[發明專利]一種雙臂魔方機器人

在審

• 申請號: 201910412110.1
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110053059A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 孔凡國;譚水生
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J15/08;B25J9/16
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 吳偉文

本發明涉及一種雙臂魔方機器人，包括底板、框架、兩個機械手、圖像采集系統，每個機械手包括機械手支座、旋轉電機、機械爪，旋轉電機通過機械手支座設置在底板上，旋轉電機與長螺桿連接，長螺桿通過回轉接頭與機械手支座連接，長螺桿的另一端向上延伸并與限位板連接，限位板上設置有機械爪，機械爪包括一對爪子和用于驅動一對爪子動作的驅動機構，爪子上設置有支撐部和U型槽孔。本發明通過多個攝像頭，信息采集更加準確，識別速度更快；通過在爪子上設置相應的支撐部，放置魔方更準確和方便，同時通過在爪子上開設U型槽孔，從而避免爪子擋住魔方導致信息采集不準確；每個機械手設置一對爪子，魔方翻轉更加靈活，翻轉速度更快。

技術領域

本發明涉及機器人控制及教學科普領域，尤其是一種雙臂魔方機器人。

背景技術

目前，隨著科學技術的發展，智能機器人技術越來越廣泛地得到了關注，并且也更多的應用到日常生活中。與此同時，科普展品的開發也更加注重智能化和科技化，機器人技術也在科普展品中得到了廣泛地應用。其中，魔方玩具是目前最為流行的智力玩具之一，復原任意初態的魔方公認具有相當的難度，因此出現了通過機器解算自動還原魔方的技術，將能夠取代人工操作、自動復原魔方的機構簡稱作“魔方機器人”。因此，魔方機器人成為了科普研究的一個熱點，利用智能機器人來復原魔方是一個多學科交叉的應用系統，同時具有很大的使用價值和創新性。

目前，出現一些解魔方機器人的實訓平臺，包括多個自由度的機器人本體或者相應的末端抓手，如6軸、4軸的魔方機器人，這些魔方機器人可以在17秒以內還原任意被打亂的三階魔方，但是這些解魔方機器人結構復雜，而且解魔方速度較慢，互動性較差，只能對特定姿態的魔方進行解魔方，例如水平放置的魔方，才能對魔方進行還原，適應性較差。

專利號CN201310135362.7，專利名稱為一種智能解魔方機器人及使用了該機器人的人機互動系統，公開了一種解魔方機器人。包括機器人本體、氣缸和氣泵，還包括控制主機、機械臂、攝像頭和魔方倉。在木桁架上設置有氣缸，氣缸的氣缸桿上設置有用于放置魔方的魔方倉，在桁架上方有機器人本體，機器人本體有用于進行解魔方動作的機械臂，在桁架上設置有用于采集數據并輸給控制主機的攝像頭，氣泵分別和氣缸和機械臂連接。然而，上述發明存在明顯缺陷：

1、采用了氣動式結構，體積較大，價格昂貴，不具備良好的便攜性以及產品普及性。

2、機械爪安裝平面傾斜并且沒有在機械爪上設置有限位裝置，魔方容錯性較差；

3、該種魔方機器人凸顯識別慢，復原時間長。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種雙臂魔方機器人，該魔方機器人具有識別速度快、翻轉靈活、復原時間短的優點。

本發明的技術方案為：一種雙臂魔方機器人，包括底板、設置在底板上的框架，還包括對稱設置在底板上的兩個機械手，以及設置在框架上的多個圖像采集系統，每個所述的機械手包括機械手支座、旋轉電機、機械爪，所述的旋轉電機通過機械手支座設置在底板上，并且所述的旋轉電機與長螺桿連接，所述的長螺桿通過回轉接頭與機械手支座連接，并且所述長螺桿的另一端向上延伸并與限位板連接，所述的限位板上設置有機械爪，所述的機械爪包括一對爪子和用于驅動一對爪子動作的驅動機構，每個所述的爪子上設置有一用于支撐魔方的支撐部和一方便圖像采集系統采集魔方信息的U型槽孔。

進一步的，所述的圖像采集系統的數量為4個，4個圖像采集系統對稱設置在框架內側。

進一步的，所述的圖像采集系統為包括攝像頭和用于將攝像頭固定在框架上的攝像頭連接件。

進一步的，所述的限位板上設置有一凹槽，所述的凹槽內設置有一滑座，所述的滑座上設置有一滑軌，一對爪子通過相應的滑塊與滑軌滑動連接。

進一步的，所述的旋轉電機通過聯軸器與長螺桿連接。