围棋棋子智能分拣机

■河北省唐山市第四十九中学九年级 伦 比

围棋对弈结束后，分拣棋子既耗费大量时间又会打断对局者的思路，影响对弈质量。现在市场上已有围棋分拣机，但分拣效率低、机械体积大、棋子适应度差，使用不便。

针对上述问题，我设计了围棋棋子智能分拣机，它通过履带传送及光感系统，实现对围棋棋子的自动分拣。

一、设计思路

以CUBIC 控制器为主体，通过Scratch Pi 编程连接反射光传感器和直流电机控制器，对落入棋子进行识别和筛选，最后通过履带分拣。整个过程环环相扣，层层递进。

二、工作原理

我设计的初衷是希望本项目可以摆脱棋子的束缚，因此，我着眼于所有围棋棋子共同的特点——颜色黑白分明，这样无论什么样的棋子都适用于本装置。我想到应用反射光传感器，用它对黑、白棋子的反光数值进行读取，然后带动电机，实现自动分拣。

在对棋子进行读取时，因为光线不稳定，所以程序中设置了双重保险，一是在使用前对棋子进行初次检测，设置变量为设定值，二是对对比程序进行改进，将简单的比较大小的程序改进为运算程序，将底部平台的反光值控制在较稳定的范围内后，就可以在检测值和设定值之间预备一定的误差量，使程序更加稳定。

具体程序如图1、图2 所示。

图1

图2

三、搭建模型

搭建模型的传送履带是制作作品的主要难点。在初期，我使用单电机探索，发现有以下几个问题：履带颜色单一，影响棋子识别（黑子）；齿轮咬合如果过于紧密会导致电机压力太大，不宜长期使用，如果稍加疏松，棋子检测平台处就不是完美的水平面；两个齿轮在旋转过程中，可能出现互相咬合而无法正常运行的状况等。

思索一番后，我决定三题共解，使用双电机并对履带进行改进。我用方梁将电机固定在履带两端，使其保持绷紧状态而两个齿轮也不会互相咬合。我还设计了“五三角梁、三孔直梁、五孔直梁”配件并将其安装在履带上，使平台部分的履带始终保持水平，保证棋子检测时的稳定性。

通过以上搭建措施，核心的履带传送系统就完成了，通过履带系统延伸出的整个装置也已完成，如图3、图4 所示。

图3 “五三角梁、三孔直梁、五孔直梁”履带配件

图4 双电机系统及方梁固定

四、使用方法

使用时，首先依次将一颗黑子和一颗白子放在检测台上，按下遥控器上的1 和2 按键，对当前环境的棋子反射光值进行读取，然后直接将所有棋子放入棋子通道，按下3 按键即可，分拣结束后按下4 按键，电机即停。

五、创新点

将光感、传送、履带三套系统结合，提高机械效率，通过空间的合理分布使装置体积大幅度缩小。传送履带的适应性极强，可应用于多种围棋棋子，方便棋友对弈。

制作该装置时，我使用激光切割技术切割出亚克力材料作为机械外壳，今后可将其更换为密封性能更好的材料。还可在收纳盒底部添加重力发电装置，将棋子下落碰撞收纳盒产生的能量转化为电能，使其更加节能环保。