一種二臂二指型解魔方機(jī)器人制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，包括固定機(jī)架、第一機(jī)械臂、步進(jìn)電機(jī)和fpv攝像頭，所述固定機(jī)架的側(cè)面分別連接有第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂的下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的下側(cè)連接有電機(jī)支座，且步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸相連接，所述傳動(dòng)軸的外側(cè)連接有氣滑環(huán)和滑環(huán)支座，所述氣滑環(huán)的下端連接有鈑金座和連接螺栓，所述滑環(huán)支座的上端連接有滑臺(tái)氣缸，所述滑臺(tái)氣缸的上端連接有機(jī)械氣動(dòng)手指，所述固定機(jī)架的上部連接有fpv攝像頭，本實(shí)用新型專利技術(shù)利用機(jī)械氣動(dòng)手指和斜型導(dǎo)塊相配合，當(dāng)魔方因某些原因發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，魔方在斜型導(dǎo)塊的作用下，自動(dòng)向正確的方向轉(zhuǎn)去，從而自動(dòng)修復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種二臂二指型解魔方機(jī)器人
本技術(shù)涉及無(wú)線尋車
，具體是一種二臂二指型解魔方機(jī)器人。
技術(shù)介紹
魔方，自上世紀(jì)80年代風(fēng)靡全球后，至今魔方熱潮仍在逐步擴(kuò)大。每年都會(huì)在各個(gè)國(guó)家的不同地區(qū)組織或者代理組織地區(qū)性質(zhì)的WCA挑戰(zhàn)賽，目前三階速擰魔方的時(shí)間紀(jì)錄保持者為菲力克斯，時(shí)間為4.59s，機(jī)器人技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，也逐步滲透深入到人們的日常生活中。在未來(lái)，機(jī)器人將是國(guó)民生活中不可或缺的一部分。將魔方這種日常可見的智力型玩具與機(jī)器人相結(jié)合，魔方機(jī)器人限采用雙手臂，手指限采用二指或五指指的形式，手腕容許有轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)，手臂為固定。機(jī)器人機(jī)械臂的自由度應(yīng)為0，手腕可以轉(zhuǎn)動(dòng)或者移動(dòng)，手指上不允許另外加機(jī)構(gòu)。所用的道具魔方，必須是三階魔方且中心無(wú)logo，因此實(shí)現(xiàn)解魔方任務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡可能地提升解魔方的速度，目前世界上最快的解魔方機(jī)器人是由MIT的研究人員設(shè)計(jì)并制作的，結(jié)構(gòu)形式為六臂旋轉(zhuǎn)型。他們直接將魔方的中心塊位置與電機(jī)軸剛性連接，每個(gè)電機(jī)都控制一個(gè)面，時(shí)間約為0.38s。目前世界上可以將速度提升至1s以內(nèi)的解魔方機(jī)器人都是這種結(jié)構(gòu)形式。然而這種形式的解魔方機(jī)器人破壞了魔方的完整性，而且魔方安裝到機(jī)器人上后不可拆卸，無(wú)法和人做互動(dòng)，因此難以推廣開來(lái)，魔方在被一只手臂夾合時(shí)，由于重力G的作用，會(huì)有一個(gè)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，但夾合力不夠強(qiáng)的時(shí)候，魔方就容易因此而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)w。通常手指對(duì)這種轉(zhuǎn)動(dòng)是不會(huì)自動(dòng)修正的，也就是說(shuō)在擰動(dòng)魔方的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，魔方發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，則后續(xù)環(huán)節(jié)魔方都是傾斜的姿勢(shì)，這既影響了擰動(dòng)魔方的速度，又降低了復(fù)原的成功率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的在于提供一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，以解決
技術(shù)介紹
中所提出的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，包括固定機(jī)架、第一機(jī)械臂、步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)軸、滑臺(tái)氣缸和fpv攝像頭，所述固定機(jī)架的側(cè)面分別連接有第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂的下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)的下側(cè)連接有電機(jī)支座，且步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸相連接，所述傳動(dòng)軸的外側(cè)連接有氣滑環(huán)和滑環(huán)支座，所述氣滑環(huán)的下端連接有鈑金座和連接螺栓，所述滑環(huán)支座的上端連接有滑臺(tái)氣缸，所述滑臺(tái)氣缸的上端連接有機(jī)械氣動(dòng)手指，機(jī)械氣動(dòng)手指的的內(nèi)側(cè)通過魔方定位器與魔方連接，所述固定機(jī)架的上部連接有fpv攝像頭。優(yōu)選的，所述固定機(jī)架的上部連接有4個(gè)fpv攝像頭，且fpv攝像頭均分布在魔方的上下左右四個(gè)方位，fpv攝像頭進(jìn)行圖像采集涉及上位機(jī)主控制程序、下位機(jī)移動(dòng)魔方程序和攝像頭SDK保存圖像程序三個(gè)程序，上下兩個(gè)fpv攝像頭可分別同時(shí)采集魔方兩個(gè)面的信息，左右兩個(gè)fpv攝像頭一次只能采集魔方一個(gè)面的信息，并且利用個(gè)fpv攝像頭可對(duì)魔方個(gè)面進(jìn)行全方位掃描。優(yōu)選的，所述滑臺(tái)氣缸內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)氣壓為3.0-3.5個(gè)大氣壓，且滑臺(tái)氣缸的缸徑為16mm，行程為32mm，高滑臺(tái)氣缸具有速度快、耗能少、無(wú)污染以及方便調(diào)試的特點(diǎn)。優(yōu)選的，所述氣滑環(huán)的上端通過螺栓與夾軸器相連接，利用夾軸器具有固定氣滑環(huán)的作用。優(yōu)選的，所述固定機(jī)架的內(nèi)部連接有固定桿和斜支撐桿，能夠提高固定機(jī)架的穩(wěn)定性。優(yōu)選的，所述機(jī)械氣動(dòng)手指和魔方接觸的下側(cè)連接有斜型導(dǎo)塊，可以使魔方在斜型導(dǎo)塊的作用下，進(jìn)行自動(dòng)正確的方向轉(zhuǎn)去。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果是：本技術(shù)利用機(jī)械氣動(dòng)手指和斜型導(dǎo)塊相配合，當(dāng)魔方因某些原因發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，同時(shí)手指此時(shí)處于正在閉合狀態(tài)，魔方在斜型導(dǎo)塊的作用下，自動(dòng)向正確的方向轉(zhuǎn)去，從而自動(dòng)修復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)誤差，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)修復(fù)魔方夾合誤差的手指結(jié)構(gòu)，極大地提高了解魔方機(jī)器人系統(tǒng)穩(wěn)定性，以及提高了擰動(dòng)魔方的速度和魔方復(fù)原的成功率，在視覺識(shí)別中，利用fpv攝像頭，使用一個(gè)純白色魔方對(duì)四個(gè)攝像頭進(jìn)行聯(lián)合標(biāo)定，提高了識(shí)別正確率，并利用OpenCV實(shí)現(xiàn)了圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺方面的很多通用算法。附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本技術(shù)主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本技術(shù)俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本技術(shù)第一機(jī)械臂結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本技術(shù)滑環(huán)支座結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本技術(shù)鈑金座結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本技術(shù)機(jī)械氣動(dòng)手指結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本技術(shù)斜塊修正轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1-第一機(jī)械臂、2-電機(jī)支座、3-聯(lián)軸器、4-鈑金座、5-氣滑環(huán)、6-滑環(huán)支座、7-滑臺(tái)氣缸、8-機(jī)械氣動(dòng)手指、9-魔方、10-fpv攝像頭、11-固定機(jī)架、12-第二機(jī)械臂、13-步進(jìn)電機(jī)、14-連接螺栓、15-傳動(dòng)軸。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖1～8，本技術(shù)實(shí)施例中，一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，包括固定機(jī)架11、第一機(jī)械臂1、步進(jìn)電機(jī)13、傳動(dòng)軸15、滑臺(tái)氣缸7和fpv攝像頭10，所述固定機(jī)架11的側(cè)面分別連接有第一機(jī)械臂1和第二機(jī)械臂12，第一機(jī)械臂1和第二機(jī)械臂12負(fù)責(zé)執(zhí)行解魔方9的各種動(dòng)作，所述第一機(jī)械臂1和第二機(jī)械臂12的下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)13，步進(jìn)電機(jī)13提供機(jī)械氣動(dòng)手指8旋轉(zhuǎn)所需的動(dòng)力，所述步進(jìn)電機(jī)13的下側(cè)連接有電機(jī)支座2，且步進(jìn)電機(jī)13通過聯(lián)軸器3與傳動(dòng)軸15相連接，所述傳動(dòng)軸15的外側(cè)連接有氣滑環(huán)5和滑環(huán)支座6，氣滑環(huán)5可以在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)傳遞氣路，有效范圍為360度，所述氣滑環(huán)5的下端連接有鈑金座4和連接螺栓14，所述滑環(huán)支座6的上端連接有滑臺(tái)氣缸7，滑臺(tái)氣缸7可以驅(qū)動(dòng)機(jī)械氣動(dòng)手指8做開合動(dòng)作，所述滑臺(tái)氣缸7的上端連接有機(jī)械氣動(dòng)手指8，機(jī)械氣動(dòng)手指8可以將魔方9夾住，機(jī)械氣動(dòng)手指8的內(nèi)側(cè)通過魔方定位器與魔方9連接，魔方定位器用來(lái)在裝卡魔方時(shí)確定魔方9與機(jī)械氣動(dòng)手指8的相對(duì)位置，所述固定機(jī)架11的上部連接有fpv攝像頭10，fpv攝像頭10進(jìn)行采集魔方9顏色的信息。所述固定機(jī)架11的上部連接有4個(gè)fpv攝像頭10，且fpv攝像頭10均分布在魔方9的上下左右四個(gè)方位，fpv攝像頭10進(jìn)行圖像采集涉及上位機(jī)主控制程序、下位機(jī)移動(dòng)魔方程序和攝像頭SDK保存圖像程序三個(gè)程序，上下兩個(gè)fpv攝像頭10可分別同時(shí)采集魔方9兩個(gè)面的信息，左右兩個(gè)fpv攝像頭10一次只能采集魔方9一個(gè)面的信息，并且利用4個(gè)fpv攝像頭10可對(duì)魔方6個(gè)面進(jìn)行全方位掃描。所述滑臺(tái)氣缸7內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)氣壓為3.0-3.5個(gè)大氣壓，且滑臺(tái)氣缸7的缸徑為16mm，行程為32mm，高滑臺(tái)氣缸7具有速度快、耗能少、無(wú)污染以及方便調(diào)試的特點(diǎn)。所述氣滑環(huán)5的上端通過螺栓與夾軸器相連接，利用夾軸器具有固定氣滑環(huán)5的作用。所述固定機(jī)架11的內(nèi)部連接有固定桿和斜支撐桿，能夠提高固定機(jī)架11的穩(wěn)定性。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，包括固定機(jī)架(11)、第一機(jī)械臂(1)、步進(jìn)電機(jī)(13)、傳動(dòng)軸(15)、滑臺(tái)氣缸(7)和fpv攝像頭(10)，其特征在于：所述固定機(jī)架(11)的側(cè)面分別連接有第一機(jī)械臂(1)和第二機(jī)械臂(12)，所述第一機(jī)械臂(1)和第二機(jī)械臂(12)的下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)(13)，所述步進(jìn)電機(jī)(13)的下側(cè)連接有電機(jī)支座(2)，且步進(jìn)電機(jī)(13)通過聯(lián)軸器(3)與傳動(dòng)軸(15)相連接，所述傳動(dòng)軸(15)的外側(cè)連接有氣滑環(huán)(5)和滑環(huán)支座(6)，所述氣滑環(huán)(5)的下端連接有鈑金座(4)和連接螺栓(14)，所述滑環(huán)支座(6)的上端連接有滑臺(tái)氣缸(7)，所述滑臺(tái)氣缸(7)的上端連接有機(jī)械氣動(dòng)手指(8)，機(jī)械氣動(dòng)手指(8)的內(nèi)側(cè)通過魔方定位器與魔方(9)連接，所述固定機(jī)架(11)的上部連接有fpv攝像頭(10)。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，包括固定機(jī)架(11)、第一機(jī)械臂(1)、步進(jìn)電機(jī)(13)、傳動(dòng)軸(15)、滑臺(tái)氣缸(7)和fpv攝像頭(10)，其特征在于：所述固定機(jī)架(11)的側(cè)面分別連接有第一機(jī)械臂(1)和第二機(jī)械臂(12)，所述第一機(jī)械臂(1)和第二機(jī)械臂(12)的下端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)(13)，所述步進(jìn)電機(jī)(13)的下側(cè)連接有電機(jī)支座(2)，且步進(jìn)電機(jī)(13)通過聯(lián)軸器(3)與傳動(dòng)軸(15)相連接，所述傳動(dòng)軸(15)的外側(cè)連接有氣滑環(huán)(5)和滑環(huán)支座(6)，所述氣滑環(huán)(5)的下端連接有鈑金座(4)和連接螺栓(14)，所述滑環(huán)支座(6)的上端連接有滑臺(tái)氣缸(7)，所述滑臺(tái)氣缸(7)的上端連接有機(jī)械氣動(dòng)手指(8)，機(jī)械氣動(dòng)手指(8)的內(nèi)側(cè)通過魔方定位器與魔方(9)連接，所述固定機(jī)架(11)的上部連接有fpv攝像頭(10)。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二臂二指型解魔方機(jī)器人，其特征在于：所述固定機(jī)架...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于憲元，房崇佳，林輝，陳龍權(quán)，王鵬程，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：煙臺(tái)大學(xué)，
類型：新型
國(guó)別省市：山東;37