[实用新型]一种解魔方机器人控制系统

说明书

本实用新型公开了一种解魔方机器人控制系统，包括解魔方机器人，解魔方机器人包括底座和四个广角工业摄像头，底座上安装有机械臂，机械臂包括夹持机构、旋转机构和驱动机构，旋转机构包括气滑环和承载装置，驱动机构包括步进电机，步进电机的输出轴连接有联轴器，联轴器连接有伸长轴，伸长轴穿过气滑环与承载装置固定连接，步进电机连接有魔方转动控制模块；个夹持机构构成魔方转动平台，夹持机构连接有魔方夹持控制模块；四个广角工业摄像头与机械臂控制器连接，机械臂控制器与魔方转动控制模块和魔方夹持控制模块连接。本实用新型使用灵活、精确度高、运行平稳，大大缩短了机械臂的调试时间。

技术领域

本实用新型涉及机器人教学系统领域，特别涉及一种解魔方机器人控制系统。

背景技术

魔方是一种变化多端的智力玩具，狭义上指三阶魔方，形状为正方体，由六个角块、十二个棱块和六个中心块构成，棱块和角块都可以被翻转。所谓魔方复原就是将打乱顺序的魔方，通过棱块和角块的翻转，将每个面恢复为统一的颜色。解魔方机器人就是依靠机器视觉及图像处理技术识别、获取并处理魔方信息，通过对机械臂的控制，来实现对魔方的复原。现有的解魔方机器人控制系统难以根据魔方色块的实际信息做到准确快速的复原，电机在控制魔方面的旋转时启停特性不稳定，脉动大，难以做到精准实现对魔方面九十度或一百八十度的旋转。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种使用灵活、精确度高、运行平稳的解魔方机器人控制系统，以解决上述背景技术提出的问题。

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：

一种解魔方机器人控制系统，包括解魔方机器人，解魔方机器人包括底座，底座上对称安装有斜角平台，斜角平台上沿其倾斜方向安装有机械臂，所述机械臂包括夹持机构、旋转机构和驱动机构，所述旋转机构包括气滑环和承载装置，所述承载装置包括上固定板和下固定板，上固定板和下固定板可拆卸连接，下固定板上固定安装有法兰，所述法兰位于上固定板和下固定板之间，气滑环的转子与承载装置的下固定板固定连接，气滑环的定子固定安装在斜角平台上；所述驱动机构包括步进电机，步进电机的输出轴连接有联轴器，联轴器连接有伸长轴，伸长轴穿过气滑环与法兰固定连接，所述步进电机连接有魔方转动控制模块，所述魔方转动控制模块包括数个电机驱动单元，所述电机驱动单元与步进电机连接；

所述夹持机构包括气动夹爪，气动夹爪安装在上固定板顶面，气动夹爪通过副气管与气滑环的转子连接，气滑环的定子连接有主气管，主气管连接有气泵，主气管上安装有电磁阀，两个夹持机构构成魔方转动平台，所述夹持机构连接有魔方夹持控制模块，所述魔方夹持控制模块包括数个电磁阀驱动单元，电磁阀驱动单元与电磁阀连接；

还包括四个广角工业摄像头，四个所述广角工业摄像头分别安装在魔方转动平台的上下左右四侧，所述底座上竖直安装有用于安装广角工业摄像头的矩形架，四个所述广角工业摄像头与机械臂控制器连接，机械臂控制器与魔方转动控制模块和魔方夹持控制模块连接。

优选的，所述斜角平台与水平面夹角为45°。

优选的，所述气动夹爪为平型夹指。

优选的，还包括数个角度传感器，角度传感器安装在联轴器上，角度传感器与机械臂控制器连接。

本实用新型的有益效果：

(1)机械臂控制器中储存了解魔方机械臂的运动信息，解魔方动作中，机械臂可根据图像处理系统模块发送的魔方最优解信息调用相应调试好的解魔方动作完成对魔方角块及棱块的翻转，使用灵活，精确度高，可有效提高解魔方速度；

(2)角度传感器与电机同轴连接，实时向机械臂控制器传递电机转动的速度和方向信息，能有效缩短解魔方机器人的调试时间，提高解魔方速度，并且反应快，容易上手，使用方便灵活，成本低；