一种基于实物棋盘人机对弈象棋机器人装置

摘要

本发明提供一种基于实物棋盘人机对弈象棋机器人装置，由三维机械臂系统、控制系统、木质棋盘和棋子组成，象棋棋子内置有磁铁，象棋棋盘每个棋位处埋有霍耳元件，霍耳元件与控制系统相连，控制系统与三维机械臂系统通过控制三维臂机械臂连接线相连，三维机械臂系统包括两根平行的纵滑杆，一横滑杆通过左、右滑块垂直连接于两根纵滑杆之间，并能通过左右滑块在左、右滑杆上移动，步进电机一、二、三分别控制电磁体在行、列和上下移动，控制系统包括计算机、单片机，控制步机电机一、步进电机二和步进电机三的工作。本发明能够基于实物棋盘妻子，实现人机对弈的问题，而不需要光电传感器、摄像头等设备。

主权项

一种基于实物棋盘人机对弈象棋机器人装置，由三维机械臂系统、控制系统、木质棋盘和象棋棋子组成，象棋棋子内嵌有磁铁，木质棋盘每个棋位处埋有霍耳元件，霍耳元件与控制系统相连，控制系统与三维机械臂系统通过控制三维机械臂连接线相连，三维机械臂系统包括两根平行的纵滑杆，一横滑杆通过左、右滑块垂直连接于两根纵滑杆之间，并能通过左右滑块在左、右滑杆上移动，左、右滑块受步进电机一驱动；横滑杆上设有电磁铁装载体，该装载体受步进电机二驱动能在横滑杆上滑动；该装载体上还设有升降机构，升降机构受步进电机三驱动带动电磁铁上下移动；三维机械臂系统设于棋盘上方，且左滑杆、右滑杆和横滑杆构成的平面平行于棋盘平面，控制系统包括计算机和单片机，控制步机电机一、步进电机二和步进电机三的工作，其特征是，由单片机精确控制三维机械臂；三维机械臂由步进电机一、步进电机二、步进电机三控制，横向的为x三维机械臂，竖向的为y三维机械臂，纵向的为z三维机械臂，其中x,y三维机械臂主要负责移动到目标位置，z三维机械臂主要负责控制电磁铁的位置，当电磁铁足够靠近棋子时能产生足够的吸力；在控制三维机械臂的时候，首先确定步进电机的步距角以及工作频率，控制系统通过输出不同的频率来控制步进电机的移动速度，控制系统通过计算脉冲输出时间经过复杂的计算来计算机械臂的行进距离；当控制系统得到一组对应的原始坐标和目标坐标之后，通过计算可以得出需要输出脉冲的频率以及时间，从而做到对机械臂的精确控制：每一步操作结束时，3个步进电机均回到临近终点位置，再通过放置在终点的霍耳传感器进行最慢速回零，确保最后停止位置与起点相同。