阅读说明：本技术 一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置 (Device for assisting physically disabled person to play Chinese chess through voice control ) 是由 刘卓夫 王闯 陈雪 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置,该装置主要由语音文字转换模块、麦克风、微处理器、蓝牙模块、步进电机、L298N驱动模块、风扇、木质材料板、32个铁垫圈、32个模型、供电模块、继电器开关、0.5毫米铝箔、螺丝、大螺钉、轴承、空心金属管、铆钉、滑轮、皮带、开关按钮、细空心金属管、塑料块,强力胶、铜线、电线、铝板、薄金属板、LED、USB数据线,防摆动装置,电磁铁组成；本发明利用电磁原理,基于语音识别技术与自动控制技术,帮助人们(例如：肢体残疾人士等)通过语音命令控制模型按照相应的规则进行移动,完成下中国象棋的过程,本发明使用方便,极大丰富了肢体残疾人士的业余生活,适合大规模推广。(The invention provides a device for assisting disabled people to play Chinese chess by using voice control, which mainly comprises a voice-text conversion module, a microphone, a microprocessor, a Bluetooth module, a stepping motor, an L298N driving module, a fan, a wooden material plate, 32 iron washers, 32 models, a power supply module, a relay switch, 0.5 mm aluminum foil, a screw, a big screw, a bearing, a hollow metal tube, a rivet, a pulley, a belt, a switch button, a thin hollow metal tube, a plastic block, strong glue, a copper wire, an electric wire, an aluminum plate, a thin metal plate, an LED (light emitting diode), a USB (universal serial bus) data wire, an anti-swing device and an electromagnet, wherein the voice-text conversion module is connected; the Chinese chess game device utilizes an electromagnetic principle, is based on a voice recognition technology and an automatic control technology, helps people (such as physically disabled people) move according to corresponding rules through a voice command control model, and finishes the process of playing Chinese chess.)

一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置

技术领域

本发明涉及一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置属于自动控制技术、电子技术等技术领域。

背景技术

中国象棋、象棋、围棋、被称为世界三大棋，也是我国目前列入体育运动项目的三种棋类，它们具有一个共同的特点，严谨性和公平性。棋类运动是高度的脑力劳动，一盘棋所呈现出来的竞技状态以及此项运动本身的魅力，就在于它的构思严谨，以及变化无穷。运动员必须对每一步棋都深思熟虑，考虑局部与全局的关系，考虑到得失取舍。伴随着高强度的脑力劳动，带来的体力消耗也是超乎寻常的。有生理学家曾经指出，即便是最简单的脑力劳动，体温也会比安静时高，甚至比正常体温升高2摄氏度以上。由此看来，肢体残疾人士积极参加体育活动，不仅能增强体质，改善与增强残缺肢体的功能，而且能扩大生活领域，增添生活乐趣，陶冶情操，促进身心健康，治愈心灵创伤，是一项非常有意义的活动，目前已引起世界各国的重视，也成为中国体育活动中一个重要的内容。

发明内容

本发明涉及一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，本发明利用电磁原理，同时基于语音识别技术与自动控制技术，帮助人们(例如：肢体残疾人士等)通过语音命令控制模型按照相应的规则进行移动，完成下中国象棋的过程。

本发明的目的是这样实现的：

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，包括语音文字转换模块、麦克风、微处理器、蓝牙模块、步进电机、L298N驱动模块、风扇、木质材料板、32个铁垫圈、32个模型、供电模块、继电器开关、0.5毫米铝箔、螺丝、大螺钉、轴承、空心金属管、铆钉、滑轮、皮带、开关按钮、细空心金属管、塑料块，强力胶、铜线、电线、铝板、薄金属板、LED、USB数据线组成。

将木材料板切割成边长为80cm，宽90cm的长方形，在距长方形左边12cm，下边11cm处绘制边长为54cm，宽为48cm的长形棋盘；开关按钮通过电线连接语音文字转换模块，用强力胶将开关按钮固定距离地面1cm处便于用脚启动装置；语音文字转换模块与麦克风、蓝牙模块连接置于长方形棋盘上方中央位置，微处理器与蓝牙模块连接置于长方形棋盘右上方，100欧姆的LED连接在微处理器IO口，在外壳上钻孔将LED探出，当收到的指令正确时LED闪烁3秒钟；供电模块通过USB数据线与微处理器的USB口连接为其供电；铜线缠绕大螺钉构成电磁铁，缠绕匝数为150匝，将微处理器连接的继电器开关、供电模块置于长方形棋盘左上方，继电器开关与电磁铁相连；风扇与开关按钮连接由供电模块为风扇供电，风扇用于供电模块降温，将其正对供电模块并置于长方形棋盘的左上方；微处理器连接2个L298N驱动模块，2个L298N驱动模块分别与2个步进电机连接，开关按钮与供电模块连接，供电模块为2个L298N驱动模块和2个步进电机供电，将2个L298N驱动模块置于微处理器的下方；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，用0.5毫米铝箔裁出长为90cm，宽为80cm，高为15cm的外壳，并在与木材料板对应的外壳位置上画棋格，棋盘上每个棋格均为边长6cm的正方形，棋盘上横向有8个棋格，纵向分为左右两部分各4个棋格，中间为界格；32个模型底部直径大小为3.4cm，用强力胶将32个同等直径的铁垫圈分别固定在每个模型的底部；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，用薄金属板裁出长为65cm，宽为6cm的长方形，将长方形以1:5的比例弯曲成直角型轨道，用螺丝分别将轨道固定在距长方形棋盘左右两侧5cm处并紧贴长形下底边，在距长方形棋盘的右侧轨道的右侧10cm处固定第三条轨道；将铝板按照电机大小裁成长方形并以2:3的比例弯曲成直角型底座，使用铆钉将步进电机固定在底座上，带有底座的纵向步进电机固定在距长方形棋盘的右侧5cm处的轨道底端，在长方形棋盘的右侧5cm处的轨道顶端左侧1cm处固定滑轮，步进电机齿轮与滑轮用皮带连接，保持皮带与轨道平行；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，将轴承嵌套在距长度为70cm的空心金属管两个顶端1cm处并用强力胶固定，将其放置于左侧与最右侧两个轨道上；带有底座的横向步进电机固定在棋盘右侧两个轨道之间的空心金属管上，为保持电机直立，在棋盘的右侧5cm处的轨道上安装防摆动装置；用铆钉将滑轮固定在距棋盘左侧轨道2cm处的空心金属管上，用皮带将横向步进电机的齿轮与左侧滑轮连接；用薄金属板裁出长为48cm宽为5cm的长方形，将其按照2:3的比例弯曲成直角型电磁铁轨道，用铆钉将直角型电磁铁轨道固定在距棋盘左右两侧5cm的两个轨道之间的空心金属管上，将电磁铁置于直角型电磁铁轨道上由皮带带动；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，防摆动装置是用薄金属板裁出长为10cm宽为5cm的长方形，从细空心金属管中截出两段长为8cm的细空心金属管，并分别将长为8cm的金属管嵌入轴承并用强力胶固定轴承，再将两个固定好轴承的金属管用铆钉对称固定在距长为10cm宽为5cm的长方形两侧边缘2cm处；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，根据权力要求书1-5所构成的一个整体封装在外壳里面，在外壳上紧邻棋盘右侧中间位置制作一个倾斜90°的斜坡，以便回收模型；在整体下方的四个顶角处用强力胶分别固定塑料块当作底座；

所述的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，其语音命令通过语音文字转换模块转换成字符串并通过蓝牙模块发送到微处理器，微处理器通过L298N驱动模块控制步进电机使皮带传动，皮带带动电磁铁通过吸引力使模型移动，模型移动方法如下：

步骤一、根据横向、纵向电机角速度(r/s)测得线速度(cm/s)，定义延时函数Motordelay()，用于设横纵向置电机固定步长6cm；

步骤二、定义数组int ocppoint[]＝{11,12,13,14,15,16,17,18,19,

32,38,41,43,45,47,49,

101,102,103,104,105,106,107,108,109,

82,88,71,73,75,77,79}用于存放当前棋盘上模型的位置；

步骤三、定义数组int vcnpoint[]＝{21,22,23,24,25,26,27,28,29,

31,33,34,35,36,37,39,

42,44,46,48,

51,52,53,54,55,56,57,58,59,

61,62,63,64,65,66,67,68,69,

72,74,76,78,

81,83,84,85,86,87,89,

91,92,93,94,95,96,97,98,99}用于存放当前棋盘上无模型的位置，电机带动模型只能走vcnpoint[]数组元素中对应点的位置；

步骤四、定义int A＝10；int B＝20；int C＝30；int D＝40；int E＝50；int F＝60；int G＝70；int H＝80；I＝90；J＝100；string voice存储语音转换的字符串；

步骤五、提取字符串中的四个字节，计算相应的数值。例如：voice的前两个字节为A2，后两个字节为B6，则A2＝10+2＝12；B6＝20+6＝26；

步骤六、遍历数组并判断ocppoint[]中是否存在元素等于12；

步骤七、存在，执行步骤九；

步骤八、不存在，提示重新输入语音指令，并返回步骤五；

步骤九、清除ocppoint[]中等于12的元素，将等于12的元素添加到vcnpoint[]数组中，再次遍历数组并判断ocppoint[]中是否存在元素等于26；

步骤十、存在，执行步骤十二；

步骤十一、不存在，将等于26的元素从vcnpoint[]数组中删除，再将等于26的元素添加到数组ocppoint[]中，电机将电磁铁移动至A2处，带动A2处模型至B6处；

步骤十二、电机将电磁铁移动至B6处，利用产生的磁力将移动B6处模型至90°斜坡处回收模型，再将电磁铁移动至A2处，带动A2处模型至B6处；

本发明的有益效果是：

本发明一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，尽可能的帮助人们(例如：肢体残疾人士等)通过语音命令控制模型按照相应的规则进行移动，完成下中国象棋的过程，本发明使用方便，设计结构紧凑，极大丰富了肢体残疾人士的业余生活，该装置的开关按钮可外接固定于距离地面1cm处方便棋手用脚控制系统的启动与关闭。

附图说明

图1.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置设计原理框图

图2.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置元件布放位置图

图3.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置棋盘外壳尺寸图

图4.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置轴承轨道结构图

图5.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置轨道电机滑轮布放图

图6.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置电机底座结构图

图7.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置轴承连接图

图8.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置电磁铁轨道结构图

图9.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置防摆装置空间结构图

图10.一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置模型垫圈连接图

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的详细说明。该附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

具体实施例一

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，设计原理框图如图1所示；装置的元件布放位置图如图2所示，将木材料板切割成边长为80cm，宽90cm的长方形，在距长方形左边12cm，下边11cm处绘制边长为54cm，宽为48cm的长形棋盘；开关按钮通过电线连接语音文字转换模块，用强力胶将开关按钮固定距离地面1cm处便于用脚启动装置；语音文字转换模块与麦克风、蓝牙模块连接置于长方形棋盘上方中央位置，微处理器与蓝牙模块连接置于长方形棋盘右上方，将100欧姆的LED连接在微处理器IO口，在外壳上钻孔将LED探出，当收到的指令正确时LED闪烁3秒钟；供电模块通过USB数据线与微处理器的USB口连接为其供电；铜线缠绕大螺钉构成电磁铁，缠绕匝数为150匝，将微处理器连接的继电器开关、供电模块置于长方形棋盘左上方，继电器开关与电磁铁相连；风扇与开关按钮连接由供电模块为风扇供电，风扇用于供电模块降温，将其正对供电模块并置于长方形棋盘的左上方；微处理器连接2个L298N驱动模块，2个L298N驱动模块分别与2个步进电机连接，开关按钮与供电模块连接，供电模块为2个L298N驱动模块和2个步进电机供电，将2个L298N驱动模块置于微处理器的下方；

具体实施例二

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定所述的边长为54cm，宽为48cm的长形棋盘，装置的棋盘外壳尺寸图如图3所示，用0.5毫米铝箔裁出长为90cm，宽为80cm，高为15cm的外壳，并在与木材料板对应的外壳位置上画棋格，棋盘上每个棋格均为边长6cm的正方形，棋盘上横向有8个棋格，纵向分为左右两部分各4个棋格，中间为界格；装置的模型垫圈连接图如图10所示，32个模型底部直径大小为3.4cm用强力胶将32个同等直径的铁垫圈分别固定在每个模型底部；

具体实施例三

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，装置的轴承轨道结构图如图4所示，用薄金属板裁出长为65cm，宽为6cm的长方形，将长方形以1:5的比例弯曲成直角型轨道，装置的轨道电机滑轮布放图如图5所示，用螺丝分别将轨道固定在距长方形棋盘左右两侧5cm处并紧贴长形下底边，在距长方形棋盘的右侧轨道的右侧10cm处固定第三条轨道；装置的电机底座结构图如图6所示，将铝板按照电机大小裁成长方形并以2:3的比例弯曲成直角型底座，使用铆钉将步进电机固定在底座上，装置的轨道电机滑轮布放图如图5所示，将带有底座的纵向步进电机固定在距长方形棋盘的右侧5cm处的轨道底端，在长方形棋盘的右侧5cm处的轨道顶端左侧1cm处固定滑轮，步进电机齿轮与滑轮用皮带连接，保持皮带与轨道平行；

具体实施例四

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，装置的轴承连接图如图7所示，将轴承嵌套在距长度为70cm的空心金属管两个顶端1cm处并用强力胶固定，装置的轨道电机滑轮布放图如图5所示，将其放置于左侧与最右侧两个轨道上；带有底座的横向步进电机固定在棋盘右侧两个轨道之间的空心金属管上，为保持电机直立，在棋盘的右侧5cm处的轨道上安装防摆动装置；用铆钉将滑轮固定在距棋盘左侧轨道2cm处的空心金属管上，用皮带将横向步进电机的齿轮与左侧滑轮连接；装置的电磁铁的轨道结构图如图8所示，用薄金属板裁出长为48cm宽为5cm的长方形，将其按照2:3的比例弯曲成直角型电磁铁轨道，用铆钉将直角型电磁铁轨道固定在距棋盘左右两侧5cm的两个轨道之间的空心金属管上，将电磁铁置于直角型电磁铁轨道上由皮带带动；

具体实施例五

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，在具体实施例四的基础上，进一步限定所述的防摆装置，防摆装置空间结构图如图9所示，防摆动装置是用薄金属板裁出长为10cm宽为5cm的长方形，从细空心金属管中截出两段长为8cm的细空心金属管，并分别将长为8cm的金属管嵌入轴承并用强力胶固定轴承，再将两个固定好轴承的金属管用铆钉对称固定在距长为10cm宽为5cm的长方形两侧边缘2cm处；

具体实施例六

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，将上述具体实施例一至五中所述的元件所构成的一个整体封装在外壳里面，在外壳上紧邻棋盘右侧中间位置制作一个倾斜90°的斜坡，以便回收模型；在整体下方的四个顶角处用强力胶分别固定塑料块当作底座；

具体实施例七

本实施例的一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置，其语音命令通过语音文字转换模块转换成字符串并通过蓝牙模块发送到微处理器，微处理器通过L298N驱动模块控制步进电机使皮带传动，皮带带动电磁铁通过吸引力使模型移动，模型移动方法如下：

步骤一、根据横向、纵向电机角速度(r/s)测得线速度(cm/s)，定义延时函数Motordelay()，用于设横纵向置电机固定步长6cm；

步骤二、定义数组int ocppoint[]＝{11,12,13,14,15,16,17,18,19,

32,38,41,43,45,47,49,101,102,103,104,

105,106,107,108,109,

82,88,71,73,75,77,79}用于存放当前棋盘上模型的位置；

步骤三、定义数组int vcnpoint[]＝{21,22,23,24,25,26,27,28,29,

31,33,34,35,36,37,39,

42,44,46,48,

51,52,53,54,55,56,57,58,59,

61,62,63,64,65,66,67,68,69,

72,74,76,78,

81,83,84,85,86,87,89,

91,92,93,94,95,96,97,98,99}用于存放当前棋盘上无模型的位置，电机带动模型只能走vcnpoint[]数组元素中对应点的位置；

步骤四、定义int A＝10；int B＝20；int C＝30；int D＝40；int E＝50；int F＝60；int G＝70；int H＝80；I＝90；J＝100；string voice存储语音转换的字符串；

步骤五、提取字符串中的四个字节，计算相应的数值。例如：voice的前两个字节为A2，后两个字节为B6，则A2＝10+2＝12；B6＝20+6＝26；

步骤六、遍历数组并判断ocppoint[]中是否存在元素等于12；

步骤七、存在，执行步骤九；

步骤八、不存在，提示重新输入语音指令，并返回步骤五；

步骤九、清除ocppoint[]中等于12的元素，将等于12的元素添加到vcnpoint[]数组中，再次遍历数组并判断ocppoint[]中是否存在元素等于26；

步骤十、存在，执行步骤十二；

步骤十一、不存在，将等于26的元素从vcnpoint[]数组中删除，再将等于26的元素添加到数组ocppoint[]中，电机将电磁铁移动至A2处，带动A2处模型至B6处；

步骤十二、电机将电磁铁移动至B6处，利用产生的磁力将移动B6处模型至90°斜坡处回收模型，再将电磁铁移动至A2处，带动A2处模型至B6处；

一种声控辅助肢体残疾人士下中国象棋的装置,在本发明的描述中，仅是为了便于简单描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作以及设计，因此不能理解为对本发明的限制。此外，需要说明的是，在以上实施例中，只要不矛盾的技术方案都能够进行排列组合，本领域技术人员能够根据排列组合的数学知识穷尽所有可能，因此，本发明不再对排列组合后的技术方案进行一一说明，但应该理解为排列组合后的技术方案已经被本发明所公开。