專利名稱：電子發(fā)牌機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及紙牌游戲，尤其是涉及能識別和發(fā)放不同類型撲克牌的電子發(fā)牌機(jī)。
背景技術(shù)：
紙牌游戲，特別是橋牌比賽是人們生活中一種重要的娛樂和腦力鍛煉方式，傳統(tǒng)的洗牌和發(fā)牌完全由人工完成，但這種方式效率低、公平性差，于是人們期待一種代替人工的洗牌和發(fā)牌機(jī)器；特別的，在正規(guī)的橋牌比賽中，人們希望按照計算機(jī)做牌軟件所生成的發(fā)牌數(shù)據(jù)庫的要求進(jìn)行發(fā)牌，并能實現(xiàn)多副牌按照同一要求的重復(fù)發(fā)牌(重復(fù)發(fā)牌意味者各副牌發(fā)放情況完全一樣)，于是人們期待一種能自動識別撲克牌的自動識別發(fā)牌機(jī)器。
現(xiàn)有的發(fā)牌機(jī)可以分為三類，第一類是純機(jī)械發(fā)牌機(jī)，這種發(fā)牌機(jī)完全模擬人工洗牌和發(fā)牌，不對撲克牌進(jìn)行識別，只適合簡單的紙牌游戲；第二類是順序發(fā)牌機(jī)，這種發(fā)牌機(jī)可以按照計算機(jī)發(fā)牌數(shù)據(jù)庫的要求發(fā)牌并可重復(fù)發(fā)牌，但要求所發(fā)的每一副牌發(fā)牌前都是按照特定的順序排放的，這樣將大大增加工作人員的勞動強(qiáng)度，因而它不是真正意義上的自動識別發(fā)牌機(jī)；第三類是條碼發(fā)牌機(jī)，它通過印在特制撲克牌上的條碼對撲克牌進(jìn)行識別，是一種真正意義上的自動識別發(fā)牌機(jī)，但這種條碼發(fā)牌機(jī)也存在嚴(yán)重不足1、條碼發(fā)牌機(jī)所發(fā)的牌只能是價格昂貴的專用條碼撲克牌，而對于一般的撲克牌，這種發(fā)牌機(jī)就無能為力了；2、由于在條碼撲克牌的兩端印制了一系列條形碼，其美觀性變差，而且也不符合人們的習(xí)慣，使一些牌手在比賽中感到不適應(yīng)。3、在比賽過程種，條碼發(fā)牌的條形碼很容易受到污染，而條碼識別本身抗干擾能力差，這將嚴(yán)重影響發(fā)牌機(jī)對條碼撲克牌識別的準(zhǔn)確性和可靠性差，往往一副嶄新的牌在玩過幾輪之后要清洗或者更換。
也有人申請過發(fā)牌機(jī)方面的專利，例如ZL 91101621的“發(fā)牌機(jī)”、ZL01237743的“自動發(fā)牌機(jī)”、ZL 200320108002的“一種自動發(fā)牌機(jī)”等，但這些發(fā)牌機(jī)均為無識別功能的純機(jī)械發(fā)牌機(jī)，無法滿足橋牌賽事“嚴(yán)格按照發(fā)牌數(shù)據(jù)庫進(jìn)行重復(fù)可靠發(fā)牌”的要求。
由此可見，研制一種能夠適用于不同撲克牌并且具有高效率、高可靠性的自動識別發(fā)牌機(jī)具有重要意義的。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的各種發(fā)牌機(jī)的不足，本實用新型提供一種基于計算機(jī)圖像識別的電子發(fā)牌機(jī)，該發(fā)牌機(jī)對撲克牌本身無特殊要求，它能快速準(zhǔn)確地識別不同類型的撲克牌，并把識別出的撲克牌準(zhǔn)確發(fā)放到相應(yīng)位置。
本實用新型采用的技術(shù)方案是本實用新型包括儲牌室、撥牌機(jī)構(gòu)、傳牌機(jī)構(gòu)、識牌裝置、分牌室、分牌機(jī)構(gòu)和控制電路；垂直固定于底板的兩平行支撐板構(gòu)成安裝空間，其中1)儲牌室位于安裝空間的右端，儲牌室的下方固定一個中間有開槽的橫板的右上角有一個矩形的識別窗口，橫板中央開槽處及下方安裝撥牌機(jī)構(gòu)；2)撥牌機(jī)構(gòu)包括直動電磁鐵、撥桿、導(dǎo)桿、頂端帶有小臺階的撥塊和彈簧；撥塊通過套有彈簧的導(dǎo)桿安裝在橫板的長方形開槽中，直動電磁鐵通過撥桿與撥塊的下端連接；撥塊的頂端帶有小臺階，小臺階的高度小于一張牌的厚度，撥塊向左運(yùn)動時只能把一張牌撥向左端；3)傳牌機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)、帶有傳動槽的大傳動軸、帶有傳動槽的小傳動軸、帶有傳動槽的三個傳送滾筒、大壓緊滾筒、小壓緊滾筒、壓緊彈簧、長環(huán)形傳送帶和短環(huán)形傳送帶；大傳動軸通過兩根長環(huán)形傳送帶與套在各自傳動軸上的三個傳送滾筒傳動連接，大傳動軸又通過兩根短環(huán)形傳送帶與小傳動軸傳動連接；四個大壓緊滾筒分別通過壓緊彈簧壓緊在大傳動軸和三個傳送滾筒下端的長環(huán)形傳送帶上，小壓緊滾筒通過壓緊彈簧壓緊在小傳動軸下端的短傳送帶上；大傳動軸的一端與電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；傳牌機(jī)構(gòu)安裝在安裝空間的中間，四個分牌室處于傳牌機(jī)構(gòu)的下方；4)識牌裝置包括攝像頭和照亮燈；攝像頭位于橫板的識別窗口的正下方，照亮燈位于攝像頭的旁邊；攝像頭通過通信電纜與PC機(jī)相連接；5)分牌機(jī)構(gòu)包括四個V形桿、電磁鐵、回復(fù)彈簧、光電行程開關(guān)；四個V形桿分別安裝在各分牌室的上端，四個V形桿的一端分別與電磁鐵連接，四個V形桿的另一端分別與支撐板轉(zhuǎn)動連接；與各個V形桿在所對應(yīng)的電磁鐵的控制下可以繞支撐板上的安裝小孔實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動；6)控制電路包括微處理器、提示和報警電路、電機(jī)和電磁鐵控制電路、行程開關(guān)檢測電路和通信電路；提示和報警電路、電機(jī)和電磁鐵控制電路、行程開關(guān)檢測電路和通信電路通過線路和微處理器連接；提示和報警電路接發(fā)聲元件，電機(jī)和電磁鐵控制電路分別接電動機(jī)和各電磁鐵，行程開關(guān)檢測電路接各行程開關(guān)，通信電路通過通信電纜與PC機(jī)連接。
PC機(jī)對撲克牌的準(zhǔn)確識別主要包括圖形預(yù)處理、圖像識別等兩個步驟。圖像預(yù)處理主要是通過圖像濾波技術(shù)去除圖像上的干擾點(diǎn)或干擾區(qū)域，這樣有助于識別那些受到過污染或者圖像不太清晰的撲克牌；圖像識別主要是把獲取的有效撲克牌圖像數(shù)據(jù)與對應(yīng)牌形數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)牌形圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行對比運(yùn)算或特征值運(yùn)算，以識別出該牌。對于一般的撲克牌，識別過程采用一個通用的牌形數(shù)據(jù)庫就夠了，這是因為計算機(jī)在圖像識別時能夠容忍不同廠家生產(chǎn)撲克牌的細(xì)微差別；當(dāng)然，若某種撲克牌的圖像與一般的撲克牌相比區(qū)別很大時，也沒有問題，這時可以讓發(fā)牌機(jī)對該種特殊的撲克牌進(jìn)行“學(xué)習(xí)”，即把該種撲克牌的圖像數(shù)據(jù)存儲到另外一個私有牌形數(shù)據(jù)庫中，在對該種撲克牌進(jìn)行識別時調(diào)用私有牌形數(shù)據(jù)庫就可以了。
本實用新型與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是1、基于計算機(jī)圖像識別技術(shù)，對要識別的撲克牌無特別要求，能夠識別不同廠家生產(chǎn)的不同類型的撲克牌，避免使用給牌手帶來不適應(yīng)且價格昂貴的專用條碼牌；2、結(jié)構(gòu)簡單，能夠把識別出的撲克牌按預(yù)定要求迅速準(zhǔn)確地發(fā)放到相應(yīng)位置，實現(xiàn)了高可靠性、高效率的發(fā)牌；3、自動發(fā)化程度高，界面友好，操作簡單，是一種真正意義上自動識別發(fā)牌機(jī)。


圖1是本實用新型發(fā)牌機(jī)俯視圖；圖2是本實用新型發(fā)牌機(jī)主視圖；圖3是本實用新型電路原理框圖；圖4是本實用新型電路圖；圖5是本實用新型微處理器程序流程圖；圖6是本實用新型PC機(jī)程序流程圖。
圖中1、底板，2、支撐板，3、光電行程開關(guān)，4、電磁鐵，5、回復(fù)彈簧，6、V形桿，7、長環(huán)形傳送帶，8、彈性連軸節(jié)，9、電動機(jī)，10、調(diào)節(jié)塊，11、凸臺，12、照亮燈，13、識別窗口，14、攝像頭，15、橫板，16、撥塊，17、儲牌室，18、導(dǎo)桿，19、長方形開槽，20、彈簧，21、短環(huán)形傳送帶，22、小傳動軸，23、滾動軸承，24、小壓緊滾筒，25、大傳動軸，26、擋塊，27、分牌室，28、壓緊彈簧，29、大壓緊滾筒，30、傳送滾筒，31、直動電磁鐵，32、撥桿，33、小臺階，34、窄縫。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。
一種電子發(fā)牌機(jī)，包括儲牌室、撥牌機(jī)構(gòu)、傳牌機(jī)構(gòu)、識牌裝置、分牌室、分牌機(jī)構(gòu)和控制電路。如圖1和圖2所示，垂直固定于底板1的兩平行支撐板2構(gòu)成安裝空間，其中1)儲牌室17位于安裝空間的右端，儲牌室17的下方固定一個中間有開槽的橫板15，橫板15的右上角有一個矩形的識別窗口13，橫板15中央開槽處及下方安裝撥牌機(jī)構(gòu)。
2)撥牌機(jī)構(gòu)包括直動電磁鐵31、撥桿32、導(dǎo)桿18、頂端帶有小臺階的撥塊16和彈簧20；撥塊16通過套有彈簧20的導(dǎo)桿18安裝在橫板15的長方形開槽19中，直動電磁鐵31通過撥桿32與撥塊16的下端連接；撥塊16的頂端帶有小臺階33，小臺階33的高度小于一張牌的厚度，撥塊16向左運(yùn)動時只能把一張牌撥向左端。小臺階33的高度和窄縫34的厚度保證了撥牌時每次只有一張牌被撥向左端的傳牌結(jié)構(gòu)，這也是發(fā)牌機(jī)得以順利實施發(fā)牌的前提和關(guān)鍵。當(dāng)直動電磁鐵31通電的時候，使得儲牌室17中最下面的一張牌在撥塊16的推動下通過儲牌室17左端的窄縫34向左運(yùn)動。
3)傳牌機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)9、帶有傳動槽的大傳動軸25、帶有傳動槽的小傳動軸22、帶有傳動槽的三個傳送滾筒30、大壓緊滾筒29、小壓緊滾筒24、壓緊彈簧28、長環(huán)形傳送帶7和短環(huán)形傳送帶21；大傳動軸25通過兩根長環(huán)形傳送帶7與套在各自傳動軸上的三個傳送滾筒30傳動連接，大傳動軸25又通過兩根短環(huán)形傳送帶21與小傳動軸22傳動連接；四個大壓緊滾筒29分別通過壓緊彈簧28壓緊在大傳動軸25和三個傳送滾筒30下端的長環(huán)形傳送帶7上，小壓緊滾筒24通過壓緊彈簧28壓緊在小傳動軸22下端的短傳送帶21上；大傳動軸25的一端與電動機(jī)9的轉(zhuǎn)軸連接；傳牌機(jī)構(gòu)安裝在安裝空間的中間，四個分牌室27處于傳牌機(jī)構(gòu)的下方。當(dāng)大傳動軸25在電動機(jī)9的帶動下轉(zhuǎn)動時，小傳動軸22及其下端的小壓緊滾筒24、三個傳送滾筒30、四個大壓緊滾筒29都將一起轉(zhuǎn)動，該傳牌機(jī)構(gòu)將把進(jìn)入小傳動軸22下端的撲克牌傳向左邊。
4)識牌裝置包括攝像頭14和照亮燈12；攝像頭14位于橫板15的識別窗口13的正下方，照亮燈12位于攝像頭14的旁邊；攝像頭14通過通信電纜與PC機(jī)相連接。攝像頭14能夠根據(jù)PC的命令把從識別窗口13拍攝的撲克牌圖像傳送給PC機(jī)。本實施例中采用USB電纜實現(xiàn)攝像頭14和PC機(jī)的連接，其通信規(guī)則符合USB2.0的規(guī)范。
5)分牌機(jī)構(gòu)包括四個V形桿6、電磁鐵4、回復(fù)彈簧5、光電行程開關(guān)3；四個V形桿6分別安裝在各分牌室27的上端，四個V形桿6的一端分別與電磁鐵4連接，四個V形桿6的另一端分別與支撐板2轉(zhuǎn)動連接；與各個V形桿在所對應(yīng)的電磁鐵4的控制下可以繞支撐板2上的安裝小孔實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動。當(dāng)V形桿轉(zhuǎn)動到緊貼長傳送帶7的下方時，進(jìn)入該分牌室27的撲克牌將掉入其下方的牌套盒里，否則進(jìn)入該分牌室27的撲克牌將繼續(xù)向左運(yùn)動。本實施例中，所述各分牌室由擋塊26隔開，第4個分牌室對應(yīng)電磁鐵略去不安裝。
6)控制電路包括微處理器A、提示和報警電路B、電機(jī)和電磁鐵控制電路C、行程開關(guān)檢測電路D和通信電路E；提示和報警電路B、電機(jī)和電磁鐵控制電路C、行程開關(guān)檢測電路D和通信電路E通過線路和微處理器A連接；提示和報警電路B接發(fā)聲元件，電機(jī)和電磁鐵控制電路C分別接電動機(jī)和各電磁鐵，行程開關(guān)檢測電路D接各行程開關(guān)，通信電路通過通信電纜與PC機(jī)連接。
本實施例中，電動機(jī)9選用轉(zhuǎn)速為600r/min的直流電機(jī)。相對與步進(jìn)電機(jī)而言，直流電機(jī)不僅體積小，重量輕，而且價格便宜。
本實施例中，直動電磁鐵31要求有較大的行程和較大的負(fù)載能力；電磁鐵4選用小型直動電磁鐵或者旋轉(zhuǎn)電磁鐵。
如圖3所示，所述控制電路主要由微處理器、行程開關(guān)檢測電路、電磁鐵控制電路、通信電路、提示和報警電路所組成；控制電路通過通信電纜與PC機(jī)連接，以實現(xiàn)PC機(jī)和微處理器的通信。圖4是實施例電路圖，在該電路圖中。微處理器采用的ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C58單片機(jī)，該單片機(jī)擁有32K的內(nèi)部可擦寫存儲器，使用起來非常方便。為了提高單片機(jī)的運(yùn)行速度，使用了24MHZ的晶振。行程開關(guān)檢測電路主要是通過檢測光電行程開關(guān)3的狀態(tài)用來判定牌的當(dāng)前位置。電磁鐵控制電路用來控制電機(jī)和各電磁鐵的通電狀態(tài)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動和電磁鐵的相應(yīng)動作，撥牌結(jié)構(gòu)、傳牌機(jī)構(gòu)、分牌結(jié)構(gòu)也正是通過電磁鐵控制電路來進(jìn)行控制的。電磁鐵控制電路用主要由IRF740芯片和光藕隔離電路所組成。通信電路主要由ICL232串口通信芯片組成，其作用是實現(xiàn)微處理器與PC機(jī)的通信。提示和報警電路主要在發(fā)牌出現(xiàn)錯誤時向工作人員進(jìn)行提示和報警，本實施例中，采用簡單的蜂鳴器進(jìn)行聲音提示和報警。圖3中，P1口和P2口分別接7.5V和24V直流電源，P3口用于微處理器和PC的串口連接，P4口用于接各光電行程開關(guān)，P5口用于接直流電動機(jī)和各電磁鐵。
下面結(jié)合圖5和圖6詳細(xì)敘述實施例工作的流程
1、工作人員將一副或多副撲克牌放入發(fā)牌機(jī)右端的儲牌室17，并且插入一個空的牌套盒；2、PC機(jī)程序通過攝像頭14獲取當(dāng)前牌的圖像；3、PC機(jī)程序然后通過計算機(jī)圖像處理和識別技術(shù)快速識別出該牌，并與發(fā)牌數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比，確定當(dāng)前排的預(yù)定發(fā)牌位置；4、PC機(jī)通過通信電纜發(fā)送發(fā)牌數(shù)據(jù)到發(fā)牌機(jī)控制電路的微處理器；5、微處理器控制撥牌機(jī)構(gòu)撥牌，儲牌室17中最下面的一張牌在撥塊16的推動下通過儲牌室17左端的窄縫34向左運(yùn)動；6、傳牌機(jī)構(gòu)將把進(jìn)入傳牌機(jī)構(gòu)右端的撲克牌繼續(xù)向左傳送；7、微處理器通過光電行程開關(guān)3確定牌的當(dāng)前位置，并通過控制分牌機(jī)構(gòu)V形桿6的轉(zhuǎn)動進(jìn)行分牌，進(jìn)而將牌發(fā)送到預(yù)定位置。
以上是一張牌的識別和發(fā)牌全過程；當(dāng)上一張牌發(fā)牌發(fā)牌結(jié)束后，接著進(jìn)行下一張牌的識別和發(fā)牌，直到整副牌全部發(fā)牌結(jié)束。當(dāng)然，為了提高發(fā)牌的速度，各張牌的識別和發(fā)牌過程可以是重疊的，也就是說當(dāng)上一張牌的分牌過程還未結(jié)束時，下一張牌的識別、撥牌過程已經(jīng)可以開始了，這樣兩張或多張牌的發(fā)牌過程可以同時進(jìn)行(這時發(fā)牌機(jī)的微處理器具有實時多任務(wù)的特性)。當(dāng)整副牌全部發(fā)牌結(jié)束后，工作人員拿出已經(jīng)發(fā)好的牌套盒，插入下一個空牌套盒，從而進(jìn)行下一副牌的發(fā)放。
權(quán)利要求1.一種電子發(fā)牌機(jī)，其特征在于包括儲牌室、撥牌機(jī)構(gòu)、傳牌機(jī)構(gòu)、識牌裝置、分牌室、分牌機(jī)構(gòu)和控制電路；垂直固定于底板(1)的兩平行支撐板(2)構(gòu)成安裝空間，其中1)儲牌室(17)位于安裝空間的右端，儲牌室(17)的下方固定一個中間有開槽的橫板(15)，橫板(15)的右上角有一個矩形的識別窗口(13)，橫板(15)中央開槽處及下方安裝撥牌機(jī)構(gòu)；2)撥牌機(jī)構(gòu)包括直動電磁鐵(31)、撥桿(32)、導(dǎo)桿(18)、頂端帶有小臺階的撥塊(16)和彈簧(20)；撥塊(16)通過套有彈簧(20)的導(dǎo)桿(18)安裝在橫板(15)的長方形開槽(19)中，直動電磁鐵(31)通過撥桿(32)與撥塊(16)的下端連接；撥塊(16)的頂端帶有小臺階(33)，小臺階(33)的高度小于一張牌的厚度，撥塊(16)向左運(yùn)動時只能把一張牌撥向左端；3)傳牌機(jī)構(gòu)包括電動機(jī)(9)、帶有傳動槽的大傳動軸(25)、帶有傳動槽的小傳動軸(22)、帶有傳動槽的三個傳送滾筒(30)、大壓緊滾筒(29)、小壓緊滾筒(24)、壓緊彈簧(28)、長環(huán)形傳送帶(7)和短環(huán)形傳送帶(21)；大傳動軸(25)通過兩根長環(huán)形傳送帶(7)與套在各自傳動軸上的三個傳送滾筒(30)傳動連接，大傳動軸(25)又通過兩根短環(huán)形傳送帶(21)與小傳動軸(22)傳動連接；四個大壓緊滾筒(29)分別通過壓緊彈簧(28)壓緊在大傳動軸(25)和三個傳送滾筒(30)下端的長環(huán)形傳送帶(7)上，小壓緊滾筒(24)通過壓緊彈簧(28)壓緊在小傳動軸(22)下端的短傳送帶(21)上；大傳動軸(25)的一端與電動機(jī)(9)的轉(zhuǎn)軸連接；傳牌機(jī)構(gòu)安裝在安裝空間的中間，四個分牌室(27)處于傳牌機(jī)構(gòu)的下方；4)識牌裝置包括攝像頭(14)和照亮燈(12)；攝像頭(14)位于橫板(15)的識別窗口(13)的正下方，照亮燈(12)位于攝像頭(14)的旁邊；攝像頭(14)通過通信電纜與PC機(jī)相連接；5)分牌機(jī)構(gòu)包括四個V形桿(6)、電磁鐵(4)、回復(fù)彈簧(5)、光電行程開關(guān)(3)；四個V形桿(6)分別安裝在各分牌室(27)的上端，四個V形桿(6)的一端分別與電磁鐵(4)連接，四個V形桿(6)的另一端分別與支撐板(2)轉(zhuǎn)動連接；與各個V形桿在所對應(yīng)的電磁鐵(4)的控制下可以繞支撐板(2)上的安裝小孔實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動。6)控制電路包括微處理器(A)、提示和報警電路(B)、電機(jī)和電磁鐵控制電路(C)、行程開關(guān)檢測電路(D)和通信電路(E)；提示和報警電路(B)、電機(jī)和電磁鐵控制電路(C)、行程開關(guān)檢測電路(D)和通信電路(E)通過線路和微處理器(A)連接；提示和報警電路(B)接發(fā)聲元件，電機(jī)和電磁鐵控制電路(C)分別接電動機(jī)和各電磁鐵，行程開關(guān)檢測電路(D)接各行程開關(guān)，通信電路(E)通過通信電纜與PC機(jī)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電子發(fā)牌機(jī)。發(fā)牌機(jī)主要由儲牌室、識牌裝置、撥牌機(jī)構(gòu)、傳牌機(jī)構(gòu)、分牌室和分牌機(jī)構(gòu)、控制電路組成，其中識牌裝置主要由攝像頭和照亮燈組成；本實用新型基于計算機(jī)圖像識別技術(shù)，對要識別的撲克牌無特別要求，能夠把識別出的撲克牌按預(yù)定要求迅速準(zhǔn)確地發(fā)放到指定位置，實現(xiàn)了高可靠性、高效率的發(fā)牌。
文檔編號A63F1/00GK2838703SQ20052011584
公開日2006年11月22日 申請日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者魏燕定, 高平波 申請人:浙江大學(xué)