一种二臂二指型解魔方机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种二臂二指型解魔方机器人，包括固定机架、第一机械臂、步进电机和fpv摄像头，所述固定机架的侧面分别连接有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂的下端设有步进电机，所述步进电机的下侧连接有电机支座，且步进电机通过联轴器与传动轴相连接，所述传动轴的外侧连接有气滑环和滑环支座，所述气滑环的下端连接有钣金座和连接螺栓，所述滑环支座的上端连接有滑台气缸，所述滑台气缸的上端连接有机械气动手指，所述固定机架的上部连接有fpv摄像头，本实用新型专利技术利用机械气动手指和斜型导块相配合，当魔方因某些原因发生了转动误差，魔方在斜型导块的作用下，自动向正确的方向转去，从而自动修复转动误差。

【技术实现步骤摘要】
一种二臂二指型解魔方机器人
本技术涉及无线寻车
，具体是一种二臂二指型解魔方机器人。
技术介绍
魔方，自上世纪80年代风靡全球后，至今魔方热潮仍在逐步扩大。每年都会在各个国家的不同地区组织或者代理组织地区性质的WCA挑战赛，目前三阶速拧魔方的时间纪录保持者为菲力克斯，时间为4.59s，机器人技术的突飞猛进发展，也逐步渗透深入到人们的日常生活中。在未来，机器人将是国民生活中不可或缺的一部分。将魔方这种日常可见的智力型玩具与机器人相结合，魔方机器人限采用双手臂，手指限采用二指或五指指的形式，手腕容许有转动和摆动，手臂为固定。机器人机械臂的自由度应为0，手腕可以转动或者移动，手指上不允许另外加机构。所用的道具魔方，必须是三阶魔方且中心无logo，因此实现解魔方任务的基础上，应该尽可能地提升解魔方的速度，目前世界上最快的解魔方机器人是由MIT的研究人员设计并制作的，结构形式为六臂旋转型。他们直接将魔方的中心块位置与电机轴刚性连接，每个电机都控制一个面，时间约为0.38s。目前世界上可以将速度提升至1s以内的解魔方机器人都是这种结构形式。然而这种形式的解魔方机器人破坏了魔方的完整性，而且魔方安装到机器人上后不可拆卸，无法和人做互动，因此难以推广开来，魔方在被一只手臂夹合时，由于重力G的作用，会有一个顺时针旋转的趋势，但夹合力不够强的时候，魔方就容易因此而产生转动w。通常手指对这种转动是不会自动修正的，也就是说在拧动魔方的任何一个环节，魔方发生了转动现象，则后续环节魔方都是倾斜的姿势，这既影响了拧动魔方的速度，又降低了复原的成功率。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种二臂二指型解魔方机器人，以解决
技术介绍
中所提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种二臂二指型解魔方机器人，包括固定机架、第一机械臂、步进电机、传动轴、滑台气缸和fpv摄像头，所述固定机架的侧面分别连接有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂和第二机械臂的下端设有步进电机，所述步进电机的下侧连接有电机支座，且步进电机通过联轴器与传动轴相连接，所述传动轴的外侧连接有气滑环和滑环支座，所述气滑环的下端连接有钣金座和连接螺栓，所述滑环支座的上端连接有滑台气缸，所述滑台气缸的上端连接有机械气动手指，机械气动手指的的内侧通过魔方定位器与魔方连接，所述固定机架的上部连接有fpv摄像头。优选的，所述固定机架的上部连接有4个fpv摄像头，且fpv摄像头均分布在魔方的上下左右四个方位，fpv摄像头进行图像采集涉及上位机主控制程序、下位机移动魔方程序和摄像头SDK保存图像程序三个程序，上下两个fpv摄像头可分别同时采集魔方两个面的信息，左右两个fpv摄像头一次只能采集魔方一个面的信息，并且利用个fpv摄像头可对魔方个面进行全方位扫描。优选的，所述滑台气缸内部的驱动气压为3.0-3.5个大气压，且滑台气缸的缸径为16mm，行程为32mm，高滑台气缸具有速度快、耗能少、无污染以及方便调试的特点。优选的，所述气滑环的上端通过螺栓与夹轴器相连接，利用夹轴器具有固定气滑环的作用。优选的，所述固定机架的内部连接有固定杆和斜支撑杆，能够提高固定机架的稳定性。优选的，所述机械气动手指和魔方接触的下侧连接有斜型导块，可以使魔方在斜型导块的作用下，进行自动正确的方向转去。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术利用机械气动手指和斜型导块相配合，当魔方因某些原因发生了转动误差，同时手指此时处于正在闭合状态，魔方在斜型导块的作用下，自动向正确的方向转去，从而自动修复转动误差，可以实现自动修复魔方夹合误差的手指结构，极大地提高了解魔方机器人系统稳定性，以及提高了拧动魔方的速度和魔方复原的成功率，在视觉识别中，利用fpv摄像头，使用一个纯白色魔方对四个摄像头进行联合标定，提高了识别正确率，并利用OpenCV实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。附图说明图1为本技术结构示意图。图2为本技术主视结构示意图。图3为本技术俯视结构示意图。图4为本技术第一机械臂结构示意图。图5为本技术滑环支座结构示意图。图6为本技术钣金座结构示意图。图7为本技术机械气动手指结构示意图。图8为本技术斜块修正转动结构示意图。图中：1-第一机械臂、2-电机支座、3-联轴器、4-钣金座、5-气滑环、6-滑环支座、7-滑台气缸、8-机械气动手指、9-魔方、10-fpv摄像头、11-固定机架、12-第二机械臂、13-步进电机、14-连接螺栓、15-传动轴。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1～8，本技术实施例中，一种二臂二指型解魔方机器人，包括固定机架11、第一机械臂1、步进电机13、传动轴15、滑台气缸7和fpv摄像头10，所述固定机架11的侧面分别连接有第一机械臂1和第二机械臂12，第一机械臂1和第二机械臂12负责执行解魔方9的各种动作，所述第一机械臂1和第二机械臂12的下端设有步进电机13，步进电机13提供机械气动手指8旋转所需的动力，所述步进电机13的下侧连接有电机支座2，且步进电机13通过联轴器3与传动轴15相连接，所述传动轴15的外侧连接有气滑环5和滑环支座6，气滑环5可以在旋转的同时传递气路，有效范围为360度，所述气滑环5的下端连接有钣金座4和连接螺栓14，所述滑环支座6的上端连接有滑台气缸7，滑台气缸7可以驱动机械气动手指8做开合动作，所述滑台气缸7的上端连接有机械气动手指8，机械气动手指8可以将魔方9夹住，机械气动手指8的内侧通过魔方定位器与魔方9连接，魔方定位器用来在装卡魔方时确定魔方9与机械气动手指8的相对位置，所述固定机架11的上部连接有fpv摄像头10，fpv摄像头10进行采集魔方9颜色的信息。所述固定机架11的上部连接有4个fpv摄像头10，且fpv摄像头10均分布在魔方9的上下左右四个方位，fpv摄像头10进行图像采集涉及上位机主控制程序、下位机移动魔方程序和摄像头SDK保存图像程序三个程序，上下两个fpv摄像头10可分别同时采集魔方9两个面的信息，左右两个fpv摄像头10一次只能采集魔方9一个面的信息，并且利用4个fpv摄像头10可对魔方6个面进行全方位扫描。所述滑台气缸7内部的驱动气压为3.0-3.5个大气压，且滑台气缸7的缸径为16mm，行程为32mm，高滑台气缸7具有速度快、耗能少、无污染以及方便调试的特点。所述气滑环5的上端通过螺栓与夹轴器相连接，利用夹轴器具有固定气滑环5的作用。所述固定机架11的内部连接有固定杆和斜支撑杆，能够提高固定机架11的稳定性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二臂二指型解魔方机器人，包括固定机架(11)、第一机械臂(1)、步进电机(13)、传动轴(15)、滑台气缸(7)和fpv摄像头(10)，其特征在于：所述固定机架(11)的侧面分别连接有第一机械臂(1)和第二机械臂(12)，所述第一机械臂(1)和第二机械臂(12)的下端设有步进电机(13)，所述步进电机(13)的下侧连接有电机支座(2)，且步进电机(13)通过联轴器(3)与传动轴(15)相连接，所述传动轴(15)的外侧连接有气滑环(5)和滑环支座(6)，所述气滑环(5)的下端连接有钣金座(4)和连接螺栓(14)，所述滑环支座(6)的上端连接有滑台气缸(7)，所述滑台气缸(7)的上端连接有机械气动手指(8)，机械气动手指(8)的内侧通过魔方定位器与魔方(9)连接，所述固定机架(11)的上部连接有fpv摄像头(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种二臂二指型解魔方机器人，包括固定机架(11)、第一机械臂(1)、步进电机(13)、传动轴(15)、滑台气缸(7)和fpv摄像头(10)，其特征在于：所述固定机架(11)的侧面分别连接有第一机械臂(1)和第二机械臂(12)，所述第一机械臂(1)和第二机械臂(12)的下端设有步进电机(13)，所述步进电机(13)的下侧连接有电机支座(2)，且步进电机(13)通过联轴器(3)与传动轴(15)相连接，所述传动轴(15)的外侧连接有气滑环(5)和滑环支座(6)，所述气滑环(5)的下端连接有钣金座(4)和连接螺栓(14)，所述滑环支座(6)的上端连接有滑台气缸(7)，所述滑台气缸(7)的上端连接有机械气动手指(8)，机械气动手指(8)的内侧通过魔方定位器与魔方(9)连接，所述固定机架(11)的上部连接有fpv摄像头(10)。


2.根据权利要求1所述的一种二臂二指型解魔方机器人，其特征在于：所述固定机架...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宪元，房崇佳，林辉，陈龙权，王鹏程，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：山东;37