CN106903696A - 一种四轴对称式解魔方机器人 - Google Patents

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    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

本发明公开了一种四轴对称式解魔方机器人，包括控制电路、底板和执行单元，执行单元包括颜色传感器、第一舵机、连接杆、第二舵机、机械手臂、第一导轨、木块和第二滑块，控制电路包括电源、单片机和舵机控制器，舵机控制器通过控制第一舵机、第二舵机和第三舵机，第一舵机通过连接杆分别控制导轨上的第二舵机的缩进，导轨上的第二舵机控制机械手臂的旋转，来实现解魔方，本发明结构简单，制作成本低廉，运行稳定，可玩性高，可以将任意打乱后的魔方复原，并能将机器人解魔方的整个过程呈现给玩家。

Description

一种四轴对称式解魔方机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种四轴对称式解魔方机器人。
背景技术
魔方在发明不久便风靡全球，时至今日已经发展成为一个广为流传的手部极限运动。最近几年开始出现了五花八门的解魔方的机器人，吸引了很多人的目光，但是科技馆展示的的机器人成本高，而私人玩家在复原魔方时只是单纯的通过蓝牙或wifi驱动电机，运行起来不够稳定，效果不太理想。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，价格低廉，具有良好的稳定性和可操作性的四轴对称式解魔方机器人。
为实现上述目标，本发明的技术方案为：一种四轴对称式解魔方机器人，其特征在于：包括控制电路、底板和设置于底板上的执行单元，所述执行单元包括颜色传感器、第一舵机、连接杆、第二舵机、机械手臂、第一导轨、和木块，所述木块设置于底板上表面的中心位置，所述木块上表面固定设置有第二导轨，第二导轨上设置有与其配合连接的第二滑块，所述颜色传感器固定设置于第二滑块上表面，所述第二导轨长度方向上一端的一侧的底板上固定设置有第三舵机，另一端的相对一侧的底板上固定设置有第三舵机，所述第三舵机的舵机轴上设置有缠绕牵引线的线盘，所述第二导轨长度方向上的两端设置有垂直其上表面的牵引线变向杆，所述牵引线一端与第二滑块相连接，另一端绕过牵引线变相杆变向后缠绕在线盘上，所述第一导轨相互对称的设置于木块的四边，所述第一导轨上设置有与其配合连接的第一滑块，所述第一滑块上表面固定设置有第二舵机，所述每个第二舵机的相对内侧通过舵机轴与用于加持魔方的机械手臂配合连接，所述第二舵机的另一侧设置有垂直于其表面的连接杆，所述连接杆的末端侧表面设置有连接块，所述连接块侧表面与固定设置于底板的第一舵机的舵机轴配合连接，所述控制电路包括电源、单片机和舵机控制器，所述电源通过线路分别与单片机、舵机控制器、颜色传感器、第一舵机、第二舵机和第三舵机相连接，所述单片机通过线路分别与颜色传感器和舵机控制器相连接，所述舵机控制器通过线路与第一舵机、第二舵机和第三舵机相连接。
优选的，所述舵机控制器为PCA9685控制器。
本发明结构简单，制作成本低廉，运行稳定，可玩性高，可以将任意打乱后的魔方复原，并能将机器人解魔方的整个过程呈现给玩家。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电路结构框图。
图面说明：1、底板，2、颜色传感器，3、第一舵机，4、连接杆，5、第二舵机、6、机械手臂，7第一导轨，8、木块，9、第三舵机，10、第一滑块，11、魔方，12、第二滑块，13、连接块，14、第二导轨、15牵引线变向杆，16、牵引线，17、线盘。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的技术方案，一种四轴对称式解魔方机器人，包括控制电路、底板1和设置于底板上的执行单元，所述执行单元包括颜色传感器2、第一舵机3、连接杆4、第二舵机5、机械手臂6、第一导轨7和木块8，所述木块设置于底板上表面的中心位置，所述木块上表面固定设置有第二导轨14，第二导轨上设置有与其配合连接的第二滑块12，所述颜色传感器固定设置于第二滑块上表面，所述第二导轨长度方向上一端的一侧的底板上固定设置有第三舵机9，另一端的相对一侧的底板上固定设置有第三舵机，所述第三舵机的舵机轴上设置有缠绕牵引线的线盘17，所述第二导轨长度方向上的两端设置有垂直其上表面的牵引线变向杆15，所述牵引线16一端与第二滑块相连接，另一端绕过牵引线变相杆变向后缠绕在线盘上，所述第一导轨相互对称的设置于木块的四边，所述第一导轨上设置有与其配合连接的第一滑块10，所述第一滑块上表面固定设置有第二舵机，所述每个第二舵机的相对内侧通过舵机轴与用于加持魔方11的机械手臂配合连接，所述第二舵机的另一侧设置有垂直于其表面的连接杆，所述连接杆的末端侧表面设置有连接块13，所述连接块侧表面与固定设置于底板的第一舵机的舵机轴配合连接，所述控制电路包括电源、单片机和舵机控制器，所述电源通过线路分别与单片机、舵机控制器、颜色传感器、第一舵机、第二舵机和第三舵机相连接，所述单片机通过线路分别与颜色传感器和舵机控制器相连接，所述舵机控制器通过线路与第一舵机、第二舵机和第三舵机相连接；所述舵机控制器为PCA9685控制器。
本发明的工作原理：将打乱的魔方放置于机械手臂中，通过舵机控制器的控制第一舵机带动连接杆，使第二舵机通过滑块在第一导轨上滑动，同时舵机控制器控制第二舵机带动机械手臂转动，实现各个机械手臂的缩进和旋转，进而转动魔方，第三舵机通过线盘拉动牵引线带动第二滑块，第二滑块带动颜色传感器滑动，使颜色传感器采集魔方各个面每一排的初始颜色的状态，颜色传感器将采集到的数据信息传输给单片机进行处理，然后由魔方谜题算法通过解耦算出开解魔方的执行步骤，而后传给PCA9685控制器，然后通过PCA9685根据执行步骤使控制第一舵机通过连接杆拉动第二舵机的缩进，第二舵机控制机械手臂的旋转，来实现解魔方。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (2)

1.一种四轴对称式解魔方机器人，其特征在于：包括控制电路、底板和设置于底板上的执行单元，所述执行单元包括颜色传感器、第一舵机、连接杆、第二舵机、机械手臂、第一导轨和木块，所述木块设置于底板上表面的中心位置，所述木块上表面固定设置有第二导轨，第二导轨上设置有与其配合连接的第二滑块，所述颜色传感器固定设置于第二滑块上表面，所述第二导轨长度方向上一端的一侧的底板上固定设置有第三舵机，另一端的相对一侧的底板上固定设置有第三舵机，所述第三舵机的舵机轴上设置有缠绕牵引线的线盘，所述第二导轨长度方向上的两端设置有垂直其上表面的牵引线变向杆，所述牵引线一端与第二滑块相连接，另一端绕过牵引线变相杆变向后缠绕在线盘上，所述第一导轨相互对称的设置于木块的四边，所述第一导轨上设置有与其配合连接的第一滑块，所述第一滑块上表面固定设置有第二舵机，所述每个第二舵机的相对内侧通过舵机轴与用于加持魔方的机械手臂配合连接，所述第二舵机的另一侧设置有垂直于其表面的连接杆，所述连接杆的末端侧表面设置有连接块，所述连接块侧表面与固定设置于底板的第一舵机的舵机轴配合连接，所述控制电路包括电源、单片机和舵机控制器，所述电源通过线路分别与单片机、舵机控制器、颜色传感器、第一舵机、第二舵机、第三舵机相连接，所述单片机通过线路分别与颜色传感器和舵机控制器相连接，所述舵机控制器通过线路与第一舵机、第二舵机和第三舵机相连接。
2.根据权利要求1所述的一种四轴对称式解魔方机器人，其特征在于：所述舵机控制器为PCA9685控制器。
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