[发明专利]一种双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人

说明书

本发明公开了一种双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，其包括机架、执行机构和电气控制部分，所述执行机构包括轴线相互垂直的左机械臂和右机械臂，二者固定在机架上并分别夹持魔方的两对平行面，所述电气控制部分包括图像采集组件和电气控制组件；所述图像采集组件包括多个与魔方相对的图像采集模块，它们固定在机架上并围绕魔方分布，每个图像采集模块的信号输出端接电气控制组件的输入端，所述电气控制组件的输出端与左机械臂和右机械臂连接。本发明的电气控制组件根据图像采集组件采集的信息来判断魔方的状态，并通过执行机构夹持和扭转魔方，使魔方快速还原。本发明大大提高了魔方教学训练效率，为提高三阶魔方的教学水平创造了有利条件。

技术领域

本发明涉及一种具有魔方还原功能的双臂仿人手自动化机械装置，属于训练器械技术领域。

背景技术

近些年来，随着人们物质生活条件的不断丰富，越来越多的人将精力集中在娱乐活动上。三阶魔方作为一种成本低廉、可玩性高的玩具，一直保有较高的市场销量。但是到目前为止，三阶魔方的教学水平却仅仅停留在一些复杂抽象的纸质书籍上。这些纸质教程往往以一连串的特殊字符，来表达还原魔方的方法，这对于一些空间抽象能力不足的初等玩家来说，是一个极大障碍。因此寻找一种能够快速还原魔方的方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，以实现魔方的快速还原，为提高三阶魔方的教学水平创造有利条件。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，包括机架1、执行机构3和电气控制部分2，所述执行机构3包括轴线相互垂直的左机械臂和右机械臂，二者固定在机架上并分别夹持魔方的两对平行面，所述电气控制部分2包括图像采集组件和电气控制组件；所述图像采集组件包括多个与魔方4相对的图像采集模块，它们固定在机架上并围绕魔方4分布，每个图像采集模块的信号输出端接电气控制组件的输入端，所述电气控制组件的输出端与左机械臂和右机械臂连接。

上述双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，所述左机械臂和右机械臂的结构相同，均包括步进电机3101、传动轴3103、导电滑环3104和机械爪3107，所述步进电机3101和导电滑环3104的外壳均固定在机架上，所述传动轴3103穿过导电滑环3104的内孔并与其内衬固定连接，传动轴3103的一端通过联轴器3102与步进电机3101的输出轴连接，另一端通过机械爪固定法兰3106与机械爪3107连接，所述机械爪3107夹持魔方4，机械爪3107的控制电缆通过导电滑环3104与电气控制组件连接。

上述双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，每个图像采集模块包括高清摄像头和环形补光灯2010，二者相叠后通过固定支架与机架连接，高清摄像头的信号输出端与电气控制组件连接，在机架上设有光源控制器2005，所述光源控制器2005的输出端与环形补光灯2010连接。

上述双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，所述机架1包括摄像头固定架1002和正方形的防倾覆底座1001，所述摄像头固定架1002位于防倾覆底座1001的一条对角线上方，摄像头固定架1002的两个支腿分别固定在防倾覆底座1001的对角线的两端，左机械臂和右机械臂对称设置在摄像头固定架1002的两侧，二者的步进电机3101和导电滑环3104的外壳分别通过电机固定座1004和滑环支架1003与防倾覆底座1001连接；所述图像采集组件安装在摄像头固定架1002上。

上述双臂仿人手全自动三阶魔方还原机器人，所述图像采集模块设置四个，它们分别安装于魔方4的上侧、下侧、左侧和右侧。