[0001] 本发明涉及五子棋对弈设备技术领域，特别是涉及一种基于机器视觉的五子棋人机对弈设备。

[0002] 随着经济水平的稳步提高，人工智能技术、控制技术、机器视觉技术等多种先进技术逐步融入到人们的生活当中，同时随着科学技术的发展，多种先进技术之间的融合成为了一种发展趋势，对于智能化产品开发的需求逐步提高，应用的领域逐渐扩大，基于机器视觉的智能控制技术等融入智能产品的开发将会逐步增长。

[0003] 目前人工智能行业得到了一定的发展，在人机对弈领域人工智能发挥着不可或缺的作用，但其核心的技术与其他先进技术的融合以及实际的产品需求结合仍是较大的问题。

[0004] 目前大多数人机对弈类设备中所采用的现有技术存在着不足之处，采用霍尔传感器和光敏传感器结合磁性和光来确定棋盘上棋子的种类和位置，此种方法受外界因素影响较大，位置信息判断准确度不稳定，且棋盘和棋子需要通过特别制作，采用手动摆放棋子的位置以供执行部件取棋未免繁琐且效率低下，自动化程度低。

[0023] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0024] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0025] 其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例

[0026] 请参照图1至图5所示，本发明提供了一种基于机器视觉的五子棋人机对弈设备，包括：棋盘组件，包括棋盘30和摄像头32，摄像头32位于棋盘30的顶面上方，通过摄像头
32采集棋盘30上的棋局图像；棋盘组件还包括人机对弈工作台1，人机对弈工作台1的顶部连接设置有摄像头支撑架31，摄像头32安装于摄像头支撑架31上；
供棋组件，包括用于放置棋子的供棋盒42以及供棋盒42底部下方的供棋装置旋转盘38，通过供棋装置旋转盘38的旋转实现供棋盒42内棋子的移出；供棋组件还包括供棋装置支撑架33、供棋装置底板35、供棋装置上板36和锥形块45，供棋装置支撑架33连接固定于人机对弈工作台1的顶部，供棋装置底板35连接固定于供棋装置支撑架33的顶部，供棋装置上板36位于供棋装置底板35的正上方，且供棋装置上板36与供棋装置底板35的端角之间连接设置有中间固定块37，供棋装置旋转盘38转动嵌于供棋装置上板36，供棋盒42连接于供棋装置上板36的顶部且位于供棋装置旋转盘38的上方，供棋盒42为上下开口的中空筒体，锥形块45安装于供棋盒42的内部且下端活动穿透于供棋装置旋转盘38与供棋装置底板35连接，供棋装置上板36的顶面位于供棋装置旋转盘38的外缘设置有出棋轨道，通过锥形块
45实现供棋盒42内的棋子分布于供棋装置旋转盘38的顶面边缘，通过供棋装置旋转盘38的旋转实现棋子沿供棋装置上板36的出棋轨道从供棋盒42的内部移出；
具体的，供棋组件还包括减速电机34和旋转盘从动齿轮39，旋转盘从动齿轮39同轴连接于供棋装置旋转盘38的底部，旋转盘从动齿轮39与供棋装置底板35之间连接有回转支撑轴承40，减速电机34安装于供棋装置底板35，且减速电机34的输出轴连接有与旋转盘从动齿轮39相啮合的减速电机主动齿轮41；供棋组件还包括光纤传感器44，供棋装置上板
36的出棋轨道的末端安装设置有光纤传感器固定块43，光纤传感器44安装于光纤传感器固定块43上，光纤传感器固定块43的输出信号反馈至减速电机34的控制开关；减速电机34输出上的减速电机主动齿轮41开始转动，通过齿轮传动的方式使旋转盘从动齿轮39转动从而带动供棋装置旋转盘38进行转动，使供棋装置旋转盘38上的棋子沿着供棋装置上板36的出棋轨道移动到取棋位置，等到光纤传感器44感应到棋子时减速电机34停止转动；
执行组件，包括真空吸盘18、X轴机构、Z轴机构和Y轴机构，真空吸盘18用于棋子的抓取与释放，真空吸盘18安装于Z轴机构上，通过Z轴机构实现真空吸盘18在Z轴上的运动，Z轴机构安装于X轴机构上，通过X轴机构实现Z轴机构在X轴上的运动，棋盘30安装于Y轴机构上，通过Y轴机构实现棋盘30在Y轴上的运动；
具体的，X轴机构包括X轴直线模组4、X轴伺服电机5和X轴限位传感器11，X轴直线模组4的底部连接设置有X轴直线模组固定板3，X轴直线模组固定板3与人机对弈工作台1的顶部之间连接有X轴直线模组固定板支撑块2，X轴直线模组4的一端连接设置有X轴伺服电机固定板6，X轴伺服电机5安装于X轴伺服电机固定板6上，X轴直线模组4的丝杆上安装设置有第一同步带轮7，X轴伺服电机5的输出轴上安装设置有第二同步带轮8，第二同步带轮8与第一同步带轮7之间连接设置有第一同步带9，X轴直线模组4的侧面连接设置有X轴限位传感器固定块10，X轴限位传感器11安装于X轴限位传感器固定块10上，并X轴限位传感器11的输出信号反馈至X轴直线模组4的控制开关；X轴伺服电机5启动，X轴伺服电机5输出轴的第一同步带轮7开始转动，通过第一同步带9带动第二同步带轮8转动使X轴直线模组4的丝杆转动，X轴直线模组4的丝杆的转动转化为X轴直线模组4的滑块的直线运动，以此带动Z轴直线模组13上真空吸盘18在X轴方向上进行左右运动；
具体的，Z轴机构包括Z轴直线模组13、Z轴伺服电机14和Z轴限位传感器20，X轴直线模组4的滑块上连接设置有Z轴直线模组固定块12，Z轴直线模组13安装于Z轴直线模组固定块12上，Z轴直线模组13的顶端连接设置有Z轴伺服电机固定块15，Z轴伺服电机14安装设置于Z轴伺服电机固定块15上，Z轴伺服电机14与Z轴直线模组13之间连接有联轴器16，Z轴直线模组13的侧面连接设置有Z轴限位传感器固定块19，Z轴限位传感器20安装于Z轴限位传感器固定块19上，并Z轴限位传感器20的输出信号反馈至Z轴伺服电机14的控制开关；Z轴伺服电机14的启动通过联轴器16带动Z轴直线模组13的丝杆开始转动，Z轴直线模组13丝杆的转动转化为滑块的直线运动，真空吸盘18在Z轴直线模组13的滑块带动下向下运动直至取棋位置停止，真空吸盘18通气后吸紧棋子后向上运动直至原点位置；
具体的，Y轴机构包括Y轴直线模组21、Y轴伺服电机22和Y轴限位传感器28，Y轴直线模组21连接固定于人机对弈工作台1的顶部，Y轴直线模组21的一端连接设置有Y轴伺服电机固定板23，Y轴伺服电机22安装于Y轴伺服电机固定板23上，Y轴直线模组21的丝杆上安装设置有第三同步带轮24，Y轴伺服电机22的输出轴上安装设置有第四同步带轮25，第四同步带轮25与第三同步带轮24之间连接设置有第二同步带26，Y轴直线模组21的侧面连接设置有Y轴限位传感器固定块27，Y轴限位传感器28安装于Y轴限位传感器固定块27上，并Y轴限位传感器28的输出信号反馈至Y轴伺服电机22的控制开关；Y轴伺服电机22启动，Y轴伺服电机22输出轴的第三同步带轮24开始转动，通过第二同步带26的带动第四同步带轮25转动使Y轴直线模组21的丝杆转动，Y轴直线模组21丝杆的转动转化为Y轴直线模组21滑块的直线运动，以此带动棋盘30在Y轴方向上进行前后运动；
具体的，Z轴直线模组13的滑块上连接设置有真空吸盘固定块17，真空吸盘18安装于真空吸盘固定块17上；Y轴直线模组21的滑块上连接设置有棋盘固定板29，棋盘30连接于棋盘固定板29的顶部。

[0027] 本发明提供的一种基于机器视觉的五子棋人机对弈设备，工作原理为：五子棋对弈过程中，当人们下完棋之后，摄像头32开始采集棋局的图像，随后将棋局图像上传到电脑，电脑程序运行得到下一步的落子点位，供棋组件中减速电机34启动，减速电机34输出上的减速电机主动齿轮41开始转动，通过齿轮传动的方式使旋转盘从动齿轮39转动从而带动供棋装置旋转盘38进行转动，使供棋装置旋转盘38上的棋子沿着供棋装置上板36的出棋轨道移动到取棋位置，等到光纤传感器44感应到棋子时减速电机34停止转动；随后Z轴伺服电机14的启动通过联轴器16带动Z轴直线模组13的丝杆开始转动，Z轴直线模组13丝杆的转动转化为滑块的直线运动，真空吸盘18在Z轴直线模组13的滑块带动下向下运动直至取棋位置停止，真空吸盘18通气后吸紧棋子后向上运动直至原点位置；
随后X轴伺服电机5启动，X轴伺服电机5输出轴的第一同步带轮7开始转动，通过第一同步带9带动第二同步带轮8转动使X轴直线模组4的丝杆转动，X轴直线模组4的丝杆的转动转化为X轴直线模组4的滑块的直线运动，以此带动Z轴直线模组13上真空吸盘18在X轴方向上进行左右运动；
Y轴伺服电机22启动，Y轴伺服电机22输出轴的第三同步带轮24开始转动，通过第二同步带26的带动第四同步带轮25转动使Y轴直线模组21的丝杆转动，Y轴直线模组21丝杆的转动转化为Y轴直线模组21滑块的直线运动，以此带动棋盘30在Y轴方向上进行前后运动；
当真空吸盘18在X轴直线模组4和Z轴直线模组13带动下同时伴随着棋盘30在Y轴直线模组21带动下位于棋盘30上的落子点位处，真空吸盘18不通气以此释放棋子，当释放棋子完毕后，真空吸盘18在X轴直线模组4和Z轴直线模组13带动下回到取棋位置，此轮下棋结束，等待下轮下棋直至分出胜负。

[0028] 应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。