一種自動(dòng)解魔方裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)解魔方的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]魔方是一種增強(qiáng)學(xué)生空間思維能力的益智玩具，然而對(duì)于玩魔方的新手而言，復(fù)原打亂的魔方是具有較高的難度。傳統(tǒng)的魔方復(fù)原工作主要是由人腦進(jìn)行計(jì)算，最終通過(guò)人工操作的方式進(jìn)行還原。雖然現(xiàn)有技術(shù)中也出現(xiàn)了一些魔方還原的機(jī)器人，但由于此類(lèi)機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本和維護(hù)成本高，難以推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在解決上述所提及的技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本和維護(hù)成本低廉的自動(dòng)解魔方裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]—種自動(dòng)解魔方裝置，包括工作臺(tái)，工作臺(tái)上設(shè)置有支承魔方的支承組件、用于夾持魔方并進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的夾持組件和對(duì)魔方進(jìn)行拍攝的攝像頭，所述夾持組件的數(shù)量為四組，四組夾持組件環(huán)繞支承組件均布設(shè)置；
[0006]所述支承組件包括支承魔方的托架和驅(qū)動(dòng)托架進(jìn)行升降的第一步進(jìn)電機(jī)；
[0007]所述夾持組件包括固設(shè)于工作臺(tái)上的安裝板、固設(shè)于安裝板上的第二步進(jìn)電機(jī)以及與第二步進(jìn)電機(jī)的軸頭相連接的機(jī)械夾爪；
[0008]所述攝像頭、第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)與電控系統(tǒng)相連接。
[0009]優(yōu)選的，所述機(jī)械夾爪包括固設(shè)于第二步進(jìn)電機(jī)的軸頭上的連接板、固設(shè)于連接板上的舵機(jī)以及用于壓接魔方的上壓塊和下壓塊，上壓塊與連接板之間鉸接有第一連桿和第二連桿，下壓塊與連接板之間鉸接有第三連桿和第四連桿，上壓塊與下壓塊、第一連桿與第三連桿、第二連桿與第四連桿均以第二步進(jìn)電機(jī)的軸線為中心對(duì)稱(chēng)設(shè)置，所述舵機(jī)以齒輪傳動(dòng)的方式同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一連桿和第三連桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選的，所述第一連桿與第二連桿相平行設(shè)置，所述第三連桿與第四連桿相平行設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，所述第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿均設(shè)置有兩組，并且均分別對(duì)稱(chēng)設(shè)置在連接板的兩側(cè)。
[0012]優(yōu)選的，所述上壓塊和下壓塊均包括壓接魔方的壓接部，所述壓接部與魔方的壓接面積小于或等于魔方的方格面積的一半。
[0013]優(yōu)選的，所述工作臺(tái)上設(shè)置有容置托架貫穿的第一通孔。
[0014]優(yōu)選的，所述攝像頭設(shè)置于魔方的正下方，所述托架上設(shè)置有用于使攝像頭對(duì)魔方的底面進(jìn)行拍攝的第二通孔。
[0015]優(yōu)選的，所述電控系統(tǒng)包括控制主機(jī)，以及與控制主機(jī)相連接的攝像頭、并口接口板、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)板，第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)與步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行連接，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器與并口接口板進(jìn)行連接，舵機(jī)與舵機(jī)驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行連接。
[0016]優(yōu)選的，所述控制主機(jī)、攝像頭、并口接口板、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)板、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器均設(shè)置在電箱內(nèi)，所述工作臺(tái)為板件，工作臺(tái)設(shè)置于電箱的頂部。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的自動(dòng)解魔方裝置，通過(guò)設(shè)置攝像頭，從而可以對(duì)魔方進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，并通過(guò)預(yù)設(shè)解魔方的程序，使得自動(dòng)解魔方裝置可通過(guò)執(zhí)行不同的程序去對(duì)魔方進(jìn)行自動(dòng)還原。本實(shí)用新型的自動(dòng)解魔方裝置，同樣也適合于高校的教學(xué)使用，該自動(dòng)解魔方裝置能激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生在玩耍中進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐。
【附圖說(shuō)明】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，其中:
[0019]圖1為自動(dòng)解魔方裝置的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1中的機(jī)械夾爪的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、圖2所示的自動(dòng)解魔方裝置，包括工作臺(tái)2，工作臺(tái)2上設(shè)置有支承魔方I的支承組件、用于夾持魔方I并進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的夾持組件和對(duì)魔方I進(jìn)行拍攝的攝像頭，支承組件可設(shè)置于工作臺(tái)2的中心位置。夾持組件的數(shù)量為四組，四組夾持組件環(huán)繞支承組件均布設(shè)置，也就是四組夾持組件分別與魔方I的一個(gè)側(cè)面相對(duì)設(shè)置。
[0022]每組支承組件包括支承魔方I的托架和驅(qū)動(dòng)托架進(jìn)行升降的第一步進(jìn)電機(jī)。通過(guò)設(shè)置可升降的托架，使得在夾持組件夾持住魔方I進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支承組件下降后以使夾持組件有足夠的空間進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]夾持組件包括固設(shè)于工作臺(tái)2上的安裝板31、固設(shè)于安裝板31上的第二步進(jìn)電機(jī)32，以及與第二步進(jìn)電機(jī)32的軸頭相連接的機(jī)械夾爪。機(jī)械夾爪在第二步進(jìn)電機(jī)32的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而可使夾持組件能驅(qū)動(dòng)魔方I的外層進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0024]攝像頭、第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)32與電控系統(tǒng)相連接。攝像頭用于對(duì)魔方I進(jìn)行拍照，攝像頭可根據(jù)需要設(shè)置在魔方I的正上方或者是正下方。優(yōu)選的，攝像頭設(shè)置在魔方I的正下方。使用時(shí)，通過(guò)夾持組件夾持魔方I進(jìn)行整體轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可對(duì)魔方I的前、后、左、右、上、下共6個(gè)面進(jìn)行拍照，拍照后的照片通過(guò)控制主機(jī)51進(jìn)行識(shí)別?？刂浦鳈C(jī)51識(shí)別照片后按預(yù)設(shè)的程序計(jì)算出最佳的還原魔方I的解法，并根據(jù)該解法由四組夾持組件完成魔方I的還原。
[0025]機(jī)械夾爪包括固設(shè)于第二步進(jìn)電機(jī)32的軸頭上的連接板33、固設(shè)于連接板33上的舵機(jī)34以及用于壓接魔方I的上壓塊35和下壓塊36，上壓塊35與連接板33之間鉸接有第一連桿41和第二連桿42，下壓塊36與連接板33之間鉸接有第三連桿43和第四連桿44，上壓塊35與下壓塊36、第一連桿41與第三連桿43、第二連桿42與第四連桿44均以第二步進(jìn)電機(jī)32的軸線為中心對(duì)稱(chēng)地設(shè)置，舵機(jī)34以齒輪傳動(dòng)的方式同時(shí)驅(qū)動(dòng)第一連桿41和第三連桿43進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。也就是，上壓塊35、第一連桿41、第二連桿42和連接板33構(gòu)成一個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)舵機(jī)34驅(qū)動(dòng)第一連桿41轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使上壓塊35與魔方I壓接或與魔方I分離。同樣地，下壓塊36、第三連桿43、第四連桿44和連接板33也構(gòu)成另一個(gè)平面四連桿機(jī)構(gòu)。也就使得通過(guò)一個(gè)舵機(jī)34即能控制上壓塊35和下壓塊36相互靠近或分離。當(dāng)然，也可以由兩個(gè)舵機(jī)34分別