[发明专利]一种自动解魔方装置

说明书

一种自动解魔方装置，包括主控机构，主控机构控制连接有传送机构、拍照机构和还原机构；传送机构包括两个并列设置的传送带，两个传送带之间固定连接有透明支撑板，透明支撑板上开设有用于放置待解魔方的卡槽，卡槽的底部开设有一个通槽，通槽贯通透明支撑板的下表面；拍照机构包括六个摄像头，六个摄像头分别用于拍摄待解魔方的六个侧面；还原机构包括呈正方体结构的主体框架，主体框架上固定设置有六个直线位移单元，六个直线位移单元分别与主体框架的六个侧面相垂直，每个直线位移单元均驱动连接有一个步进电机，六个步进电机分别与待解魔方六个侧面的中心固定连接。本发明提供一种自动解魔方装置，结构简单，成本较低，而且魔方还原速度快。

技术领域

本发明涉及解魔方设备领域，具体的说是一种自动解魔方装置。

背景技术

魔方是一种帮助学生增强空间思维能力的教学工具，通常情况下，我们所说的魔方是指的三阶魔方，公知的，解魔方是有公式的，但是对于初学者来说，理解公式的难度很高，因此需要一种能够自动解魔方的装置供初学者学习，从而加强初学者对解魔方公式的理解程度。

现有的自动解魔方装置大多设置有四个机械手，四个机械手既完成魔方的翻转动作又要固定魔方的位置，对于魔方的初始位置摆放要求较高，且翻转魔方需要对称的两机械手同时旋转九十度实现魔方翻转，控制要求高，不利于实现。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种自动解魔方装置，结构简单，成本较低，而且魔方还原速度快。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：一种自动解魔方装置，包括主控机构，主控机构控制连接有传送机构、拍照机构和还原机构，主控机构控制传送机构将待解魔方依次传送到拍照机构和还原机构；所述传送机构包括两个并列设置的传送带，两个传送带之间固定连接有透明支撑板，透明支撑板上开设有用于放置待解魔方的卡槽，卡槽的底部开设有一个通槽，通槽贯通透明支撑板的下表面，且通槽小于卡槽；所述拍照机构包括六个摄像头，六个摄像头分别用于拍摄待解魔方的六个侧面；所述还原机构包括呈正方体结构的主体框架，主体框架上固定设置有六个直线位移单元，六个直线位移单元分别与主体框架的六个侧面相垂直，每个直线位移单元均驱动连接有一个步进电机，步进电机的输出轴上固定设置有连接头，六个连接头分别与待解魔方六个侧面的中心固定连接。

进一步地，所述拍照机构还包括主箱体，主箱体的两个相对设置的箱壁小于其余四个箱壁，从而在主箱体的下部形成用于供所述传送机构穿过的通道，这两个箱壁上各固定设置有一个第二摄像头，第二摄像头向下倾斜设置并且朝向主箱体的中心，主箱体的其余四个箱壁的中部各固定设置有一个第一摄像头，第一摄像头的拍摄方向与所在的箱壁相互垂直并且朝向主箱体的中心。

进一步地，所述主箱体的其中一个侧壁上还设置有第一接近开关，第一接近开关的感应方向朝向主箱体的中心。

进一步地，所述主体框架的每个侧面上都设置有两个支撑杆，两个支撑杆之间固定连接有一个L型板，L型板由相互垂直的贴合板和延伸板组成，其中贴合板与主体框架的侧面平齐，延伸板向主体框架的内部延伸，所述直线位移单元与延伸板固定连接。

进一步地，所述直线位移单元包括一个固定件，固定件由固定板和一体连接在固定板两端的端板组成，其中固定板与所述延伸板固定连接，固定件上设置有直线导轨滑台，所述步进电机与直线导轨滑台相连接。

进一步地，其中两个相对设置的所述步进电机朝向所述主体框架的中心。

进一步地，所述主体框架上还固定设置有第二接近开关，第二接近开关的感应方向朝向主体框架的中心。

有益效果：本发明通过步进电机和连接头的配合，从魔方的每个侧面的中心处对其施力来实现扭动魔方和还原魔方的目的，与传统的通过机械爪钳住魔方边缘的方式相比，结构更加简单，占用空间小，而且对于任意大小的魔方均可以使用。而且，本发明将拍照机构和还原机构分离开，摄像头和步进电机都能直接地对魔方产生作用，互不影响，从而降低了控制程序设计的复杂度。