CN208681603U - 一种基于3d打印的魔方机器人 - Google Patents

Abstract

一种基于3D打印魔方机器人，其包括：控制器、机械臂、摄像头模块、电源，其特征在于：机械臂包括机械手、机械手驱动模块，机械手驱动模块驱动机械手运动；电源为机械手、机械手驱动模块、摄像头模块提供电力；机械手包括：机械指、旋转臂、舵机、舵机槽；机械手驱动模块包括：连接杆、步进电机、电机槽、防抖支架、底座。该魔方机器人结构简单、相应速度快，较好的实现了还原速度快、结构简单。

Description

一种基于3D打印的魔方机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于3D打印魔方机器人。

背景技术

近年来，全球掀起了魔方机器人竞技大赛的热潮。魔方机器人的机械结构中又属机械爪最为重要，目前市面上主流的魔方机械爪主要有两类，一是工业上用的气缸机械爪，这种机械爪笨重而昂贵，大材小用；二是单舵机直推机械爪，这种机械爪力度小、响应慢。另外，魔方机器人的设计运用到的知识比较广，包含机械设计、系统控制，视觉检测，算法等。目前常规魔方机器人，对魔方的还原速度慢，而还原速度快的机器人结构复杂，缺少兼顾还原速度快、结构简单的机器人。

发明内容

一种基于3D打印魔方机器人，其包括：控制器、机械臂、摄像头模块、电源，其特征在于：机械臂包括机械手、机械手驱动模块，机械手驱动模块驱动机械手运动；电源为机械手、机械手驱动模块、摄像头模块提供电力；

机械手包括：机械指、旋转臂、舵机、舵机槽；机械手驱动模块包括：连接杆、步进电机、电机槽、防抖支架、底座；每个机器人包括两个机械臂，两个机械臂均与底座呈45度夹角，两只机械臂垂直对称呈90度，使其在一机械指松开时，魔方不会脱落；

旋转臂，其与机械指的后端连接，另一端与舵机或舵机槽连接；舵机，其能够带动旋转臂运动，进而驱动机械指实现对魔方的夹持；舵机槽，其用于放置舵机，并且用于固定旋转臂；

连接杆，其与舵机槽4连接；步进电机，其通过连接杆与舵机槽连接，以使舵机槽根据需要进行旋转；电机槽，其用于放置步进电机；底座，其固定电机槽，并通过防抖支架防止机器人在工作时抖动；

以及旋转臂，包括两个主臂、两个侧壁；主臂的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机连接；侧壁的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机槽两侧的耳部连接。

控制器采用单片机，舵机型号为MG996R。

机械指1的表面进行提高粗糙度处理，防止魔方高速运转而滑落。

附图说明

附图1为本发明基于3D打印魔方机器人示意图。

附图2为机械手的示意图。

附图3为机械手夹持魔方示意图。

具体实施方式

该基于3D打印魔方机器人包括：控制器、机械臂、摄像头模块、电源。

该魔方机器人包括两个机械臂，每个机械臂均包括机械手、机械手驱动模块。

控制器，控制两机械手夹持魔方，并通过摄像头模块读取魔方图像，经过运算，控制两机械手驱动模块，进而将魔方还原。

机械手驱动模块驱动机械手运动，摄像头模块读取魔方图像。

电源为机械手、机械手驱动模块、摄像头模块提供电力。

附图1表示机器人的示意图；其中，控制器、摄像头模块、电源未示出。

机械手包括：机械指1、旋转臂2、舵机3、舵机槽4。

机械手驱动模块包括：连接杆5、步进电机6、电机槽7、防抖支架8、底座9。

两个机械臂与底座9呈45度夹角，两只机械臂垂直对称呈90度，使其在一机械指1松开时，魔方不会脱落。

每个机械指1的前端包括相互垂直的两个指部，以夹持魔方；机械指1的后端与旋转臂2连接；每个机械手包括两个机械指1，其四个指部位于同一平面。

旋转臂2，其与机械指1的后端连接，另一端与舵机3或舵机槽4连接。

舵机3，其能够带动旋转臂2运动，进而驱动机械指1实现对魔方的夹持。

舵机槽4，其用于放置舵机3，并且用于固定旋转臂2。

连接杆5，其与舵机槽4连接。

步进电机6，其通过连接杆5与舵机槽4连接，以使舵机槽4根据需要进行旋转。

电机槽7，其用于放置步进电机6。

底座9，其固定电机槽7，并通过防抖支架8防止机器人在工作时抖动。

附图2详细示出机械手的结构。

旋转臂2，包括两个主臂21、两个侧壁22；主臂的一端与机械指1的后端连接，另一端与舵机3连接；侧壁的一端与机械指1的后端连接，另一端与舵机槽4两侧的耳部31连接。

附图3示出机械手夹持魔方的示意图。

控制器发出指令，舵机3驱动主臂使其由中央向两侧旋转，主臂带动机械指1向两侧张开，以将魔方放入；将魔方放入后，舵机3驱动主臂由两侧向中央旋转，使机械指1夹紧以夹持魔方。

机械臂整体支撑采用原材料为可再生的生物资源PLA材料应用3D打印成型；为增加机械指1的摩擦力，用机械指1的表面进行提高粗糙度处理，防止魔方高速运转而滑落。

控制器可采用单片机，舵机采用MG996R分别控制两边机械指的伸张收缩。MG996R的舵机是大扭力金属齿轮，由PWM脉冲模式控制。用单片机作为舵机的控制单元，使PWM信号的脉冲宽度实现微秒级的变化，从而提高舵机的转角精度。

Claims (3)

1.一种基于3D打印的魔方机器人，其包括：控制器、机械臂、摄像头模块、电源，其特征在于：机械臂包括机械手、机械手驱动模块，机械手驱动模块驱动机械手运动；电源为机械手、机械手驱动模块、摄像头模块提供电力；

机械手包括：机械指、旋转臂、舵机、舵机槽；机械手驱动模块包括：连接杆、步进电机、电机槽、防抖支架、底座；每个机器人包括两个机械臂，两个机械臂均与底座呈45度夹角，两只机械臂垂直对称呈90度，使其在一机械指松开时，防止魔方脱落；

旋转臂，其与机械指的后端连接，另一端与舵机或舵机槽连接；舵机，其能够带动旋转臂运动，进而驱动机械指实现对魔方的夹持；舵机槽，其用于放置舵机，并且用于固定旋转臂；

连接杆，其与舵机槽4连接；步进电机，其通过连接杆与舵机槽连接，以使舵机槽根据需要进行旋转；电机槽，其用于放置步进电机；底座，其固定电机槽，并通过防抖支架防止机器人在工作时抖动；

以及旋转臂，其包括两个主臂、两个侧壁；主臂的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机连接；侧壁的一端与机械指的后端连接，另一端与舵机槽两侧的耳部连接。

2.如权利要求1所述基于3D打印魔方机器人，控制器采用单片机，舵机型号为MG996R。

3.如权利要求1所述基于3D打印魔方机器人，机械指的表面进行提高粗糙度处理，防止魔方高速运转而滑落。