[發明專利]一種雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人

在審

• 申請號: 202110424408.1
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113084840A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 秦紅星;張浩嵩;李志偉秋;劉昆洋;花蕊
• 申請（專利權）人: 唐山學院
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/00;B25J9/12;B25J19/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李桂芳

本發明公開了一種雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，其包括機架、執行機構和電氣控制部分，所述執行機構包括軸線相互垂直的左機械臂和右機械臂，二者固定在機架上并分別夾持魔方的兩對平行面，所述電氣控制部分包括圖像采集組件和電氣控制組件；所述圖像采集組件包括多個與魔方相對的圖像采集模塊，它們固定在機架上并圍繞魔方分布，每個圖像采集模塊的信號輸出端接電氣控制組件的輸入端，所述電氣控制組件的輸出端與左機械臂和右機械臂連接。本發明的電氣控制組件根據圖像采集組件采集的信息來判斷魔方的狀態，并通過執行機構夾持和扭轉魔方，使魔方快速還原。本發明大大提高了魔方教學訓練效率，為提高三階魔方的教學水平創造了有利條件。

技術領域

本發明涉及一種具有魔方還原功能的雙臂仿人手自動化機械裝置，屬于訓練器械技術領域。

背景技術

近些年來，隨著人們物質生活條件的不斷豐富，越來越多的人將精力集中在娛樂活動上。三階魔方作為一種成本低廉、可玩性高的玩具，一直保有較高的市場銷量。但是到目前為止，三階魔方的教學水平卻僅僅停留在一些復雜抽象的紙質書籍上。這些紙質教程往往以一連串的特殊字符，來表達還原魔方的方法，這對于一些空間抽象能力不足的初等玩家來說，是一個極大障礙。因此尋找一種能夠快速還原魔方的方法是非常必要的。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，以實現魔方的快速還原，為提高三階魔方的教學水平創造有利條件。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，包括機架1、執行機構3和電氣控制部分2，所述執行機構3包括軸線相互垂直的左機械臂和右機械臂，二者固定在機架上并分別夾持魔方的兩對平行面，所述電氣控制部分2包括圖像采集組件和電氣控制組件；所述圖像采集組件包括多個與魔方4相對的圖像采集模塊，它們固定在機架上并圍繞魔方4分布，每個圖像采集模塊的信號輸出端接電氣控制組件的輸入端，所述電氣控制組件的輸出端與左機械臂和右機械臂連接。

上述雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，所述左機械臂和右機械臂的結構相同，均包括步進電機3101、傳動軸3103、導電滑環3104和機械爪3107，所述步進電機3101和導電滑環3104的外殼均固定在機架上，所述傳動軸3103穿過導電滑環3104的內孔并與其內襯固定連接，傳動軸3103的一端通過聯軸器3102與步進電機3101的輸出軸連接，另一端通過機械爪固定法蘭3106與機械爪3107連接，所述機械爪3107夾持魔方4，機械爪3107的控制電纜通過導電滑環3104與電氣控制組件連接。

上述雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，每個圖像采集模塊包括高清攝像頭和環形補光燈2010，二者相疊后通過固定支架與機架連接，高清攝像頭的信號輸出端與電氣控制組件連接，在機架上設有光源控制器2005，所述光源控制器2005的輸出端與環形補光燈2010連接。

上述雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，所述機架1包括攝像頭固定架1002和正方形的防傾覆底座1001，所述攝像頭固定架1002位于防傾覆底座1001的一條對角線上方，攝像頭固定架1002的兩個支腿分別固定在防傾覆底座1001的對角線的兩端，左機械臂和右機械臂對稱設置在攝像頭固定架1002的兩側，二者的步進電機3101和導電滑環3104的外殼分別通過電機固定座1004和滑環支架1003與防傾覆底座1001連接；所述圖像采集組件安裝在攝像頭固定架1002上。

上述雙臂仿人手全自動三階魔方還原機器人，所述圖像采集模塊設置四個，它們分別安裝于魔方4的上側、下側、左側和右側。