专利名称：盘式游戏系统及机器人装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用机器手臂的盘式游戏系统。
技术背景多种盘式游戏(board game)软件程序已被开发，使得使用者可以与计 算机对玩如象棋、国际象棋等棋类游戏、或是大富翁等游戏。然而使用者面 对计算机的感觉非常不真实，因此已知技术有开发人与机器人玩棋类游戏的 想法。譬如美国专利第4,398,720号(Robot Computer Chess Game,机器人 玩棋游戏)即是。虽然机器手臂已开发成熟，然而如美国专利第4,398,720 号有能力抓取棋子功能的机器手臂相当昂贵，而且若是要让机器手臂能抓取 不同种类，大小或形状的棋子则难度甚高(因为还需考虑不要碰到邻近的棋 子)。而且美国专利第4，398，720号所采用的棋盘为实体棋盘，因此若要玩不 同种类的棋类游戏则必须更换棋盘、棋子、以及相关的控制软件，不但困难 且机器手臂需要相当精密才能达成目的。因此如何设计可以玩多种盘式游戏，而且能大大降低难度及成本是有需 要的。发明内容本发明的主要目的是让使用者可以与机器人或机器手臂互动进行盘式 游戏。为达成上述目的，本发明盘式游戏系统主要包括触摸式屏幕，计算机装 置以及机器手臂。计算机装置包括处理器以及存储器。存储器中包括存储至 少一盘式游戏软件程序，当处理器执行盘式游戏软件程序时，触摸式屏幕显 示盘式游戏软件程序所呈现的游戏界面(例如棋盘)。因此只要玩不同盘式 游戏时，触摸式屏幕则会显示对应的游戏界面。本发明的机器手臂包括碰触端，当盘式游戏软件程序被执行时，计算机 装置可以控制该机器手臂，使得机器手臂的碰触端可以碰触该触摸式屏幕， 使得一或多使用者(真人)可以与盘式游戏系统对玩该盘式游戏。根据本发明的盘式游戏系统，其中该机器手臂与该触摸式屏幕可固定结合。根据本发明的盘式游戏系统，其中还包括机器人装置，其中该机器手臂 连结于该机器人装置。另外机器手臂的碰触端可设有缓冲机构以及安全传感器，以减少破坏该 触摸式屏幕的机率。本发明还提供一种机器人装置，可与触摸式屏幕电连接，以达成与使用 者进行盘类游戏，该机器人装置包括计算机装置，包括处理器，存储器， 其中该存储器包括至少一盘式游戏软件程序，使得该处理器可执行该盘式游 戏软件程序，以便将该盘式游戏软件程序对应的游戏界面显示于该触摸式屏 幕；以及机器手臂，与该计算机装置电连接，该机器手臂包括碰触端；通过 上述构造，当该盘式游戏软件程序被执行时，该计算机装置控制该机器手臂 使得该机器手臂的该碰触端可以碰触该触摸式屏幕，使得使用者可以与该盘 式游戏系统玩该盘式游戏软件程序。附圉说明
图1是本发明盘式游戏系统第一实施例外观图。图2是本发明关于机器手臂的碰触端剖视图。图3是本发明盘式游戏系统关于第一实施的硬件架构图。图4是本发明关于机器手臂操作的流程图。图5是本发明盘式游戏系统第二实施例外观图，显示机器人装置与触摸 式屏幕尚未结合的状态。图6是本发明盘式游戏系统第二实施例外观图，显示机器人装置与触摸 式屏幕结合的状态。图7是本发明盘式游戏系统关于第二实施的硬件架构图。图8是本发明盘式游戏系统第三实施例外观图。图9是本发明盘式游戏系统关于第三实施的硬件架构图。其中，附图标记说明如下:10， 10a, 10b盘式游戏系统20触摸式屏幕30， 30b计算机装置31处理器32存储器33喇叭35盘式游戏软件程序 351游戏界面 38输入输出界面 381影像传输线 40机器手臂 41碰触端 42缓冲机构 43安全传感器 50， 50b机器人装置 51连接界面 511凹槽具体实施方式
本发明适用于实现任何盘式游戏，像是象棋、国际象棋、围棋、五子棋、 跳棋等棋类游戏，或是大富翁等游戏，通常这类游戏都具有一个有特定图形 的盘面，以及依照一定游戏规则在特定图形内移动的「子」(piece)，然后 一或多人依照一定顺序交替移动或翻动棋子。只要是符合上述特性的游戏， 本发明均有适用的可能。在本发明中，机器手臂或机器人是其中一方， 一个 或多个使用者为其他方，而触摸式屏幕则用于呈现盘面与「子」。为能让贵 审查员更了解本发明的技术内容，以下以较为多数人熟知的棋类游戏为例， 特举三个较佳具体实施例说明如下。以下请一并参考图1 4关于第一实施例。盘式游戏系统10主要包括触摸式屏幕20，计算机装置30以及机器手臂40。在第一实施例中触摸式屏幕20，计算机装置30以及机器手臂40都整合 在一起，而触摸式屏幕20与计算机装置30电连接，且机器手臂40也与计 算机装置30电连接。计算机装置30包括处理器31，存储器32 (可包括如DRAM或硬盘等 存储器)以及喇叭33。存储器32中包括存储至少一盘式游戏软件程序35。 当处理器31执行盘式游戏软件程序35时，触摸式屏幕20显示盘式游戏软 件程序35所对应的游戏界面351。喇叭33的功能主要是产生娱乐效果，譬 如配合棋类游戏的进行，制造一些音效，或是如鼓励或嘲笑的语音以增加真 实感。盘式游戏软件程序35譬如是国际象棋，象棋，围棋，跳棋等等。由于 目前已有多种盘式游戏软件程序，因此盘式游戏软件程序35的细节以下不 多赘述。以棋类游戏为例，本发明的「棋盘」是触摸式屏幕20，而「棋盘」 上的格线与「棋子」是触摸式屏幕20所呈现的影像，因此盘式游戏系统IO 可以提供多种棋类游戏与一或多使用者对玩。本发明的机器手臂40包括碰触端41 ，当盘式游戏软件程序35被执行时， 计算机装置30可以控制该机器手臂40，使得机器手臂40的碰触端41可以 碰触该触摸式屏幕20 「棋盘」的某第一位置上所呈现的「棋子」，以代表「拿 起」该「棋子」，然后计算机装置30控制该机器手臂40移动到另一第二位 置碰触该触摸式屏幕20，以代表「放下」该「棋子」。计算机装置30根据 「棋子」位置的变化以及当时的棋局，可以自动做出各种反应，例如「吃掉」 第二位置上原有的他方「棋子」、发出「将军」的警示、或是邀请下一方走 棋等等。因此，本发明可以使得一或多使用者(真人)可以与盘式游戏系统 IO对玩各类棋类游戏。触摸式屏幕20基本上有两种， 一种是需有物体实际碰触到触摸式屏幕 20，第二种是通过特殊感应笔使触摸式屏幕20发生感应，第二种方式的感 应笔实际上只要接近触摸式屏幕20即可让触摸式屏幕20发生感应。由于目 前机器手臂40的控制已很精准，因此不需太担心机器手臂40破坏该触摸式 屏幕20。但为减少破坏该触摸式屏幕20的机率，如图2所示，碰触端41最 好采用非硬性材质，如橡胶。另外可设有缓冲机构42 (如弹簧)，使得机器 手臂40的控制可有稍许误差；甚至也可加装安全传感器43，万一碰触端41往下碰触触摸式屏幕20超过一段距离时，碰触端41会按押到安全传感器43 (譬如按钮)，此时安全传感器43可发出信号让计算机装置30将机器手臂 40提起来或归位，关于安全程序的问题，于下述步骤403中也会补充说明。 安全传感器43除了防止机器手臂40破坏该触摸式屏幕20之外，也可防止 使用者不小心被机器手臂40压到的危险。以下请参考图4关于机器手臂40操作的流程图步骤401:机器手臂40自计算机装置30接收目标位置信号。盘式游戏软件程序35的设计都会计算出「计算机方」下一步该怎么做， 譬如要移动哪一个棋子到哪一个位置；或是如围棋，要将棋子放在哪一个位 置。因此位置即可转换成机器手臂40要去的目标位置(通常得出坐标值后， 再控制机器手臂中的各马达要转的角度)，由于机器手臂40的控制是己知 技术，因此在此不再赘述。步骤402:机器手臂40移动至目标位置，进行触碰触摸式屏幕20。 步骤403:此步骤为安全程序，譬如有两种方式第一种触摸式屏幕20—旦有被触碰感应，则要求机器手臂40归位。第二种碰触端41按押到安全传感器43，此时安全传感器43可发出信 号让计算机装置30将机器手臂40归位。以上两种安全程序可以任选一种，或两种都选择。如果发生异常状况而必须执行步骤403时，可发出警告，譬如要求进行 机器手臂40的校正程序。需注意的是，目前机器手臂40的控制已很精准，因此步骤403不一定 需要。步骤404:机器手臂40到达目标位置后，机器手臂40离开触摸式屏幕20。下一步 骤视状况有可能机器手臂40先归位，或是因为立即接收到另一目标位置信 号，而机器手臂40继续移动到下一个目标位置。需注意的是，步骤401—次也可接收一个以上的目标位置信号，使得机器手臂40依序进行各目标位置的移动。另外机器手臂40其实最好附在玩偶(图未示)上成为玩偶的手臂，以增加美观或趣味效果。以下请一并参考图5 7关于第二实施例的盘式游戏系统10a。盘式游戏 系统10a包括机器人装置50，而机器手臂40则为机器人装置50的一部分， 此机器人装置50在较佳的设计是可以有其他用途，而当要进行棋类游戏时， 可将机器人装置50的连接界面51与计算机装置30的输入输出界面38相连 接，图5显示机器人装置50与触摸式屏幕20尚未结合的状态，图6则为结 合的状态。在本实施例中，机器人装置50的连接界面51具有凹槽511以便 与触摸式屏幕20结合， 一旦机器人装置50与触摸式屏幕20结合，机器手 臂40与触摸式屏幕20的相对位置关系也被确定。需注意的是，机器手臂40 与触摸式屏幕20的相对位置关系可有其他方式达成，譬如机器人装置50包 括有影像获取装置及影像分析软件以知道触摸式屏幕20的位置。第二实施 例的重点在于说明机器手臂40不一定要如第一实施例般与触摸式屏幕20固 定结合。以下请一并参考图8~9关于第三实施例的盘式游戏系统10b，盘式游戏 系统10b的重点是机器人装置50b内的计算机装置30b即可执行盘式游戏软 件程序，且盘式游戏系统10b则不一定要包括触摸式屏幕20，而是譬如通过 传输线381与触摸式屏幕20连接。当然机器人装置50b也可设计成附有触 摸式屏幕20，平常触摸式屏幕20是收合状态，当使用者要玩时，触摸式屏 幕20再放平。请注意到，本发明的精神也可延伸适用到像是牌类游戏(包含麻将等)， 因为这些游戏和盘式游戏的主要差别是在于前者不需要特殊的盘面，牌卡则 与盘式游戏的「子」类同，所以本发明只要变更游戏软件程序，就同样可以 提供多种一或多个使用者和机器人对玩的牌类游戏。综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，在均显示其迥异于已知技术的特征。但是，应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而己， 本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施 例。
权利要求
1. 一种盘式游戏系统，包括计算机装置，包括处理器，存储器，其中该存储器包括至少一盘式游戏软件程序，使得该处理器可执行该盘式游戏软件程序；触摸式屏幕，与该计算机装置电连接，使得当该盘式游戏软件程序被执行时，该触摸式屏幕显示该盘式游戏软件程序对应的游戏界面；以及机器手臂，与该计算机装置电连接，该机器手臂包括碰触端；通过上述构造，当该盘式游戏软件程序被执行时，该计算机装置控制该机器手臂使得该机器手臂的该碰触端可以碰触该触摸式屏幕，使得使用者可以与该盘式游戏系统对玩该盘式游戏软件程序。
2. 如权利要求1所述的盘式游戏系统，其中该碰触端包括缓冲机构，以 减少破坏该触摸式屏幕的机率。
3. 如权利要求2所述的盘式游戏系统，其中该碰触端包括安全传感器， 以减少破坏该触摸式屏幕的机率。
4. 如权利要求1-3任一项所述的盘式游戏系统，其中该机器手臂与该触 摸式屏幕可固定结合。
5. 如权利要求1所述的盘式游戏系统，其中还包括机器人装置，其中该 机器手臂连结于该机器人装置。
6. 如权利要求5所述的盘式游戏系统，其中该碰触端包括缓冲机构，以 减少破坏该触摸式屏幕的机率。
7. 如权利要求6所述的盘式游戏系统，其中该碰触端包括安全传感器， 以减少破坏该触摸式屏幕的机率。
8. —种机器人装置，可与触摸式屏幕电连接，以达成与使用者进行盘类 游戏，该机器人装置包括计算机装置，包括处理器，存储器，其中该存储器包括至少一盘式游戏 软件程序，使得该处理器可执行该盘式游戏软件程序，以便将该盘式游戏软 件程序对应的游戏界面显示于该触摸式屏幕；以及机器手臂，与该计算机装置电连接，该机器手臂包括碰触端； 通过上述构造，当该盘式游戏软件程序被执行时，该计算机装置控制该 机器手臂使得该机器手臂的该碰触端可以碰触该触摸式屏幕，使得使用者可以与该盘式游戏系统玩该盘式游戏软件程序。
9. 如权利要求8所述的机器人装置，其中该碰触端包括缓冲机构，以减 少破坏该触摸式屏幕的机率。
10. 如权利要求9所述的机器人装置，其中该碰触端包括安全传感器，以 减少破坏该触摸式屏幕的机率。
全文摘要
一种盘式游戏系统和机器人装置。该盘式游戏系统主要包括触摸式屏幕，计算机装置以及机器手臂。计算机装置包括处理器以及存储器。存储器中包括存储至少一盘式游戏软件程序，当处理器执行盘式游戏软件程序时，触摸式屏幕显示盘式游戏软件程序所呈现的游戏界面。计算机装置可以控制该机器手臂，使得机器手臂的碰触端可以碰触该触摸式屏幕，使得一或多使用者(真人)可以与盘式游戏系统互动进行该盘式游戏。
文档编号G06F19/00GK101264384SQ20071008629
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月13日 优先权日2007年3月13日
发明者林其禹 申请人:林其禹