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1、单口机、四口机、八口机等。本文基于机械电子系统工程设计了一款四口自动麻将机，其特点相对单口机、早期的四口机洗牌速度更快捷、效率更高、稳定性更好了。整个麻将机主要用到电机、传感器、凸轮机构、传送带等，并针对操作盘升降机构做了详细的介绍和分析。此外，整个麻将机动作是用PLC程序控制的，编写了控制梯形图。关键词：麻将，四口机，升降机构，PLC，梯形图Abstract: Mahjong game is an entertainment game originated in China. The game rule is not only simple, but also easy to play. M

2、eanwhile the rules changes a lot, and can be adapted to different people. therefore, it is popularly accepted by people all over the world. Whats more, the game is gradually formed a mahjong entertainment culture all over the world. Based on this, the Japanese invented the earliest machine for mahjo

3、ng games professionally. The mahjong machine has the high degree of automation, fast and efficient characteristics which is favored by the majority of mahjong friends. Now, mahjong machine has developed many kinds of machines, just like the single mahjong machine，the four mahjong machine, the eight

4、mahjong machine and so on. This article designs a model of four automatic mahjong machine which based on the mechanical and electrical systems engineering. Its characteristic is more frequent more efficient and better stability compared with the single mahjong machine and the early four mahjong mach

5、ine. Main components of the machine are used motors, sensors, cam mechanism, the conveyor belt and so on. and there is the detailed introduction and analysis for the lifting mechanism for operation. In addition, the mahjong machine uses the PLC program control, and we have write the control ladder d

6、iagram.Key words: mahjong, the four mahjong machine, the lifting mechanism, PLC, The control ladder diagram 摘要 IIAbstract III目录 IV第一章 绪论 - 1 -1.1 麻将的介绍 - 1 -1.1.1 麻将的打法 - 1 -1.2.1 麻将的影响和意义 - 2 -1.2 麻将机的介绍 - 2 -1.2.1 麻将机的工作原理 - 2 -1.2.2 四口麻将机的特点 - 3 -1.2.3 四口麻将机的具体工作流程： - 3 -1.3 设计技术要求 - 6 -1.4 具体的设计

7、任务 - 6 -第二章 四口麻将机的总体设计 - 6 -2.1 四口麻将机的组成与机构设计 - 6 -2.2 操作盘升降机构设计 - 11 -2.3 控制梯形图设计 - 12 -结束语 - 12 -参考文献 - 13 -第一章 绪论 随着社会经济的迅速发展，人民的生活娱乐活动也越来越多姿多彩了，麻将作为这些娱乐中的一种为广大人们所喜爱。并逐渐形成了麻将文化，不仅在国内盛行，而且已经影响到了全世界，世界麻将锦标赛已经举办了3届。本文基于机械电子系统工程设计了一款四口自动麻将机，整个麻将机使用了交流电机、传感器、凸轮机构等，使得整个部件稳定性更好了。基于PLC的可编程控制，能够保证电机、传感器的传

8、输控制的准确性。1.1 麻将的介绍 明间有句俗语：“十亿人民九亿麻，还有一亿在观察”，说的就是这种老少皆宜的棋牌游戏麻将。说起麻将，其历史源远流长：原属皇家和王公贵胄的游戏，历史可追溯到三四千年以前。在长期的历史演变过程中，麻将逐步从宫廷流传到民间，到清朝中叶基本定型。到现在，麻将已经在中国的各个地区形成不同的打法风格。其中，以广东麻将、四川麻将、武汉麻将、天津较为出名。 了解麻将当然要先认识麻将的144张牌。一副麻将，包含了万子、筒子、索子及字牌等四种花色，每张牌有4张。另外，台湾16张还必须用到松、兰、竹、菊及春、夏、秋、冬8张花牌，加起来总共144张。具体到麻将中的每一张牌有：万子:一万

9、到九万，每一数4张，共36张牌；索子：又称为条子。一条到九条，每一数4张，共36张牌；筒子：一筒到九筒，每一数4张，共36张牌；字牌：共有东、南、西、北、中、发、白七种，每种4张；花牌：共有松、兰、竹、菊及春、夏、秋、冬8张。说到麻将的胡牌条件：就是要将手中的牌凑成五组顺子或刻子，再加上一对将。每一个顺子或刻子都由三张牌组成，将是指两张一样的牌所组成，又俗称眼牌。所谓的顺子，是由三张连续的数字所组成，例如三万、四万、五万，而刻子则是由三张同样的牌组成。1.1.1 麻将的打法具体的麻将的打法各地区虽然风格迥异，但大致相近。首先，麻将必须是四个人才能进行的游戏。游戏开始时，由一名玩家起庄。庄家的意

10、义在于一开始就可以拿十七张牌，其他玩者只能取十六张牌。庄家如果胡牌，则下一把可继续连庄，否则即由庄家的下家做庄。牌局通常在四位玩家轮流做过四次庄后结束。四人中最先将手中的牌凑成五副顺子或刻子及一对将者为优胜。其他三人必须依据胡牌者的牌型大小给予胜者不等的酬劳。此外，麻将中还有听牌。就是当你手中的牌都凑成了有用的牌，只需再加上第十七张便可达成胡牌条件时，你就可以进入听牌的阶段。若在游戏中宣告听牌的话，就不能再换牌了，如能胡牌，可多加倍数。1.2.1 麻将的影响和意义麻将作为国粹，其历史源远流长，并已经形成了专门的麻将学。不仅在国内盛行，而且已经影响到了全世界，世界麻将锦标赛已经举办了3届。国内还

11、拍摄了很多麻将主题类的电影，为大家所熟知的赌神、雀圣等。相信不久的将来，麻将将作为一种娱乐文化更加深远的影响着我们。1.2 麻将机的介绍1.2.1 麻将机的工作原理 先分析单口麻将机的额工作原理：自动麻将机的麻将牌背面上的贴面层是带有磁性，正面没有，牌在一个倾斜的园盘上随盘转动，牌上升到高处时，有磁性那面的牌被园盘上方铁环片吸往，并随环片转动送至一条槽由拨杆推走，正面没有磁性的牌则继续在盘上转动，槽上的牌被叠成双后由推杆按数分配送往四面。园盘上有一条小弹簧把牌翻拨，使正面的牌翻向下，以磁面向上而被铁环吸住，直到最后所有的牌都被送到槽上带走。四面的牌够数后，由人操纵电钮，牌下面的托板将四面叠好的

12、牌送出台面。 四口麻将机的工作原理与单口麻将机的工作原理大同小异，具体如下：首先将麻将推入洗牌池，麻将落入转盘上，麻将随转盘转动，在转盘上牛筋条及拨牌条的作用下使麻将都翻到相同的面。当已翻面的麻将被推挤至磁环机构的下方时，如果麻将位置合适，即为竖着的状态，则磁力达到要求可将麻将吸上皮带。如果麻将为横着的位置，则不能将麻将吸上皮带。其次，当麻将被吸入以后，在每一条传送带上会有一个计数器，当记录到额定只牌被吸入，主板则会控制该边的磁环机构逆向运行，将多余的麻将退出并且不再吸引麻将，而其未记录到额定只麻将的磁环机构则会继续运行，直至麻将全部吸入。进而，当麻将被磁环机构吸入后，会通过传送带送去叠牌，在

13、这里会有一个凸轮机构，当每一列第一个麻将来临的时候，平台会抬起将麻将送入。在每一列第二个麻将来临的时候，凸轮机构将平台放下，此时，传送机构将麻将送到上一个麻将的上方。当每一列两个麻将堆砌好的时候，电机控制推牌头将麻将推入另一传送带。在这一传送带上有一小挡块，在麻将的升降板处挡住。最后，通过人为按下操纵板上的上牌按钮，麻将就被升降板抬起至桌面。1.2.2 四口麻将机的特点现在市场上自动麻将机的种类很多，主要有单口麻将机、四口麻将机和八口麻将机，下面参照下表1.根据不同的麻将机分析四口麻将机的特点。表1.不同种类麻将机特点对比种类机构特点优缺点经济性，市场占有率单口机只有一个推牌口，通过链条来送牌

14、上牌速度慢（2min），故障率高最经济，逐渐淘汰四口机有四个推牌口，无需输送链上牌速度快（18-35s）,稳定性好性价比高，市场占有率高八口机八个上牌口，比四口机多了四个口，机构复杂上牌时间与四口机差不多，稳定性一般，无需抓牌经济性一般，市场占有率一般超薄机机构与四口机、八口机差不多，外形轻薄轻巧方便，稳定性有待考量经济性差，市场占有率少 现在市场上不同种类的麻将机工作原理都大同小异，对应的工作流程大多也是一些细节上的区别。下面参照图1. 就四口麻将机的工作流程做一下详细的描述：图1. 四口麻将机的部件图（1）流程1：在进行麻将游戏前，先给麻将机插好电源。按下升降按钮，麻将机会通过03电机将事

15、先洗好的牌升到桌面，接着玩家可按四个方位的筛子按钮，筛子按钮给信号驱动电机，电机带动操作盘中的筛子运动，进而根据筛子的大小拿牌，便可以开始进行麻将游戏了。（2）流程2：当一局麻将游戏完成后，按下升降按钮，操作盘在电机的驱动下升起，便可以将桌面上的乱牌推入洗牌转盘内。再次按下升降按钮，操作盘下降闭合。同时转盘电机通电，带动防潮布上的麻将运转，麻将在运转过程中，由拨牌条将麻将翻面，由于转盘为锥形，使得被翻转的牌沿着转盘外侧运行。（3）流程3：当翻好的牌经过进牌口处时会被磁头吸起来，接着由输送电机带动传送带将麻将传输到制定的位置。其中，进牌口处是有光电计数器的，可以记录四口分别进牌的数量，如进多了牌

16、会由进牌口退出到转盘内（四口麻将机四个方向各34张牌）。（4）流程4：麻将牌一张张被传送带传输送，第一张牌此时会被S1光控检测到，然后在机头处停止，在凸轮机构的操作下第二张牌会叠在第一张牌上，牌叠好后会被压牌板固定，然后被推牌头推出到升牌板上。其中，这里是由一个光控传感器感应到两张牌叠好了，然后给信号驱动01电机带动推牌头工作的。依此类推，后面的牌都是按照这种流程一个个依次叠好放在升牌板的。（5）流程5：当所有的牌都叠好在升牌板上后，再:由升降按钮给信号，驱动03电机带动链条机构，通过大摇臂将叠好的牌推到桌面，便可以开始新的游戏了。其中操作盘上的数码显示管是显示上述整个洗牌时间的，如果洗牌完成

17、，数码管显示零，对应的指示灯也会亮起。如有故障或者报警，指示灯和数码管将会出现报警显示。1.3 设计技术要求 本次毕业设计的题目是：基于机械电子系统工程四口麻将机方案设计，其主要设计要求是： （1）要求麻将机整体性能的稳定高、运行速度快； （2）要求麻将机工作过程中噪音影响小； （3）要求PLC控制的稳定性、准确性。1.4 具体的设计任务（1）四口麻将机整体结构的设计和分析；（2）完成操作盘升降机构的机构简图；（3）完成麻将机整体控制的梯形图的设计。第2章 四口麻将机的总体设计现在市场上自动麻将机的种类很多，主要有单口麻将机、四口麻将机和八口麻将机，针对市场上使用比例最多的四口麻将机，下面设计

18、的是四口麻将机的内部机构组成。2.1 四口麻将机的组成与机构设计 四口麻将机的主要组成部分有：01中心升降机构、02洗牌机构、03输送机构、04叠牌机构、05升牌机构和06主板控制系统，具体如下图2. 01 02 0308 07 05 04图2. 四口麻将机的主要组成部分其中，06部件（主板控制系统）一般在麻将桌02部件下方，图2.无法直接看到，下面就麻将桌各个部件机构做一下具体的分析介绍：2.1.1中心升降机构中心升降机构主要作用：机构上升时可将牌推入，下降时与平台平行，同时升降机构上安装有操作盘。操作盘是与06控制系统连接的，上面有自动摇骰子按钮、换麻将按钮（同时兼做其它功能使用）和一些指

19、示操作灯，其对应的电路板如下图3. 。骰子就放在中心圆面板的凹槽内，由东南西北4个方位的玩家按下骰子按钮后，骰子滚动跳跃。整个升降机构主要由一个中心升降电机驱动。图3. 中心升降机构的控制电路板2.1.2 洗牌机构四口麻将机的洗牌机构主要由大盘电机、07锥形圆转盘、08拨牌弹簧组成，其中，锥形圆转盘上附有一层毛毯，可以增加与麻将之间的摩擦力，方便带动麻将与圆转盘一起转动。大盘电机驱动圆转盘带动麻将转动，同时拨牌弹簧可以将麻将推挤到圆盘的边沿，并将牌翻面放置，进而方便磁条将麻将吸起来。2.1.3 输送机构四口麻将机由于是麻将桌四个方向同时上牌，所以对应的每个方向都有一个一套输送机构。该输送机构由

20、09吸牌磁头、输送带、输送带电机，见下图4.09 10 11图4. 麻将机的分解视图 当麻将牌在洗牌机构的驱动下经过吸牌磁头时，会被磁头吸起来，然后由传送带将牌输送到制定的位置。其中洗牌磁头位置有一个光电计数器，四口麻将机每边只需要34张牌，当计数器记录到34张牌时，就会停止输送牌，多余的牌会被再次回吐到洗牌洗牌机构中。2.1.4 叠牌机构四口麻将机的叠牌机构分布在四个方向的拐角处，主要由12叠推电机、压牌板、推牌支架、推牌器零位传感器、凸轮、13控制电路板等组成，见下图5. 12 13图5. 叠牌机构四口麻将机四个方向可同时进行叠牌操作，由于输送机构输送过来的麻将牌都是单层排列，牌输送到叠牌

21、机构处时，先是一张牌固定，紧接着是第二张牌过来，推牌器零位传感器会检测到信号，驱动12叠牌电机将牌叠在第一张牌上，然后推牌支架被凸轮机构推动将叠好的牌推到指定位置，依此类推直到所有的34张牌都安放好为止。2.1.5 升牌机构四口麻将机的升牌机构与叠牌机构等一一对应，麻将桌的每一个方向都存在。该机构主要由10升牌电机、11升牌电机行程开关、升牌板组成，见图3. 通过前面几个机构已经将洗好的牌放置在了升牌板上，此时，只需要通过换麻将按钮给一个信号便可以驱动升牌电机带动链条将牌输送到麻将桌上，而升牌电机行程开关是用来控制升牌板的位置，保证升牌板与桌面齐平，并为后续的再次换牌和升牌做准备的。2.1.6

22、 主板控制系统每一种麻将机都有对应的主板控制系统，其作用是通过PLC或者程序来调节麻将机各个部位的传感器和电子元器件的正常工作。以下是一张四口麻将机的控制主板，见下面图6.图6. 四口麻将机的控制主板整体设计中，四口麻将机主要是由14个电机、一系列的传感器、机械机构和电气控制机构组成的，下文将详细讲解操作盘升降机构的设计。2.2 操作盘升降机构设计操作盘升降机构设计如图7.,整个机构为一个偏心轮机构，偏心轮圆心与升降杆在同一条直线上，1为偏心轮，圆心与推升电机相连接，2为升降杆相连接的小轴承，可以减小推升过程与偏心轮的摩擦力，3为推升杆，与操作盘相连，4为操作盘。a图中，当偏心轮的近圆心点与轴

23、承接触时，此时操作盘与桌面齐平，处于关闭状态。b图中，当偏心轮的远圆心点与轴承接触时，将升降杆顶起，操作盘上升，处于打开状态，麻将便可以利用操作盘与桌面之间的间隙推入洗牌盘。 a. b.图7.操作盘升降机构设计图2.3 控制梯形图设计梯形图（LAD, Ladder Logic Programming Language）是PLC使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。沿袭了继电器控制电路的形式，梯形图是在常用的继电器与接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，具有形象、直观、实用等特点。本文具体的控制梯形图见附件1结束语 本文是基于机械电子系统工程四口麻将机设计，四口麻将机主要是由14个电机、一系列的传感器、机械机构和电气控制系统组成的，通过本次设计深刻理解了四口麻将机内部的工作原理和机构组成部分，也为后续了解和探究其他类型的自动麻将机奠定了基础。参考文献1濮良贵，纪名刚.机械设计. 北京：高等教育出版社，20072李若谷，杨后川.西门子S7-200系列PLC编程指令与梯形图快速入门.北京：电子工业出版社，20113吴作明.PLC开发与应用实例详解. 北京：北京航空航天大学出版社，20074张瑞华.解读谭恩美喜福会中的中国麻将. 外国文学评论，2001，（1）5“雀友梯”技术开创电动麻将机行业技术先河. 家电科技，2008，（3）