一种四面对称结构的解魔方机器人

摘要

一种四面对称结构的解魔方机器人，其涉及智能机器人控制及机械设计领域，该机器人包括魔方(1)、智能手机(2)、基本执行单元(8)、控制板、支脚架(6)、底座(7)、手机固定调节支架、控制系统魔方被放置在四个结构对称的基本执行单元中，其通过支脚架两两垂直固定，并一同被固定在底盘上，形成一个对称且稳定的四边形结构。两个支脚架顶端装有手机固定调节支架用以固定智能手机。四组基本执行单元中含有电机、舵机、配套齿轮及连杆组成的机构，能够同时控制机械爪的旋转和开闭，实现高效拧动魔方。智能手机配合执行单元实现图像颜色信息采集，并通过蓝牙通信方式发送给控制器。控制器利用特定算法完成对魔方的逻辑还原计算，并生成相应的执行步骤，继而控制执行单元对魔方进行快速还原。

主权项

一种四面对称结构的解魔方机器人，其特征在于：该机器人包括魔方(1)、智能手机(2)、基本执行单元(8)、控制板、支脚架(6)、底座(7)、手机固定调节支架、控制系统；基本执行单元(8)包括电机(9)、电机板(10)、支柱(11)、前板(12)、主轴(13)、滚珠轴承件(14)、大滑槽(15)、L型杠杆(16)、杠杆定位孔(17)、舵机板(18)、舵机单摇臂(19)、舵机(20)、推杆(21)、连杆(22)、转轴(23)、爪(24)、销轴(25)、推杆挡肩(26)、套筒(27)、卡簧(28)、小齿轮(29)、大齿轮(30)；手机固定调节支架包括手机横向调节块(3)、手机纵向调节柱(4)、通用手机固定块(5)；手机纵向调节柱(4)与支脚架(6)相连接；手机横向调节块(3)固定在手机纵向调节柱(4)顶端，手机横向调节块(3)、手机纵向调节柱(4)与通用手机固定块(5)连接；智能手机(2)安装在通用手机固定块(5)上；其中魔方(1)被稳定放置在四个相互对称布置的基本执行单元(8)中，支脚架(6)与各基本执行单元(8)中的前板(12)固定，使四个基本执行单元(8)相邻两两垂直相连，并共同被固定在底座(7)上，形成一个对称且稳定的四边形结构；舵机(20)被固定在舵机板(18)上，随着舵机(20)转动，舵机单摇臂(19)转动，带动L型杠杆(16)运动，L型杠杆(16)通过杠杆定位孔(17)固定，其上有大滑槽(15)，滚珠轴承件(14)在大滑槽(15)上与L型杠杆(16)固定，并通过套筒(27)和卡簧(28)固定在主轴(13)上，即随着舵机(20)转动，滚珠轴承件(14)沿主轴(13)上下滑动；爪(24)通过销轴(25)被固定在连杆(22)和转轴(23)上，连杆(22)与推杆(21)固定，滚珠轴承件(14)沿主轴(13)上下滑动，经过推杆挡肩(26)带动推杆(21)与连杆(22)运动，继而控制爪(24)的开闭；电机(9)通过支柱(11)固定在前板(12)及电机板(10)之间，电机(9)转动带动小齿轮(29)转动，继而带动大齿轮(30)转动，大齿轮(30)与主轴(13)同轴，带动主轴(13)转动，主轴(13)转动带动转轴(23)转动，实现爪(24)的转动；该魔方(1)的控制系统包括上位机智能手机、下位机处理器、执行单元和电源管理模块。