[实用新型]一种二阶魔方复原机器人

说明书

本实用新型提供了一种二阶魔方复原机器人，包括：底板，在底板上安装有底座，所述底座上设有的三轴连接器，所述三轴连接器的顶端设有用于固定二阶魔方的魔方固定座，所述二阶魔方复原机器人包括X向旋转模块、Y向旋转模块和Z向旋转模块，所述X向旋转模块、Y向旋转模块和Z向旋转模块均设有动力系统安装架，所述动力系统安装架上固定有一个步进电动机，所述步进电动机驱动连接有转轴，所述转轴的另一端连接在所述三轴连接器上，所述转轴上安装有凸轮。本实用新型将机械爪的驱动方式转换为特殊凸轮的驱动方式，简化了传动系统，二阶魔方的每条旋转边可单独提供旋转动力，相互之间不产生干涉，传动方式简单，缩短了二阶魔方的复原操作时间。

技术领域

本实用新型涉及自动解魔方机器人设备，具体为一种二阶魔方复原机器人。

背景技术

魔方玩具是目前最为流行的智力玩具之一，复原任意初态的魔方公认具有相当的难度。解魔方机器人将机器人作为载体，应用人工智能技术解决魔方还原问题。现有市场复位魔方的机器人一般为三阶魔方复原机器人。如申请号为201510013273.4所设计的“一种四面对称结构的魔方机器人”，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，实现拧动魔方。经分析，该魔方机器人只能对三阶魔方进行复原，无法对二阶魔方进行复原。

实用新型内容

为此，本实用新型设计了一种二阶魔方复原机器人，将机械爪的驱动方式转换为凸轮的驱动魔方方式，同时其传动系统更加简化，可对二阶魔方的每条旋转边单独提供旋转动力，相互之间不产生干涉，传动方式简单，有效的缩短了二阶魔方的复原操作时间。

本实用新型提供了一种二阶魔方复原机器人，包括：用于安装固定二阶魔方复原机器人的底板，在底板上安装有计算机控制系统和颜色识别器，在底板上安装有底座，所述底座上设有的三轴连接器，所述三轴连接器的顶端设有用于固定二阶魔方的魔方固定座，所述二阶魔方复原机器人包括X向旋转模块、Y向旋转模块和Z向旋转模块，所述X向旋转模块、Y向旋转模块和Z向旋转模块均设有动力系统安装架，所述动力系统安装架上固定有一个步进电动机，所述步进电动机驱动连接有转轴，所述转轴的另一端连接在所述三轴连接器上，所述转轴上安装有凸轮。

进一步地，所述X向旋转模块、Y向旋转模块、Z向旋转模块的传动模式相同，安装的位置分别与魔方的三个两两相互垂直的面对应，使得对魔方的旋转位置不同。

进一步地，所述X向旋转模块、Y向旋转模块、Z向旋转模块上的凸轮分别与其所对应的魔方的面上的旋转边相配合。

进一步地，所述凸轮上设有与魔方的单块边长相对应的卡齿和凹槽，相邻的卡齿和凹槽之间的距离等于魔方的单块边长，通过卡齿和凹槽驱动魔方的旋转边旋转。

进一步地，所述三轴连接器具有三个侧面，且每一个侧面上设置有一个连接轴承。

进一步地，所述动力系统安装架上设置有转轴支撑架。

进一步地，所述转轴支撑架上设置有转轴连接孔。

本实用新型的有益效果为：采用三个旋转模块三个步进电动机的传动方式，每一条二阶魔方的旋转边可以单独旋转，避免了传动过程中传动系统干涉问题。

采用魔方角块固定座结构，将魔方的直角顶点处的一块魔方进行固定，使得其附带的三个旋转边固定，减少了魔方的旋转量，达到了缩短二阶魔方复原操作时间的目的。

采用具有卡齿和凹槽的凸轮结构，通过旋转驱动魔方的旋转边旋转，与机械手的夹紧旋转相比，简化了魔方的旋转边的传动系统，进而优化魔方机器人的整体传动系统。