一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人。包括机框，所述机框里面的一侧设置有SCARA并联机械臂，另一侧设置有棋盘固定板；SCARA并联机械臂包括两个主动臂，每个主动臂输入端分别连接一个步进电机，每个主动臂的输出端分别通过一个转动关节连接从动臂，两个从动臂的自由端连接末端转动关节，末端转动关节连接末端电磁机构；末端电磁结构设置在所述棋盘固定板上方用于拾取和放置棋子；每个步进电机连接一个驱动器，机框上还安装有机器视觉模块、语音识别模块，驱动器、机器视觉模块、语音识别模块均与主控电路板连接。该机器人系统可以对棋局信息进行快速、准确地提取并实现棋子的精准拾取及放置；支持语音控制。支持语音控制。支持语音控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人


[0001]本专利技术一种智能五子棋机器人，具体来说是一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人。

技术介绍

[0002]近年来随着计算机、人工智能技术等领域的发展，机器人的环境感知和运动控制能力不断增强、智能化水平不断提高。又因劳动人口短缺，大量机器人应运而生，为人类的生产、生活带来了极大的便利以及经济效益。其中服务机器人在医疗康复、教育娱乐、家政服务、抢险救灾、公众服务、商业应用、国防等涉及经济和社会发展的各个领域取得快速的发展，并得到了越来越多的应用。同时，作为智能体的“眼睛”，机器视觉技术愈发成熟，推动图像处理、目标检测、模式识别、三维重建等领域迅速发展。因具有高精准性、高效率及可持续工作等优势，目前机器视觉技术在工业制造领域等诸多领域得到了广泛应用。
[0003]近年来以棋类为代表的博弈问题成为了人工智能研究的重要领域，涌现出如深蓝、AlphaGo等强大的AI（人工智能）,引起了人们的广泛关注以及浓厚的兴趣。自古以来棋类运动在我国广受欢迎，具有深厚的群众基础，逐渐的棋类爱好者开始热衷与AI（人工智能）下棋，然而与电脑对弈存在学习成本高、用户群体范围小、交互体验感差、难以集中注意力、长时间下棋损害视力等问题，因此下棋机器人应运而生。
[0004]然而现有五子棋机器人普遍存在成本高、集成度低、体积庞大、机械机构复杂、操作精度低、需要上位机、使用不便、不够智能等缺陷。

技术实现思路

[0005]为了克服上述缺陷，本专利技术提供了一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人。
[0006]该机器人系统可以对棋局信息进行快速、准确地提取并实现棋子的精准拾取及放置，可达到人机对弈的效果；支持语音控制。具有体积小、集成度高、使用便捷、成本低、响应迅速、稳定性及实时性好等优点，同时市场前景广阔、受众群体广大，便于开展后续的推广工作。对增加人文关怀、促进传统棋文化广泛传播等具有一定的现实意义。
[0007]技术方案：为了实现上述专利技术目的，本专利技术一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人包括机框，所述机框里面的一侧设置有SCARA并联机械臂，另一侧设置有棋盘固定板；所述SCARA并联机械臂包括两个主动臂，每个主动臂输入端分别连接一个步进电机，每个主动臂的输出端分别通过一个转动关节连接从动臂，两个从动臂的自由端连接末端转动关节，所述末端转动关节连接末端电磁机构；棋盘固定板上设有两个五子棋存储槽用来存放五子棋，所述末端电磁结构设置在所述棋盘固定板上方用于拾取和放置棋子；每个所述步进电机连接一个驱动器，所述机框上还安装有机器视觉模块、语音识别模块，所述驱动器、机器视觉模块、语音识别模块均与主控电路板连接。
[0008]进一步地，所述末端电磁结构包括电磁推杆和电磁铁，所述电磁推杆和电磁铁通
过螺栓相接。
[0009]进一步地，每个所述步进电机转轴上方各安装有一个电磁编码器。
[0010]进一步地，所述机框顶部设置有上固定板，所述主控电路板及编码器固定在所述上固定板上。
[0011]进一步地，所述机框底部和中部分别设置有下固定板和中固定板，所述下固定板和中固定板共同起到固定开关电源、步进电机及其驱动器的作用。
[0012]进一步地，所述末端转动关节通过连接件一连接所述的电磁机构。
[0013]进一步地，所述机器视觉模块及语音识别模块通过连接件二与机框相连，所述机器视觉模块正对棋盘固定板。所述棋盘固定板上方有一LED补光灯固定在机框上，以便于机器视觉模块准确处理图像。
[0014]进一步地，五子棋由可被磁铁吸引的材料构成，直径为15mm，厚度为2mm。棋盘固定板具有两个棋子存储槽，每个存储槽由20个小槽组成，每个小槽可存储3颗棋子，两块存储槽共可存放120颗棋子。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、SCARA并联机械臂结构简单，工作空间系二维平面结构，易于控制、控制精度高并具备快速响应的能力。
[0016]2、电磁推杆及电磁铁构成的末端结构与气动阀门相比，末端抖动小，更加稳定。控制简单，响应迅速，可以实现对棋子快速且精准拾取。
[0017]3、本机器人设置了机器视觉模块及语音识别模块，支持语音控制，可通过语音进行唤醒、并可对先手或后手以及对弈难度进行选择。同时会根据对弈情况进行相关的语音提示，大大提升了系统的智能化以及人机交互体验。
[0018]4、本专利技术的集成度高，由STM32H743II ARM Cortex M7 单片机实现棋盘图像处理及人机对弈，不需要连接其他设备（上位机等），电源只需上电即可进行工作，方便快捷、即插即用、便于推广。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的SCARA并联机械臂的一种工作状态示意图，图中所示位置末端转动关节所处的位置A，即末端转动关节带动末端电磁机构可以拾取和放置位于棋盘固定板上A位置处棋子；图3是本专利技术的SCARA并联机械臂的一种工作状态示意图，图中所示位置末端转动关节所处的位置B，即末端转动关节带动末端电磁机构可以拾取和放置位于棋盘固定板上B位置处棋子；图4是本专利技术的SCARA并联机械臂的一种工作状态示意图，图中所示位置末端转动关节所处的位置C，即末端转动关节带动末端电磁机构可以拾取和放置位于棋盘固定板上C位置处棋子；图5是本专利技术的末端电磁结构的示意图；图6是本专利技术的棋子存储槽结构示意图。
[0020]附图标记说明：
1、机框；2、上固定板；3、主控电路板；4、中固定板；5、联轴器；6、步进电机；6
‑
1、步进电机一；6
‑
2、步进电机二；7、1500W开关电源；8、下固定板；9、电机驱动器；9
‑
1、驱动器一；9
‑
2、驱动器二；10、SCARA并联机械臂；10
‑
1、主动臂；10
‑
2、从动臂；11、棋子存储槽；12、棋盘固定板；13、微型电磁铁；14、连接件一；15、连接件二；16、语音控制模块；17、电磁推杆；18、机器视觉模块；19、LED补光灯；20、电磁编码器。
实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术。
[0022]如图1和图5所示，本实施例的一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人包括机框1，所述机框1里面的一侧设置有SCARA并联机械臂10，另一侧设置有棋盘固定板12；所述SCARA并联机械臂10包括两个主动臂10
‑
1，每个主动臂10
‑
1输入端分别连接一个步进电机6，每个主动臂10
‑
1的输出端分别通过一个转动关节连接从动臂10
‑
2，两个从动臂10
‑
2的自由端连接末端转动关节，所述末端转动关节连接末端电磁机构；棋盘固定板12上有两个五子棋存储槽11用来存放五子棋，所述末端电磁结构设置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人，包括机框（1），其特征在于，所述机框（1）里面的一侧设置有SCARA并联机械臂（10），另一侧设置有棋盘固定板（12）；所述SCARA并联机械臂（10）包括两个主动臂（10
‑
1），每个主动臂（10
‑
1）输入端分别连接一个步进电机（6），每个主动臂（10
‑
1）的输出端分别通过一个转动关节连接从动臂（10
‑
2），两个从动臂（10
‑
2）的自由端连接末端转动关节，所述末端转动关节连接末端电磁机构；棋盘固定板（12）上设有两个五子棋存储槽（11）用来存放五子棋，所述末端电磁结构设置在所述棋盘固定板（12）上方用于拾取和放置棋子；每个所述步进电机（6）连接一个驱动器（9），所述机框（1）上还安装有机器视觉模块（18）、语音识别模块（16），所述驱动器（9）、机器视觉模块（18）、语音识别模块（16）均与主控电路板（3）连接。2.根据权利要求1所述的一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器人，其特征在于，所述末端电磁结构包括电磁推杆（17）和电磁铁（13），所述电磁推杆（17）和电磁铁（13）通过螺栓相接。3.根据权利要求1所述的一种基于SCARA并联机械臂的智能五子棋机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一鸣，刘剑，许一航，杨少文，薛磊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：