平的提高,精神文化的消費日益凸顯,圍棋作為一種棋類運動也廣受大眾的青睞,但目前大眾化的圍棋對弈表演裝置還是空白,設(shè)計一種成本低、結(jié)構(gòu)簡單的圍棋全自動對弈表演裝置有利于推廣圍棋一類的活動開展。
1 總體設(shè)計與工作原理
自動交互下圍棋裝置主要由同步齒形帶X-Y運動單元、存子單元、推子電機、落子單元等組成,通過控制圍棋程序?qū)崿F(xiàn)交替落下黑白子棋子。由單片機控制裝置的各個電機,保證裝置運作的準確性。如圖1所示,主要零部件包括轉(zhuǎn)盤電機1、轉(zhuǎn)盤2、黑子導管3、白字導管4、存子漏斗5、棋子10、落子漏斗11、托桿12、X導軌13、支撐桿14、Y導軌15、導軌電機16、棋盤17等。
首先通過支撐桿連接上部的轉(zhuǎn)盤電機以及轉(zhuǎn)盤并連接上落子平臺,轉(zhuǎn)盤上放置著兩根導管(儲子管),導管上部分別各有一個存子漏斗,用于儲存黑白兩色棋子,棋子通過導管落在下方的落子平臺上,導管與下部落子平臺之間有一定間隙,保證棋子能順利落下,另外落子平臺上在兩導軌之間有一個深度較淺的溝槽,能讓每次棋子只落下一顆,當轉(zhuǎn)盤電機正向轉(zhuǎn)動時,一導管經(jīng)過溝槽,一顆棋子落入溝槽,此時推子電機運作,帶動推桿向前,將棋子推入落子漏斗中,其中漏斗通過托桿連接在支撐桿上,之后棋子順著漏斗下部的導管落到棋盤上完成落子動作,管與棋盤隔開一定的合適距離,保證下一步棋的順利進行;當轉(zhuǎn)盤電機反轉(zhuǎn)時,另一導管經(jīng)過溝槽,又一不同顏色的棋子落入凹槽中,再如上述步驟一樣,棋子落到棋盤上完成落子動作,如此反復(fù)。存子漏斗中的棋子再通過重力作用自動滑入導管中,實現(xiàn)了自動下圍棋。
只需對于下部的X、Y導軌給出坐標位置命令,可以保證棋子的準確下落位置。
2 結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析
2.1 X-Y運動單元
裝置下部由水平面上橫向?qū)к墸╔)與縱向?qū)к墸╕)組成,兩導軌交匯裝有滑塊,導軌一端裝有電機,導軌內(nèi)裝有同步帶輪,通過電機帶動,進而帶動滑塊運動,這樣可實現(xiàn)滑塊上的落子裝置能到達X、Y平面內(nèi)的任意一點。
X-Y運動單元包括X、Y兩向?qū)к壓突瑝K組成,導軌各自由一個電機控制,滑塊由兩向?qū)к壨蟿?,保證裝置能達到棋盤內(nèi)的所有位置,只需給予運動單元一個坐標指令即可。
2.2 存子單元
由支撐桿與下部運動單元連接,由轉(zhuǎn)盤、兩儲子導管以及兩存子漏斗構(gòu)成,分別儲存著兩色棋子,免去下一子就要往里添加的繁瑣,保證裝置下棋的連續(xù)性。
2.3 落子單元
主要由推子電機1、推桿2、溝槽3、落子平臺4、滑塊5、轉(zhuǎn)盤電機、落子漏斗構(gòu)成,通過轉(zhuǎn)盤電機的正反轉(zhuǎn)作用經(jīng)存子單元將黑白兩色棋子輸送到落子平臺的溝槽里,再由推子電機帶動推桿作用通過溝槽將棋子推入落子漏斗中,最后下在棋盤上。
3 裝置的特點
3.1 機械結(jié)構(gòu)與電機傳動
傳動裝置主要依靠電機傳動,由單片機控制電機,帶動橫向、縱向兩導軌運動,再由導軌上的滑塊帶動上部結(jié)構(gòu)完成落子。
3.2 雙導軌設(shè)計
雙導軌分為橫向、縱向?qū)к?,實現(xiàn)裝置能到達平面內(nèi)任意位置。
3.3 落子結(jié)構(gòu)
通過電機的正反轉(zhuǎn)分別落下黑、白棋子,兩棋子導管中間設(shè)有溝槽,保證棋子能從儲子管中順利落下并定位,保證推桿的動作到位,最后完成落子。
3.4 電源及供電系統(tǒng)
該裝置所使用直流電源為裝置中電機提供電能,它來自家庭用電,為220V。電源系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有電壓調(diào)節(jié)器,以保證電壓穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi),防止因電壓起伏過大而損壞設(shè)備。
4 結(jié)論
目前,隨著人們生活水平的提高,精神文化上的消費日益凸顯,各種興趣教育也是絡(luò)繹不絕,已經(jīng)普及到了大多數(shù)家庭中,其中不乏圍棋這一模塊。順應(yīng)這一潮流,我們的產(chǎn)品可以實現(xiàn)的是自動下圍棋,可用于家庭娛樂、各種大型的圍棋活動、圍棋的教學等領(lǐng)域。
參考文獻:
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