实用的解魔方机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922125509.X (22)申请日 2019.12.02 (73)专利权人 东华理工大学 地址 330013 江西省南昌市经开区广兰大 道418号 (72)发明人 刘树博魏佳宝 (51)Int.Cl. B25J 11/00(2006.01) B25J 15/08(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种实用的解魔方机器人 (57)摘要 一种实用的解魔方机器人， 其特征在于： 该 机器人包括机械爪以及驱动机械爪进行松开或 加。

2、紧运动的舵机， 舵机安装在舵机固定底座上， 舵机固定底座安装在机械手腕底座； 机械爪通过 左右两块机械手腕连接板安装在机械手腕底座 上， 并通过光轴连接驱动机械手腕旋转的步进电 机； 机械爪由上机械爪和下机械爪通过啮合齿部 相啮合； 解魔方机械手通过机械手支撑件及螺 母， 与机器人铝型材框架相连接， 手机支撑件通 过螺母固定在铝型材上。 本实用新型的优点在 于： 该解魔方机器人采用机械爪夹持魔方， 使魔 方抓取更加牢固， 避免了抓取魔方错位， 通过舵 机与步进电机的配合， 可以更加稳定、 快速、 精准 地还原魔方。 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 CN 211362276 U 2020.。

3、08.28 CN 211362276 U 1.一种实用的解魔方机器人， 其特征在于包括机械爪以及驱动机械爪进行松开或加紧 运动的舵机， 舵机安装在舵机固定底座上， 舵机固定底座安装在机械手腕底座， 机械爪通过 左右两块机械手腕连接板安装在机械手腕底座上， 并通过光轴连接驱动机械手腕旋转的步 进电机， 机械爪由上机械爪和下机械爪通过啮合齿部相啮合， 其中下机械爪与舵机通过齿 轮啮合传动连接， 机械爪内侧夹持面为完全贴合魔方边角的槽型支撑部件， 槽型支撑部件 提供向魔方的挤压力， 整体机械臂提供向魔方的抓力， 解魔方机械手通过机械手支撑件及 螺母， 与机器人铝型材框架相连接， 手机支撑件通过螺母固。

4、定在铝型材上。 2.如权利要求1所述的一种实用的解魔方机器人， 其特征在于所述的机械爪为上机械 爪和下机械爪， 通过圆柱孔洞分别与左机械手腕连接板和右机械手腕连接板上的圆柱凸部 相结合， 并使其上机械爪和下机械爪的啮合齿部相啮合。 3.如权利要求1所述的一种实用的解魔方机器人， 其特征在于所述的机械手腕连接板 通过凸部位与机械手腕底座槽型孔洞相结合固定， 机械手腕底座通过D型孔洞将步进电机 上的光轴相连接固定。 4.如权利要求1所述的一种实用的解魔方机器人， 其特征在于所述的魔方机械手通过 机械臂支撑件用T型螺母固定在机器人主要框架上， 四个相对方位分别固定一个解魔方机 械手， 所述的手机支撑。

5、件通过T型螺母连接到所述机器人主要框架上。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211362276 U 2 一种实用的解魔方机器人 技术领域 0001 本实用新型涉及机器人技术领域， 尤其涉及一种实用的解魔方机器人。 背景技术 0002 魔方， 英文名为Rubik s Cube， 又叫鲁比克方块， 是匈牙利的一位叫鲁比克 （Rubik） 的教授于1974年发明的， 这位教授发明魔方帮助学生们认识空间立方体的组成和 结构， 以及锻炼学生的空间思维能力和记忆力。 由于它奇妙无穷， 吸引了大批的爱好者， 通 过对魔方的深入研究， 其成果得到了广泛的运用。 解魔方机器人是以计算机视觉及图像处 理为基础对。

6、魔方进行获取、 识别、 处理、 分析， 通过控制器控制还原任意打乱的魔方。 解魔方 机器人的机械手是一种能够模仿人类手臂执行某些还原魔方的动作， 按固定程序进行抓 取、 旋转魔方的自动操作装置， 完成各种预期任务， 结构和性能上兼有人类和机器的各种优 点。 市面上现有的解魔方机器人在精准度、 稳定性、 快速性存在一定的缺陷， 使得操作过程 容易出现失误， 无法完成还原魔方的任务要求。 发明内容 0003 本实用新型的目的是针对现有技术上存在的技术缺陷， 设计提供一种实用的解魔 方机器人。 0004 本实用新型所采用的技术方案是： 一种实用的解魔方机器人， 包括机械爪以及驱 动机械爪进行松开或加。

7、紧运动的舵机， 舵机安装在舵机固定底座上， 舵机固定底座安装在 机械手腕底座， 机械爪通过左右两块机械手腕连接板安装在机械手腕底座上， 并通过光轴 连接驱动机械手腕旋转的步进电机， 机械爪由上机械爪和下机械爪通过啮合齿部相啮合， 其中下机械爪与舵机通过齿轮啮合传动连接， 机械爪内侧夹持面为完全贴合魔方边角的槽 型支撑部件， 槽型支撑部件提供向魔方的挤压力， 整体机械臂提供向魔方的抓力， 解魔方机 械手通过机械手支撑件及螺母， 与机器人铝型材框架相连接， 手机支撑件通过螺母固定在 铝型材上。 0005 所述的舵机固定座通过凸部位与机械手腕底座凹部位相结合固定， 舵机通过所述 的舵机固定座夹持固定。

8、在其上。 通过调整位置， 舵机上的齿轮与下机械爪的啮合齿部相啮 合。 0006 所述的机械爪为上机械爪和下机械爪， 通过圆柱孔洞分别与左机械手腕连接板和 右机械手腕连接板上的圆柱凸部相结合， 并使其上机械爪和下机械爪的啮合齿部相啮合。 0007 所述的机械手腕连接板通过凸部位与机械手腕底座槽型孔洞相结合固定， 机械手 腕底座通过D型孔洞将步进电机上的光轴相连接固定。 0008 所述的魔方机械手通过机械臂支撑件用T型螺母固定在机器人主要框架上， 四个 相对方位分别固定一个解魔方机械手。 0009 所述的手机支撑件通过T型螺母连接到所述机器人主要框架上。 0010 所述的机器人主要框架由多根铝型材。

9、由T型螺母通过型材连接件相连接固定组 说明书 1/3 页 3 CN 211362276 U 3 成。 0011 本实用新型的优点在于： 该解魔方机器人采用机械爪夹持魔方， 使魔方抓取更加 牢固， 避免了抓取魔方错位， 通过舵机与步进电机的配合， 可以更加稳定、 快速、 精准地还原 魔方。 附图说明 0012 图1是还原魔方机器人机械臂的结构示意图， 图中1是机械臂底座， 2是步进电机， 3 是机械手腕连接板， 4是机械爪， 5是舵机， 6是舵机固定座； 0013 图2是还原魔方机器人机械臂上的舵机固定底座的结构示意图， 图中7是舵机固定 座凸槽， 8是舵机固定座凹槽； 0014 图3是还原魔方。

10、机器人机械臂上的机械手腕连接板的结构示意图， 图中9是机械臂 连接板凸槽， 10是机械臂连接板-机械爪固定圆柱； 0015 图4是还原魔方机器人机械臂上的机械手腕底座的结构示意图， 图中11是机械臂 底座-机械臂连接板卡槽， 12是机械臂底座-固定舵机固定座凹槽； 0016 图5是还原魔方机器人机械臂上的机械爪的示意图， 图中13是机械爪-L型支撑面， 14是机械爪-固定圆槽， 15是机械爪-舵机齿轮槽； 0017 图6是解魔方机器人完整结构图， 图中16是步进电机， 17是机器人主要框架， 18是 手机支撑件， 19是机械手支撑件， 20是解魔方机械手。 具体实施方式 0018 以下结合附图。

11、对本发明作进一步详细说明。 0019 如图所示， 一种还原魔方机器人机械臂， 机械臂上安装着进行旋转运动的步进电 机2通过光轴连接到机械手腕底座1上,机械爪4与机械手腕连接板3的相扣合， 机械手腕连 接板3与机械手腕底座相扣合， 驱动机械爪进行松开或加紧运动的舵机5安装在舵机固定底 座6上， 与机械手腕底座的齿轮形孔相固定进行同步运动。 舵机固定底座6安装在机械手腕 底座1， 机械爪内侧夹持面为完全贴合魔方边角的槽型支撑部件， 槽型支撑部件提供向魔方 的挤压力和支撑力， 整体机械臂提供向魔方的顶力。 0020 所述的机械爪通过其圆形孔14与机械手腕连接板的圆形凸柱10相嵌合， 在其上做 同心圆。

12、周运动。 0021 所述的机械爪通过其凸柱9与机械手腕底座的孔11相嵌合固定， 给机械爪提供支 撑。 0022 所述的舵机固定座通过凸柱7与机械手腕底座的凹槽12相嵌合固定， 给舵机提供 支撑固定， 舵机通过左侧穿过卡入舵机固定座， 舵机线从其凹槽8穿过。 0023 所述的固定在舵机固定座上的舵机的传动轴上的齿轮嵌入机械爪的齿轮槽15中， 使下机械爪与舵机做同步圆周运动， 下机械爪的齿轮与上机械爪的齿轮啮合， 带动上机械 爪运动， 整个机械爪完成加紧或松开运动。 0024 所述的机械爪槽型支撑部件13上夹持面提供向魔方的挤压力， 左夹持面避免了机 械爪在魔方上的位置太过靠前夹持到魔方的第二层，。

13、 并提供向魔方的抓力。 0025 所述机械手整体通过螺母穿过所述的机械手支撑件19上的螺孔后， 再旋入步进电 说明书 2/3 页 4 CN 211362276 U 4 机的螺孔中拧紧固定， 所述的机械手支撑件再通过T型螺母穿孔其上的螺孔固定在机器人 主框架上， 使其机械臂在主框架上稳定转动不会脱离。 0026 所述手机支撑件18通过T型螺母固定在机器人主框架上， 手机由上到下卡入手机 支撑件的凹形槽中， 防止手机脱落。 0027 所述的解魔方机器人通过控制机械手上的舵机旋转， 带动机械爪做开合运动夹持 魔方， 四个机械手夹持四个魔方面。 解魔方机器人通过控制单个步进电机的旋转带动机械 手旋转，。

14、 从而带动夹持的魔方面旋转， 实现魔方面的旋转， 通过控制一对相对应的机械手旋 转， 从而实现魔方的整体翻转， 通过魔方面的旋转和魔方的整体翻转， 实现魔方的复原。 0028 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式， 应当指出的是， 对于本技术领域的普 通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和 润饰也应视为本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 211362276 U 5 图1 图2 说明书附图 1/5 页 6 CN 211362276 U 6 图3 说明书附图 2/5 页 7 CN 211362276 U 7 图4 说明书附图 3/5 页 8 CN 211362276 U 8 图5 说明书附图 4/5 页 9 CN 211362276 U 9 图6 说明书附图 5/5 页 10 CN 211362276 U 10 。