【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对弈机器人，尤其是涉及一种内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人及其操作方法。
技术介绍
1、目前市面上现有结构设计皆是以外置式机械臂与龙门式线性结构的抓取棋子方式，棋子识别多数为棋子正上方使用摄像头进行识别，导致机械机构全部裸露在外，并且抓取机构只能位于棋盘正上方，配合电磁铁吸附棋子，来完成棋子的移动；其结构体积较大，移动机构外漏，不易于搬运且会对老人儿童造成损伤。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有外置式机械臂与龙门式线性结构的抓取棋子，其结构体积较大，移动机构外漏，不易于搬运且会对老人儿童造成损伤的问题，现提供了一种内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，包括上方具有对弈区的棋盘座，所述对弈区用于放置对弈的棋子，所述棋盘座内具有空腔体，所述空腔体内设置有并联平面错位机械臂，所述并联平面错位机械臂上设置有末端执行装置磁悬浮模块，每个所述棋子内设置有用于末端执行装置磁悬浮模块识别的识别模块，所述末端执行装置磁悬浮模块位于对弈区下方，所述并联平面错位机械臂用于控制末端执行装置磁悬浮模块位移至所需位置，所述末端执行装置磁悬浮模块用于识别并控制对弈区上所需位移棋子悬浮，所述空腔体内设置有用于控制并联平面错位机械臂靠近或者远离对弈区的控制机构；
3、所述并联平面错位机械臂包括第一主动杆、第一从动杆、第一步进电机、第二主动杆、第二从动杆和第二步进电机，所述第
4、为了实现控制机构，优选地一些实施方式，所述控制机构包括升降板和控制电机，所述升降板滑动安装在空腔体内，所述第一步进电机和第二步进电机均安装在升降板上，所述控制电机固定安装在空腔体内，所述控制电机的输出轴与升降板之间设置有滚珠丝杠机构。通过控制电机并配合滚珠丝杠机构，实现升降板在空腔体内上升下降，从而也就实现并联平面错位机械臂上末端执行装置磁悬浮模块靠近或者远离对弈区。
5、为了实现升降板在空腔体内滑动，优选地一些实施方式，所述空腔体内设置有导柱，所述升降板上设置有导套，所述导套滑动在导柱上。通过升降板上的导套与空腔体内的导柱配合，实现升降板在空腔体内滑动。
6、为了实现对棋子的识别和磁悬浮，优选地一些实施方式，所述棋子包括上盖、钕铁硼磁铁和底盖，所述上盖上设置有用于识别棋子的识别区，所述钕铁硼磁铁设置在底盖上，所述上盖设置在底盖上并将钕铁硼磁铁和识别模块罩设在内，所述识别模块设置在钕铁硼磁铁和上盖之间。通过在棋子内设置钕铁硼磁铁和识别模块，实现对棋子的识别和磁悬浮。
7、优选地一些实施方式，所述识别模块包括rfid射频芯片，所述对弈区的每个落子点上均设置有rfid读写器，所述rfid读写器用于与rfid射频芯片配合并实现辅助并联平面错位机械臂定位到落子点。
8、为了实现末端执行装置磁悬浮模块，优选地一些实施方式，所述末端执行装置磁悬浮模块由线圈、磁铁组和霍尔传感器组成，所述线圈用于与钕铁硼磁铁配合并实现棋子磁悬浮，所述磁铁组用于对与钕铁硼磁铁配合并保持悬浮棋子的平衡，所述霍尔传感器用于检测棋子的偏移姿态。通过线圈通电并产生磁场，并与钕铁硼磁铁配合并实现棋子磁悬浮，再由磁铁组保持悬浮棋子的平衡，同时霍尔传感器检测棋子的偏移姿态。
9、优选地一些实施方式，所述棋盘座上位移对弈区的外部区域还设置有控制单元、棋子放置区、显示屏、若干操作按钮和棋子存放区，所述棋子放置区用于放置被吃棋子，所述棋子存放区用于存放棋子，所述显示屏显示对弈信息，所述控制单元分别与若干操作按钮、显示屏、并联平面错位机械臂、末端执行装置磁悬浮模块和控制机构信号连接。
10、优选地一些实施方式，若干所述操作按钮包括电源开始按钮、摆棋按钮、下一步按钮和收棋按钮。
11、一种采用如上述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人的操作方法，具体操作步骤如下：
12、s1、对弈前，按下电源开始按钮，控制单元初始化；
13、s2、按下摆棋按钮，控制单元控制并联平面错位机械臂及末端执行装置磁悬浮模块，并将棋子存放区内的棋子摆放至对弈区上棋子所对应的位置，直至完成摆放工作，显示屏显示棋子摆棋完成；
14、s3、对弈时，按下下一步按钮，控制单元控制并联平面错位机械臂并将末端执行装置磁悬浮模块位移至所对应的棋子，识别并悬浮棋子，再按照规划路径将棋子位移至对弈区或棋子放置区或棋子存放区的所需位置，完成第一次落子或吃子；
15、s4、按下下一步按钮，玩家控制对弈区的棋子进行落子或者吃子，并将棋子位移至对弈区或棋子放置区；
16、s5、按下下一步按钮，重复步骤s3和s4，直至对弈结束并判断玩家输赢；
17、s6、按下收棋按钮，控制单元控制并联平面错位机械臂及末端执行装置磁悬浮模块，并将棋子摆放区内和对弈区内的棋子摆放至棋子存放区内，直至完成收棋工作。
18、优选地一些实施方式，其中步骤s3中根据控制单元判断是否需要吃子，如若吃子，根据规划路径算法则先对所有rfid读写器进行通电，让控制单元对棋盘座上的棋子进行布局进行定位，而后控制并联平面错位机械臂并将末端执行装置磁悬浮模块位移至所被吃棋子的下方，末端执行装置磁悬浮模块通电，控制机构控制并联平面错位机械臂上升，同时末端执行装置磁悬浮模块将被吃子悬浮起且移至棋子放置区，末端执行装置磁悬浮模块断电，控制机构控制并联平面错位机械臂下降，并控制末端执行装置磁悬浮模块位移到需走棋的点位，再对末端执行装置磁悬浮模块通电，控制机构控制并联平面错位机械臂上升，同时末端执行装置磁悬浮模块将被吃子悬浮起且移至被吃子点位上，如不吃子就进行正常的走棋流程；
19、在棋子移动过程中，当棋子在路径上需要跨越别的棋子完成落子时，通过多格直线或者多格斜线累加实现路径绕过规划，棋子借助于对弈区的外部区域或者对弈区内部区域位移至落子位置，或者将需要跨越的棋子中的一个或者多个棋子位移至棋子存放区，然后将所需位移的棋子位移至落子位置，最后将棋子存放区内的棋子位移至放置前对弈区内所在位置。
20、本专利技术的有益效果是：本专利技术内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人在使用时，采取并联平面错位机械臂和末端执行装置磁悬浮模块，使其能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，包括上方具有对弈区(2)的棋盘座(1)，所述对弈区(2)用于放置对弈的棋子(3)，其特征在于：所述棋盘座(1)内具有空腔体(4)，所述空腔体(4)内设置有并联平面错位机械臂(5)，所述并联平面错位机械臂(5)上设置有末端执行装置磁悬浮模块(6)，每个所述棋子(3)内设置有用于末端执行装置磁悬浮模块(6)识别的识别模块(7)，所述末端执行装置磁悬浮模块(6)位于对弈区(2)下方，所述并联平面错位机械臂(5)用于控制末端执行装置磁悬浮模块(6)位移至所需位置，所述末端执行装置磁悬浮模块(6)用于识别并控制对弈区(2)上所需位移棋子(3)悬浮，所述空腔体(4)内设置有用于控制并联平面错位机械臂(5)靠近或者远离对弈区(2)的控制机构(8)；
2.根据权利要求1所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述控制机构(8)包括升降板(801)和控制电机(802)，所述升降板(801)滑动安装在空腔体(4)内，所述第一步进电机(503)和第二步进电机(506)均安装在升降板(801)上，所述控制电机(802)固定安装在空腔体(4)内
3.根据权利要求2所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述空腔体(4)内设置有导柱(804)，所述升降板(801)上设置有导套(805)，所述导套(805)滑动在导柱(804)上。
4.根据权利要求1所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述棋子(3)包括上盖(301)、钕铁硼磁铁(302)和底盖(303)，所述上盖(301)上设置有用于识别棋子(3)的识别区，所述钕铁硼磁铁(302)设置在底盖(303)上，所述上盖(301)设置在底盖(303)上并将钕铁硼磁铁(302)和识别模块(7)罩设在内，所述识别模块(7)设置在钕铁硼磁铁(302)和上盖(301)之间。
5.根据权利要求4所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述识别模块(7)包括RFID射频芯片，所述对弈区(2)的每个落子点上均设置有RFID读写器，所述RFID读写器用于与RFID射频芯片配合并实现辅助并联平面错位机械臂(5)定位到落子点。
6.根据权利要求5所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述末端执行装置磁悬浮模块(6)由线圈(601)、磁铁组(602)和霍尔传感器(603)组成，所述线圈(601)用于与钕铁硼磁铁(302)配合并实现棋子(3)磁悬浮，所述磁铁组(602)用于对与钕铁硼磁铁(302)配合并保持悬浮棋子(3)的平衡，所述霍尔传感器(603)用于检测棋子(3)的偏移姿态。
7.根据权利要求6所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述棋盘座(1)上位移对弈区(2)的外部区域还设置有控制单元、棋子放置区(10)、显示屏(11)、若干操作按钮(12)和棋子存放区(13)，所述棋子放置区(10)用于放置被吃棋子(3)，所述棋子存放区(13)用于存放棋子(3)，所述显示屏(11)显示对弈信息，所述控制单元分别与若干操作按钮(12)、显示屏(11)、并联平面错位机械臂(5)、末端执行装置磁悬浮模块(6)和控制机构(8)信号连接，所述棋子放置区(10)和棋子存放区(13)内均设置有RFID读写器。
8.根据权利要求7所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：若干所述操作按钮(12)包括电源开始按钮、摆棋按钮、下一步按钮和收棋按钮。
9.一种采用如权利要求1-8任一项所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人的操作方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
10.根据权利要求9所示的操作方法，其特征在于：其中步骤S3中根据控制单元判断是否需要吃子，如若吃子，根据规划路径算法则先对所有RFID读写器进行通电，让控制单元对棋盘座(1)上的棋子(3)进行布局进行定位，而后控制并联平面错位机械臂(5)并将末端执行装置磁悬浮模块(6)位移至所被吃棋子(3)的下方，末端执行装置磁悬浮模块(6)通电，控制机构(8)控制并联平面错位机械臂(5)上升，同时末端执行装置磁悬浮模块(6)将被吃子悬浮起且移至棋子放置区(10)，末端执行装置磁悬浮模块(6)断电，控制机构(8)控制并联平面错位机械臂(5)下降，并控制末端执行装置磁悬浮模块(6)位移到需走棋的点位，再对末端执行装置磁悬浮模块(6)通电，控制机构(8)控制并联平面错位机械臂(5)上升，同时末端执行装置磁悬浮模块(6)将被吃子悬浮起且移至被吃子点位上，如不吃子就进行正常的走棋流程；
...【技术特征摘要】
1.一种内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，包括上方具有对弈区(2)的棋盘座(1)，所述对弈区(2)用于放置对弈的棋子(3)，其特征在于：所述棋盘座(1)内具有空腔体(4)，所述空腔体(4)内设置有并联平面错位机械臂(5)，所述并联平面错位机械臂(5)上设置有末端执行装置磁悬浮模块(6)，每个所述棋子(3)内设置有用于末端执行装置磁悬浮模块(6)识别的识别模块(7)，所述末端执行装置磁悬浮模块(6)位于对弈区(2)下方，所述并联平面错位机械臂(5)用于控制末端执行装置磁悬浮模块(6)位移至所需位置，所述末端执行装置磁悬浮模块(6)用于识别并控制对弈区(2)上所需位移棋子(3)悬浮，所述空腔体(4)内设置有用于控制并联平面错位机械臂(5)靠近或者远离对弈区(2)的控制机构(8)；
2.根据权利要求1所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述控制机构(8)包括升降板(801)和控制电机(802)，所述升降板(801)滑动安装在空腔体(4)内，所述第一步进电机(503)和第二步进电机(506)均安装在升降板(801)上，所述控制电机(802)固定安装在空腔体(4)内，所述控制电机(802)的输出轴与升降板(801)之间设置有滚珠丝杠机构(803)。
3.根据权利要求2所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述空腔体(4)内设置有导柱(804)，所述升降板(801)上设置有导套(805)，所述导套(805)滑动在导柱(804)上。
4.根据权利要求1所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述棋子(3)包括上盖(301)、钕铁硼磁铁(302)和底盖(303)，所述上盖(301)上设置有用于识别棋子(3)的识别区，所述钕铁硼磁铁(302)设置在底盖(303)上，所述上盖(301)设置在底盖(303)上并将钕铁硼磁铁(302)和识别模块(7)罩设在内，所述识别模块(7)设置在钕铁硼磁铁(302)和上盖(301)之间。
5.根据权利要求4所述的内置式并联磁悬浮象棋对弈机器人，其特征在于：所述识别模块(7)包括rfid射频芯片，所述对弈区(2)的每个落子点上均设置有rfid读写器，所述rfid读写器用于与rfid射频芯片配合并实现辅助并联平面错位机械臂(5)定位到落子点。
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