[發明專利]一種快速還原魔方的智能機器人及其控制方法

在審

• 申請號: 201710113251.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106826852A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 關健生;徐敏;劉萬城;劉鏈鑫;鄭劍鋒;鄭濱
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙)35222
• 代理人: 郭福利

1.一種快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：包括執行模塊、控制箱、電源、驅動板和控制器；所述執行模塊包括支撐框架、若干個機械抓手和固定框；所述機械抓手包括步進電機和旋轉抓手部；所述固定框設置于控制箱上方，所述固定框包括大固定框和設置在大固定框外表面上的若干個小固定框；所述支撐框架設置于大固定框內部；所述小固定框內部用于放置所述步進電機；所述旋轉抓手部上均勻設置有多個固定塊，所述待解魔方表面上開有若干個孔與所述固定塊相適配，所述旋轉抓手部延伸至支撐框架內部并與待解魔方相抵接；所述電源、驅動板和控制器均設置于控制箱內部。

2.根據權利要求1所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述機械抓手的數量為六個，分別設置于所述待解魔方的六面上；所述步進電機上的旋轉軸和所述旋轉抓手部同軸設置，所述旋轉抓手部上設置有四個固定塊，所述固定塊為圓柱體。

3.根據權利要求1所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述支撐框架為正方體，所述支撐框架六個表面的四角處均開有一第一螺紋孔，通過螺栓將支撐框架底面固定于控制箱上表面上；所述大固定框包括五塊固定板，所述固定板表面對應位置開有第一螺紋孔并通過螺栓與所述支撐框架的另外五個表面固定連接。

4.根據權利要求3所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述固定板和控制箱上表面開有若干個第二螺紋孔，所述步進電機對應位置上開有第二螺紋孔并通過螺栓分別與所述固定板和控制箱上表面固定連接；所述固定板和控制箱上表面開有一圓槽以供所述旋轉抓手部穿過。

5.根據權利要求4所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述小固定框的數量為四個，所述小固定框包括若干塊小固定板；所述小固定框設置于大固定框的四周，所述小固定框下方設置有三角支撐板。

6.根據權利要求5所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述大固定板和小固定板的邊緣為方波狀；所述每兩塊大固定板之間通過邊緣的鋸齒配合連接；所述每兩塊小固定板之間通過邊緣的鋸齒配合連接；所述大固定板上開有若干個方形槽和所述小固定板邊緣的鋸齒相適配。

7.根據權利要求1所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：所述控制箱包括若干塊拼接板，所述拼接板之間通過卡槽式方式連接；所述上下表面邊緣處設置有若干個T型零件，所述T型零件上開有螺紋孔，使用螺栓穿過所述控制箱四周的拼接板與所述T型零件的螺紋孔相固定連接。

8.一種快速還原魔方的智能機器人的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：打開app，點擊手機子菜單搜索藍牙模塊，連接成功后點擊進入自定義相機；

S2：根據按鍵提示拍取魔方各個面的照片；

S3：完成六面拍照后，將所獲取的顏色數組值顯示在頻幕上以便更改確認，判斷顏色數值是否有誤，若有錯誤，則返回S2；

S4：以坐標x，y獲取每張照片9個顏色塊所在的像素點，并分離R,G,B三個值，再根據R,G,B三個值的關聯性取一定范圍值作為該像素點的取色標準，將獲取的顏色以字符型數字的形式存入數組中；

S5：app調用藍牙發送數據給單片機；

S6：單片機通過藍牙模塊接收數據后，使用CFOP算法對魔方進行復原。

9.根據權利要求8所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：在步驟S4中，每次拍照以bitmap生成照片并根據相機的邊框畫裁剪照片使魔方覆蓋整個照片畫面以便于像素點獲取。

10.根據權利要求8所述的快速還原魔方的智能機器人，其特征在于：在步驟S6中，單片機調用事先編寫燒錄的子函數，將數據按照一定規則賦值給三維坐標系里面特定的坐標點，程序根據數據和CFOP算法判斷需要轉動魔方頂面時，單片機同步輸出脈沖信號驅動步進電機控制魔方物理旋轉，當程序執行結束后，魔方也會同步被復原。