[实用新型]一种二臂二指型解魔方机器人

说明书

本实用新型涉及智能机器人领域，具体涉及一种高速稳定的二臂二指型解魔方机器人。该机器人包括机器人框架、机械臂、视觉系统、解算系统、控制系统和动力系统。使用与机械臂上凹槽(16)匹配的魔方定位器，提高了魔方装卡速度和魔方装卡的一致性；视觉系统采用4个摄像头同时一次性采集魔方6个面的颜色信息，提高了信息采集速度；气滑环解决了机械臂在高速动作时的绕线问题，可以进一步提高机械臂的操作速度，使得机械臂最快可在25ms内拧动魔方90度。克服了传统四臂魔方机器人与六臂魔方机器人很难一次性将魔方安装到设定部位的问题，也解决了传统二臂二指型魔方机器人由于机械手臂数量少，解魔方速度慢、成功率低的问题。

技术领域

本实用新型属于智能机器人领域，具体涉及一种高速稳定的二臂二指型解魔方机器人。

背景技术

魔方自上世纪七十年代被实用新型出来之后，以其独特的魅力迅速风靡全球。时至今日，人类解三阶魔方，世界纪录已经达到4.59s。自从上世纪末卡斯帕罗夫在国际象棋项目比赛中输给“深蓝”之后，人类与机器的智力竞争越演越烈。传统四臂魔方机器人与六臂魔方机器人魔方速度快、成功率高，但由于机械臂的构造的特殊性，很难一次性将魔法安装到设定部位，影响解魔方的整体速度；而传统二臂二指型魔方机器人由于机械手臂数量少，单次解魔方所需动作数量约为四臂魔方机器人的2倍，约为六臂魔方机器人的4倍，存在解魔方速度慢、成功率低、智能化程度低等问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提升二臂二指型魔方机器人单位时间动作数量，加快解魔方的速度，提高成功率。

针对以上技术问题，本实用新型提出了一种二臂二指型解魔方机器人，能够大幅度提升传统二臂二指型解魔方机器人解魔方的速度和成功率。

本实用新型所采用的技术方案为：

所述二臂二指型魔方机器人，包括机械臂(3)、视觉系统、解算系统、控制系统和动力系统；

所述机械臂(3)，用于执行解魔方动作；

所述视觉系统，包括摄像头(4)，用于采集魔方颜色信息；所述解算系统，用于根据魔方颜色信息解算出转动步骤；

所述解算系统，用于根据魔方颜色信息解算出动作序列；

所述控制系统，用于根据从所述解算系统接收到的动作序列控制步进电机(6)和电磁阀(17)；

所述动力系统，独立于机器人框架，用于为机器人提供交流电、直流电以及压缩空气；

所述机械臂(3)，包括步进电机(6)、气滑环(7)、滑台气缸(8)和机械手指(9)；

所述步进电机(6)，输出轴连接气滑环(7)运动部分；

所述气滑环(7)，固定部分安装在所述机械臂(3)上；运动部分的一端与步进电机(6)的电机轴刚性连接，另一端滑台气缸(8)缸体刚性连接，带动所述滑台气缸(8)随所述电机轴旋转；运动部分的两个出气孔与滑台气缸(8)的两个气孔连接，通过所述电磁阀(17)的开与关，控制所述滑台气缸(8)的开与合；

所述滑台气缸(8)，连接机械手指(9)，所述滑台气缸(8)的开与合，带动机械手指(9)开合；所述滑台气缸(8)随所述电机轴旋转，带动机械手指(9)旋转。

进一步地，所述解魔方机器人，还包括机器人框架(1)，所述机器人框架(1)用于安装所述机械臂(3)，安装有钣金件(5)，所述机械臂(3)下部安装在机器人框架上，上部安装在钣金件(5)上。

进一步地，包括魔方定位器(2)，魔方放入魔方定位器(2)中后，将魔方定位器(2)放入机械臂上的凹槽(16)中，以确定魔方与机械手指的相对位置；所述魔方定位器(2)，使用亚克力材料拼接而成，内腔的形状与大小与魔方相同，末端有与机械臂上的梯形凹槽(16)相配合的梯形结构。