[发明专利]执行模块、魔方还原机器人及其使用方法

摘要

本发明提供了一种执行模块、魔方还原机器人及其使用方法，包括上位机控制模块、下位机控制模块、执行模块以及电源模块；所述上位机控制模块用于获取魔方的初始状态信息，根据所述初始状态信息生成魔方还原控制信息并将所述魔方还原控制信息发送给所述下位机控制模块；所述下位机控制模块用于根据所述魔方还原控制信息控制所述执行模块进行魔方还原操作；所述电源模块用于所述上位机控制模块、所述下位机控制模块以及所述执行模块中任一模块或任多模块的供电。本发明电源模块上采用了执行模块和下位机控制模块由同一个电源模块供电的方式，这种方式大大减少了电缆的使用数量，简化了线路，同时使得本发明整体上更为简洁美观。

主权项

1.一种魔方还原机器人的使用方法，其特征在于，所述魔方还原机器人，包括执行模块，上位机控制模块、下位机控制模块以及电源模块；所述上位机控制模块用于获取魔方的初始状态信息，根据所述初始状态信息生成魔方还原控制信息并将所述魔方还原控制信息发送给所述下位机控制模块；所述下位机控制模块用于根据所述魔方还原控制信息控制所述执行模块进行魔方还原操作；所述电源模块用于所述上位机控制模块、所述下位机控制模块以及所述执行模块中任一模块或任多模块的供电；所述上位机控制模块包括上位机控制器、上位机蓝牙模块以及上位机摄像头；所述上位机摄像头和所述上位机蓝牙模块均连接所述上位机控制器；所述上位机摄像头用于获取魔方的初始状态信息；所述上位机控制器用于根据所述初始状态信息生成魔方还原控制信息；所述上位机蓝牙模块用于将所述魔方还原控制信息发送至所述下位机控制模块；所述下位机控制模块包括下位机蓝牙模块、下位机处理器以及下位机舵机驱动器；所述蓝牙模块和所述下位机舵机驱动器均连接所述下位机处理器；所述下位机舵机驱动器连接所述执行模块；所述下位机蓝牙模块用于接收所述上位机蓝牙模块发送的魔方还原控制信息；所述下位机处理器用于根据所述魔方还原控制信息通过所述下位机舵机驱动器控制所述执行模块的夹紧舵机和旋转舵机；执行模块包括多个机械手、基座、多个机械手安装平台以及多个舵机角度调整块；所述机械手安装平台的一端在所述基座的一底边上，另一端连接所述多个舵机角度调整块；所述机械手连接所述舵机角度调整块；所述基座的底边、所述机械手安装平台、所述舵机角度调整块以及所述机械手的数量一一对应；所述机械手包括夹紧舵机、连杆连接件、第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块、导轨平台、旋转舵机以及旋转连接件；其中，导轨平台的前端设置有导轨；第一滑块和所述第二滑块设置在所述导轨上且沿所述导轨滑动；所述第一滑块的夹持面和所述第二滑块的夹持面相对形成魔方夹持空间；所述第一连杆的一端连接所述第一滑块，另一端连接所述连杆连接件的一端；第二连杆的一端连接所述第二滑块，另一端连接所述连杆连接件的另一端；所述夹紧舵机设置在所述导轨平台的一侧，所述夹紧舵机的输出轴穿过所述导轨平台连接所述连杆连接件，驱动所述连杆连接件转动，进而带动第一滑块、第二滑块沿所述导轨滑动；所述旋转舵机设置在所述导轨平台的后侧，所述旋转舵机的输出轴通过旋转连接件连接所述导轨平台的后端；所述旋转舵机固定在舵机角度调整块上；还包括缓冲层；所述第一滑块和所述第二滑块的夹持面均设置有缓冲层；所述基座为长方体的框架式结构；所述基座的四条底边相连呈正方形；四个所述机械手两两对应；相对应的两个机械手的旋转舵机输出轴在一条轴线上；四个所述机械手形成的两条轴线正交，且与所述基座的底面平行；所述执行模块还包括安装板；所述安装板连接所述基座的上端；所述安装板采用透明材料制成，形状呈正方形；所述安装板的四个角和中部均设有一通孔；所述安装板通过四个角的通过通孔连接所述基座的上端，所述安装板中部的通孔向上对应所述上位机摄像头，向下对应四个机械手轴线的交点；包括如下步骤：步骤1：将上位机蓝牙模块与下位机蓝牙模块配对建立连接；步骤2：通过机械手进行魔方的安装与初始位置校正；步骤3：通过机械手实现魔方的翻转，依次将魔方的6个面朝上，利用上位机摄像头采集魔方的初始状态信息，即魔方各个面的颜色信息；步骤4：上位机控制模块进行颜色识别和存储，并根据魔方各个面的颜色信息生成魔方还原控制信息，即魔方还原的步骤；步骤5：下位机处理器根据所述魔方还原的步骤控制机械手完成魔方还原；在步骤4中所述颜色识别采用HSV颜色空间和RGB颜色空间结合的图像处理方式。