[發明專利]一種自動解魔方裝置

有效

• 申請號: 201810135730.0
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108555917B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王新勇;張羽;張偉峰;劉剛;孫立功;張家賓;劉巖;曹宇
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 宋晨煒

一種自動解魔方裝置，包括主控機構，主控機構控制連接有傳送機構、拍照機構和還原機構；傳送機構包括兩個并列設置的傳送帶，兩個傳送帶之間固定連接有透明支撐板，透明支撐板上開設有用于放置待解魔方的卡槽，卡槽的底部開設有一個通槽，通槽貫通透明支撐板的下表面；拍照機構包括六個攝像頭，六個攝像頭分別用于拍攝待解魔方的六個側面；還原機構包括呈正方體結構的主體框架，主體框架上固定設置有六個直線位移單元，六個直線位移單元分別與主體框架的六個側面相垂直，每個直線位移單元均驅動連接有一個步進電機，六個步進電機分別與待解魔方六個側面的中心固定連接。本發明提供一種自動解魔方裝置，結構簡單，成本較低，而且魔方還原速度快。

技術領域

本發明涉及解魔方設備領域，具體的說是一種自動解魔方裝置。

背景技術

魔方是一種幫助學生增強空間思維能力的教學工具，通常情況下，我們所說的魔方是指的三階魔方，公知的，解魔方是有公式的，但是對于初學者來說，理解公式的難度很高，因此需要一種能夠自動解魔方的裝置供初學者學習，從而加強初學者對解魔方公式的理解程度。

現有的自動解魔方裝置大多設置有四個機械手，四個機械手既完成魔方的翻轉動作又要固定魔方的位置，對于魔方的初始位置擺放要求較高，且翻轉魔方需要對稱的兩機械手同時旋轉九十度實現魔方翻轉，控制要求高，不利于實現。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明提供一種自動解魔方裝置，結構簡單，成本較低，而且魔方還原速度快。

為了實現上述目的，本發明采用的具體方案為：一種自動解魔方裝置，包括主控機構，主控機構控制連接有傳送機構、拍照機構和還原機構，主控機構控制傳送機構將待解魔方依次傳送到拍照機構和還原機構；所述傳送機構包括兩個并列設置的傳送帶，兩個傳送帶之間固定連接有透明支撐板，透明支撐板上開設有用于放置待解魔方的卡槽，卡槽的底部開設有一個通槽，通槽貫通透明支撐板的下表面，且通槽小于卡槽；所述拍照機構包括六個攝像頭，六個攝像頭分別用于拍攝待解魔方的六個側面；所述還原機構包括呈正方體結構的主體框架，主體框架上固定設置有六個直線位移單元，六個直線位移單元分別與主體框架的六個側面相垂直，每個直線位移單元均驅動連接有一個步進電機，步進電機的輸出軸上固定設置有連接頭，六個連接頭分別與待解魔方六個側面的中心固定連接。

進一步地，所述拍照機構還包括主箱體，主箱體的兩個相對設置的箱壁小于其余四個箱壁，從而在主箱體的下部形成用于供所述傳送機構穿過的通道，這兩個箱壁上各固定設置有一個第二攝像頭，第二攝像頭向下傾斜設置并且朝向主箱體的中心，主箱體的其余四個箱壁的中部各固定設置有一個第一攝像頭，第一攝像頭的拍攝方向與所在的箱壁相互垂直并且朝向主箱體的中心。

進一步地，所述主箱體的其中一個側壁上還設置有第一接近開關，第一接近開關的感應方向朝向主箱體的中心。

進一步地，所述主體框架的每個側面上都設置有兩個支撐桿，兩個支撐桿之間固定連接有一個L型板，L型板由相互垂直的貼合板和延伸板組成，其中貼合板與主體框架的側面平齊，延伸板向主體框架的內部延伸，所述直線位移單元與延伸板固定連接。

進一步地，所述直線位移單元包括一個固定件，固定件由固定板和一體連接在固定板兩端的端板組成，其中固定板與所述延伸板固定連接，固定件上設置有直線導軌滑臺，所述步進電機與直線導軌滑臺相連接。

進一步地，其中兩個相對設置的所述步進電機朝向所述主體框架的中心。

進一步地，所述主體框架上還固定設置有第二接近開關，第二接近開關的感應方向朝向主體框架的中心。

有益效果：本發明通過步進電機和連接頭的配合，從魔方的每個側面的中心處對其施力來實現扭動魔方和還原魔方的目的，與傳統的通過機械爪鉗住魔方邊緣的方式相比，結構更加簡單，占用空間小，而且對于任意大小的魔方均可以使用。而且，本發明將拍照機構和還原機構分離開，攝像頭和步進電機都能直接地對魔方產生作用，互不影響，從而降低了控制程序設計的復雜度。