【技术实现步骤摘要】
一种双臂解魔方机器人及其还原方法
[0001]本专利技术涉及机器人
,尤其涉及一种双臂解魔方机器人及其还原方法。
技术介绍
[0002]魔方作为一种益智玩具,深受广大人民的喜爱。现有的魔方机器人由机械手臂、颜色传感器、摄像头、机座、回转气缸(气动式)等部件组成,利用计算机或者其他微处理器来自动还原魔方,融合了图像处理技术、计算机视觉、魔方还原算法、机械自动控制、模拟实现交互等技术,在控制系统和机械结构上存在不同。广泛应用于教学示例、博物馆展览等方面,其中所涵盖的技术也很大程度应用到基础工业和农业科技上面去。现有的魔方机器人虽然技术比较全面,但市场上有很多东西在技术处理上不是很完善,缺乏源代码和模板。其次,机械手臂结构刚度不够强,在机器运动过程中,会产生一些微量变形,质量偏重,使得自身运行速度受到影响,增加了对电机的负载,并且运行精度低会产生卡顿现象,机械手臂的运动速度加快,产生很大的惯性力,使得机器运行不平稳,旋转精度也会降低;还有就是单片机在运行过程中容易遇到故障或异常造成死机;针对现有的魔方机器人,控制系统耗能过大,制作机器的材料没有选好,导致机器体型大、成本高且工作性能不稳定。
技术实现思路
[0003]本专利技术解决的技术问题是提供一种双臂解魔方机器人及其还原方法,能迅速稳定地识别魔方并在短时间内快速还原,控制机械手臂的运行以提高还原成功率和还原速度,优化结构设计减少体积。
[0004]为了达到上述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案如下:
[0005]提供一种双臂解魔 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双臂解魔方机器人,其特征在于,包括控制箱,所述控制箱的上表面两端分别对称设置有一对用于夹持和旋转魔方的机械臂;每个所述机械臂包括旋转装置和夹持装置;旋转装置包括步进电机,所述步进电机的输出轴上设置有传动轴;夹持装置包括气缸,所述气缸的上表面设置有两个用于夹持魔方的末端执行器,两个所述末端执行器同时相对或相离运动,每个末端执行器均呈“L”形结构,气缸的下表面设置有气缸联轴器,气缸通过所述气缸联轴器与所述传动轴的端部连接;控制箱的上表面设置有支撑架,所述支撑架上设置有多个用于采集魔方6个面的图像的摄像头;控制箱内设置有电机驱动系统、气压驱动系统和用于控制电机驱动系统和气压驱动系统的控制器,多个所述摄像头均与控制器电性连接。2.根据权利要求1所述的一种双臂解魔方机器人,其特征在于,所述控制箱的上表面设置有水平滑轨,所述水平滑轨两端上分别活动设置有一个用于安装所述步进电机的角件,每个所述角件的上顶面与水平面之间的夹角为45
°
,两个步进电机通过步进电机支架与两个角件的上顶面固定连接。3.根据权利要求1所述的一种双臂解魔方机器人,其特征在于,控制器包括相互电性连接的上位机和下位机,多个所述摄像头均与所述上位机电性连接;电机驱动系统和气压驱动系统均与所述下位机电性连接。4.根据权利要求3所述的一种双臂解魔方机器人,其特征在于,所述支撑架包括门字形结构的第一支撑架和滑动设置在所述水平滑轨中部的第二支撑架,所述第一支撑架的两侧安装脚位于水平滑轨两侧,第一支撑架的左右两侧面内壁以及顶面内壁上均活动设有一个所述摄像头,所述第二支撑架的顶面有一个摄像头。5.根据权利要求3所述的一种双臂解魔方机器人,其特征在于,电机驱动系统包括与所述下位机电性连接的步进电机驱动器,下位机通过所述步进电机驱动器用于控制所述步进电机的旋转角度和方向;气压驱动系统包括设置于控制箱侧壁上的空压机气泵接头和与所述空压机气泵接头连通的电磁阀,所述电磁阀通过管道与所述气缸的进气口和出气口连通;电磁阀与下位机电性连接。6.根据权利要求5所述的一种双臂解魔方机器人,其特征在于,所述传动轴外壁上套设有一个气滑环,所述气滑环的顶部端面与所述气缸联轴器的底部端面相接,所述电磁阀通过气滑环与所述气缸的出气口和进气口连通;气缸联轴器和步进电机之间设置有初始位置调零机构,初始位置调零机构包括调零码盘和与下位机电性连接的U性光电开关,所述调零码盘套设在传动轴外壁上,调零码盘上设置有一条细缝,U性光电开关通过固定支架设置在所述角件的上表面,调零码盘位于U性光电开关内。7...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄波,黄定芳,杨伟,张俊辉,唐炜,王丹,唐博,何平勇,王椰洲,肖海洋,马月,李睿昀,龙丹,陈超,岳信平,邹松,
申请(专利权)人:四川轻化工大学,
类型:发明
国别省市:
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