[发明专利]一种快速还原魔方的智能机器人及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，尤其是一种快速还原魔方的智能机器人及其控制方法。

背景技术

为什么要发展机器人？一方面是机器人可以干人不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，提高产品的质量同时节约了人力；另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。

而随着人类生活的不断进步，魔方成为了人们生活中越来越喜欢的智力游戏，而越来越多的解魔方机器人也应运而生，现有技术中的解魔方机械手大多在魔方四周各布置一个机械手用于控制该面的旋转，当要旋转上下两个表面时，往往需要通过翻转来旋转魔方的上下表面；而机械手的形式往往是十分精密的六轴机械手或者爪状的机械手来夹紧魔方的各个表面来旋转魔方，但采用这些结构往往使得机械手的成本大大增加，而且很多夹紧结构并不能特别灵活地旋转魔方且旋转速度普遍太慢，整个解魔方过程往往需要一分钟左右才能完成；因此，有必要提出一款更好的快速还原魔方的智能机器人。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种还原速度快，成本低，操作方便且结构稳固的快速还原魔方的智能机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种快速还原魔方的智能机器人，包括执行模块、控制箱、电源、驱动板和控制器；所述执行模块包括支撑框架、若干个机械抓手和固定框；所述机械抓手包括步进电机和旋转抓手部；所述固定框设置于控制箱上方，所述固定框包括大固定框和设置在大固定框外表面上的若干个小固定框；所述支撑框架设置于大固定框内部；所述小固定框内部用于放置所述步进电机；所述旋转抓手部上均匀设置有多个固定块，所述待解魔方表面上开有若干个孔与所述固定块相适配，所述旋转抓手部延伸至支撑框架内部并与待解魔方相抵接；所述电源、驱动板和控制器均设置于控制箱内部。

作为进一步改进，所述机械抓手的数量为六个，分别设置于所述待解魔方的六面上；所述步进电机上的旋转轴和所述旋转抓手部同轴设置，所述旋转抓手部上设置有四个固定块，所述固定块为圆柱体。

作为进一步改进，所述支撑框架为正方体，所述支撑框架六个表面的四角处均开有一第一螺纹孔，通过螺栓将支撑框架底面固定于控制箱上表面上；所述大固定框包括五块固定板，所述固定板表面对应位置开有第一螺纹孔并通过螺栓与所述支撑框架的另外五个表面固定连接。

作为进一步改进，所述固定板和控制箱上表面开有若干个第二螺纹孔，所述步进电机对应位置上开有第二螺纹孔并通过螺栓分别与所述固定板和控制箱上表面固定连接；所述固定板和控制箱上表面开有一圆槽以供所述旋转抓手部穿过。

作为进一步改进，所述小固定框的数量为四个，所述小固定框包括若干块小固定板；所述小固定框设置于大固定框的四周，所述小固定框下方设置有三角支撑板。

作为进一步改进，所述大固定板和小固定板的边缘为方波状；所述每两块大固定板之间通过边缘的锯齿配合连接；所述每两块小固定板之间通过边缘的锯齿配合连接；所述大固定板上开有若干个方形槽和所述小固定板边缘的锯齿相适配。

作为进一步改进，所述控制箱包括若干块拼接板，所述拼接板之间通过卡槽式方式连接；所述上下表面边缘处设置有若干个T型零件，所述T型零件上开有螺纹孔，使用螺栓穿过所述控制箱四周的拼接板与所述T型零件的螺纹孔相固定连接。

一种快速还原魔方的智能机器人的控制方法，包括以下步骤，

S1：打开app，点击手机子菜单搜索蓝牙模块，连接成功后点击进入自定义相机；

S2：根据按键提示拍取魔方各个面的照片；

S3：完成六面拍照后，将所获取的颜色数组值显示在频幕上以便更改确认，判断颜色数值是否有误，若有错误，则返回S2；

S4：以坐标x，y获取每张照片9个颜色块所在的像素点，并分离R,G,B三个值，再根据R,G,B三个值的关联性取一定范围值作为该像素点的取色标准，将获取的颜色以字符型数字的形式存入数组中；

S5：app调用蓝牙发送数据给单片机；

S6：单片机通过蓝牙模块接收数据后，使用CFOP算法对魔方进行复原。