[发明专利]一种双臂齿轮齿条传动的解魔方机器人

说明书

本发明公开了一种双臂齿轮齿条传动的解魔方机器人，包括底座，所述底座上安装有第一主体执行机构、第二主体执行机构和图像处理机构，所述第一主体执行机构包括电机支架，电机支架上安装有步进电机，步进电机的输出轴连接有连接环，连接环上安装有机械手爪，所述机械手爪包括与连接环连接的基板，基板的中部设有滑轨，基板上安装有舵机。本发明运用视觉识别可以实现解开任意打乱的三阶魔方；运用舵机，可避免气动方案的体积大、噪声大以及价格昂贵等缺点；运动齿轮、齿条进行传动，相比于连杆机构准确性好，鲁棒性强，不容易松动，提高了魔方的容错性，同时本发明安装拆卸方便，体积小，重量轻，携带方便。

技术领域

本发明涉及智能机器人控制及教学科普领域，具体为一种双臂齿轮齿条传动的解魔方机器人。

背景技术

目前，随着智能机器人技术的发展，越来越多的智能机器人广泛的得到了关注，并且运用到了日常的生活中。其中，解魔方机器人成为其中的一个热点，利用解魔方机器人来复原魔方是一个融合结构、视觉以及控制算法的多学科交叉的应用系统，同时具有很大的使用价值和创新性。但目前的解魔方机器人多为气动和连杆驱动，导致其体积大、噪声大同时价格昂贵，容错率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种双臂齿轮齿条传动的解魔方机器人，解决了目前的解魔方机器人体积较大、机构复杂、容错率低的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种双臂齿轮齿条传动的解魔方机器人，包括底座，所述底座上安装有第一主体执行机构、第二主体执行机构和图像处理机构；

所述第一主体执行机构包括电机支架，电机支架上安装有步进电机，步进电机的输出轴连接有连接环，连接环上安装有机械手爪；

所述机械手爪包括与连接环连接的基板，基板的中部设有滑轨，基板上安装有舵机，舵机输出轴上的齿轮与滑轨内滑动连接的齿条啮合，基板远离连接环的一端设有与滑轨垂直的直线导轨，直线导轨上安装有第一滑块和第二滑块，第一滑块上安装有左手爪，第二滑块上连接有右手爪，且左手爪和右手爪分别通过第一直线连接杆和第二直线连接杆与齿条铰接；

所述第二主体执行机构与第一主体执行机构分别安装于底座的两端，且第二主体执行机构与第一主体执行机构的结构相同。

进一步限定，所述图像处理机构包括安装于底座上的铝合金型材，铝合金型材靠近第一主体执行机构的一侧设有采集数据并输送给控制主机的摄像头。

进一步限定，所述左手爪和右手爪的内侧均设置有对魔方定位的台阶，台阶采用直角，使得对魔方的夹持更紧，定位更准确，鲁棒性强。

进一步限定，所述步进电机的型号为57BYG250H—8，扭矩为2.8N.m,电流为3A，步进电机角度为1.8°/step。

进一步限定，所述舵机为高精度金属防烧舵机，舵机型号为DS3218，供电电压DC4.8～6.8V。

进一步限定，所述电机支架下表面贴合在底座上，所述步进电机输出轴斜向上并且与水平面保持四十五度夹角。

进一步限定，所述底座上还设有用于对电器元件供电的电源、用于对第一主体执行机构上步进电机驱动的第一步进电机驱动器、用于对第二主体执行机构上步进电机驱动的第二步进电机驱动器。

进一步限定，所述图像处理机构与上位机连接，上位机与下位机连接，下位机分别连接第一主体执行机构和第二主体执行机构。

本发明具备以下有益效果：本发明运用视觉识别可以实现解开任意打乱的三阶魔方；运用舵机方案，可避免气动方案的体积大、噪声大以及价格昂贵等缺点；运动齿轮、齿条进行传动，相比于连杆机构准确性好，鲁棒性强，不容易松动，提高了魔方的容错性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；