[发明专利]一种可自主抓取魔方的智能解魔方机器人及其解魔方方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种解魔方机器人，特别是涉及一种可自主抓取魔方的智能解魔方机器人及其解魔方方法。

背景技术

传统魔方都是采用手动打乱并手工还原的，近些年科技馆出现一些解魔方机器人，该类解魔方机器人结构简单，无互动性，智能化程度较低，机械手动作不灵活，解魔方速度较慢，安全防护性能低，不具有较好的互动性。

发明内容

为了解决现有技术中解魔方机器人，结构简单，无互动性，智能化程度较低，解魔方速度较慢，安全防护性能低，不具有较好互动性的问题，本发明提供了一种结构可靠，使用安全，具有科普互动，简化机械手动作，节省解魔方时间的可自主抓取魔方的智能解魔方机器人及其解魔方方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种可自主抓取魔方的智能解魔方机器人，包括机器人本体、桁架、控制主机、摄像头、手臂摆动结构、机械臂和魔方仓，在桁架上设置用于放置魔方的魔方仓，桁架上还设有用于确保魔方规整的整形仓，机器人本体上连接有两个相对的用于进行解魔方动作的机械臂，机器人本体上固定有的手臂摆动结构，手臂摆动结构与机械臂相连接，手臂摆动结构带动机械臂伸向魔方仓，到位后通过气爪抓取魔方。

基于上述的可自主抓取魔方的智能解魔方机器人的解魔方方法，其特征在于：所解魔方为三阶魔方、四阶魔方或者多阶魔方，包括以下步骤：

步骤（1）摄像头依次捕获魔方各个面的图像，并将图像传送给控制主机；

步骤（2）控制主机通过接受的图像，识别出魔方的状态；

步骤（3）控制主机按照解魔方算法，还原魔方。

本发明的有益效果是：本发明的智能解魔方机器人具有以下特点：

1）、桁架结构，安装精度高；

2)、机械臂可精确有效的实现魔方的自主抓取、旋转，并还原魔方；

3）、设有魔方仓，帮助魔方精确定位，整体塑形；

本发明的智能解魔方机器人结构简单可靠，具有良好的互动性，可自主抓取魔方，通过先进的易扩展的图像识别技术获取魔方信息，安全性高，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明智能解魔方机器人的立体结构示意图。

图2是本发明智能解魔方机器人的侧视图。

图3是本发明智能解魔方机器人的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1-3所示，一种可自主抓取魔方的智能解魔方机器人，包括控制主机1，桁架2，气动阀3，魔方仓4，整形仓5，手臂摆动结构6，摆台一7，摆台二8，气爪9，机器人模型10，魔方11，摄像头12，气泵13，所述桁架2采用铝合金材料制成，在桁架2上设置有魔方仓4，用于放置魔方，在桁架2上还设有整形仓5，整形仓5在解魔方之前合并并确保魔方规整，在桁架2上设置有机器人本体10，在机器人本体10上固定有手臂摆动结构6，在手臂摆动结构6上连接摆台一7和摆台二8，气爪9连接在摆台二8上。在桁架2上设置有用于采集数据的摄像头12，摄像头12通过数据线与控制主机1相连接，手臂摆动结构6可带动机械臂伸向魔方仓，到位后通过气爪9可抓取魔方，实现魔方的自主抓取、旋转，并还原魔方。

每个机械臂包括摆台一7、摆台二8、气爪9，在机器人模型10上固定有手臂摆动结构6，在手臂摆动结构6上连接摆台一7和摆台二8，在摆台二8上安装有气爪9。手臂摆动结构6，摆台一7、摆台二8、及气爪9的进出气口分别通过气管连接到气动阀3，气泵13与气动阀3相连接，气动阀3与控制主机1电连接，手臂摆动结构6可带动机械臂伸向魔方仓，到位后通过气爪9可抓取魔方，魔方仓4采用椎体魔方塑形仓，方便气爪9抓取魔方。

可自主抓取魔方的智能解魔方机器人通过摄像头12实现魔方11数据的采集，并通过数据线反馈给控制主机1，控制主机1控制气动阀3进行开闭并以气管送气以控制机器人的机械臂进行解魔方动作，整个系统由气泵13进行供气。第一摆台7和第二摆台8配合实现气爪9的0至270度的旋转，气爪9实现魔方11的抓取及还原功能。控制主机1通过摄像头12采集魔方11数据，通过图像识别算法计算魔方6个面的图像信息，图像识别算法具备可扩展性和通用性，可识别3阶及以上魔方的图像信息。