[实用新型]一种魔方机械手

说明书

一种魔方机械手，其包括：机械指、旋转臂、舵机、舵机槽、连接杆；舵机驱动主臂使其由中央向两侧旋转，主臂带动机械指向两侧张开，以将魔方放入；将魔方放入后，舵机驱动主臂由两侧向中央旋转，使机械指夹紧以夹持魔方。该魔方机械手结构简单、相应速度快，较好的实现了还原速度快、结构简单。

技术领域

本发明涉及机器手领域，特别涉及一种魔方机械手。

背景技术

近年来，全球掀起了魔方机器人竞技大赛的热潮。魔方机器人的机械结构中又属机械爪最为重要，目前市面上主流的魔方机械爪主要有两类，一是工业上用的气缸机械爪，这种机械爪笨重而昂贵，大材小用；二是单舵机直推机械爪，这种机械爪力度小、响应慢。另外，魔方机器人的设计运用到的知识比较广，包含机械设计、系统控制，视觉检测，算法等，目前常规魔方机械手，对魔方的还原速度慢，而还原速度快的机器人结构复杂，缺少兼顾还原速度快、结构简单的机器人。

发明内容

一种魔方机械手，其包括：机械指、旋转臂、舵机、舵机槽、连接杆；魔方机械手包括两个机械指，每个机械指的前端包括相互垂直的两个指部，其四个指部位于同一平面，以夹持魔方；机械指的后端与旋转臂连接；旋转臂，其与机械指的后端连接，另一端与舵机或舵机槽连接；舵机，其能够带动旋转臂运动，进而驱动机械指实现对魔方的夹持；舵机槽，其用于放置舵机，并且用于固定旋转臂；

连接杆，其与舵机槽连接，连接杆还与驱动装置连接，以使机械手转动；

旋转臂，其包括两个主臂、两个侧壁；主臂的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机连接；侧壁的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机槽两侧的耳部连接；舵机驱动主臂使其由中央向两侧旋转，主臂带动机械指向两侧张开，以将魔方放入；将魔方放入后，舵机驱动主臂由两侧向中央旋转，使机械指夹紧以夹持魔方。

舵机型号为MG996R。

机械指的表面进行提高粗糙度处理，防止魔方高速运转而滑落。

附图说明

附图1为机械手的示意图。

附图2为机械手夹持魔方的示意图。

具体实施方式

附图1为机械手的示意图；机械手包括：机械指1、旋转臂2、舵机3、舵机槽4、连接杆5；

每个机械指1的前端包括相互垂直的两个指部，以夹持魔方；机械指1的后端与旋转臂2连接；每个机械手包括两个机械指1，其四个指部位于同一平面。

旋转臂2，其与机械指1的后端连接，另一端与舵机3或舵机槽4连接。

舵机3，其能够带动旋转臂2运动，进而驱动机械指1实现对魔方的夹持。

舵机槽4，其用于放置舵机3，并且用于固定旋转臂2。

连接杆5，其与舵机槽4连接，并且连接杆还与驱动机械手的驱动装置连接，驱动装置如步进电机。

旋转臂2，包括两个主臂21、两个侧壁22；主臂的一端与机械指1的后端连接，另一端与舵机3连接；侧壁的一端与机械指1的后端连接，另一端与舵机槽4两侧的耳部31连接。

附图2示出机械手夹持魔方的示意图。

根据控制指令，舵机3驱动主臂由中央向两侧旋转，主臂带动机械指1像两侧张开，以将魔方放入；将魔方放入后，舵机3驱动主臂由两侧向中央旋转，使机械指1夹紧以夹持魔方。

机械臂整体支撑采用原材料为可再生的生物资源PLA材料应用3D打印成型；为增加机械指1的摩擦力，用机械指1的表面进行提高粗糙度处理，防止魔方高速运转而滑落。

控制器可采用单片机，舵机采用M6996R分别控制两边机械指的伸张收缩。MG996R的舵机是大扭力金属齿轮，由PWM脉冲模式控制。用单片机作为舵机的控制单元，使PWM信号的脉冲宽度实现微秒级的变化，从而提高舵机的转角精度。