[发明专利]共轴魔方机器人

说明书

本发明提出一种共轴魔方机器人，包括三阶魔方本体、控制装置、安装基座、内部驱动装置及设置于安装基座上的第一共轴动力单元、第二共轴动力单元和第三共轴动力单元。内部驱动装置设于三阶魔方本体的内部空间，该内部驱动装置包括中心机架、第一驱动轴组件、第二驱动轴组件和第三驱动轴组件；三个驱动轴组件与三阶魔方本体的六个中心块连接，三个共轴动力单元分别与三个驱动轴组件连接，可以实现三阶魔方本体的六个面上的中心块、棱块和角块发生转动，从而展示魔方的复原公式。由于魔方的三个表面是空白面，而且也不需要相关的驱动结构与魔方不停地分离和结合而干扰视线，因而可以清晰地展示魔方动作过程，有利于提高教学效果。

技术领域

本发明涉及魔方技术领域，尤其涉及一种共轴魔方机器人。

背景技术

魔方，也称鲁比克方块。现有的三阶魔方是由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。核心是六个轴，并由26个小正方体组成。三阶魔方包括六个中心块，只有一面有颜色；八个角块，角块三面有不同的颜色；十二个棱块，棱块两面有不同的颜色。玩具在初始位置时，小立方体的排列使大立方体的每一面都具有相同的颜色，这些中心块、棱块和三阶角块围合成一内部空间。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜色便被破坏，而组成新图案立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的小方块拼成，玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面成单一颜色。

现在有能够对魔方进行自动还原的机器人。现有的机器人在还原魔方时，主要有两种结构。第一种结构是设置有至少一个机械臂能够与魔方接触或分离，当机械臂与魔方接触时，能够拧动魔方的其中一个面，当机械臂与魔方分离时，该魔方可以在其他机构的带动下转动一定的角度，从而使机械臂能够拧动魔方的其他面。这种结构需要的运动部件多，结构复杂，不能用于魔方教学。

第二种结构是在魔方的外部设置与魔方的中心块始终保持连接的转轴，转轴带动中心块转动时，能够带动相邻的棱块和角块同时转动。现有的这种结构最少需要在魔方的四个面上设置相连接的转轴，由于转轴的阻挡视线的作用，也不能较好地进行魔方教学，而且，也不利于展示魔方还原公式。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够提高教学效果的用于魔方教学的共轴魔方机器人。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种共轴魔方机器人，包括三阶魔方本体，该三阶魔方本体包括六个中心块、十二个棱块和八个角块，这些中心块、棱块和角块围合成一内部空间，六个所述中心块为第一中心块、第二中心块、第三中心块、第四中心块、第五中心块和第六中心块，其特征在于，该共轴魔方机器人还包括控制装置、安装基座、内部驱动装置及设置于所述安装基座上的第一共轴动力单元、第二共轴动力单元和第三共轴动力单元：

所述内部驱动装置设于所述三阶魔方本体的内部空间，该内部驱动装置包括中心机架、第一驱动轴组件、第二驱动轴组件和第三驱动轴组件；

所述第一驱动轴组件包括第一主动轴和第一套管，所述第一套管固定设置在所述中心机架上，且在该第一套管上转动设置有所述第一中心块；所述第一主动轴可转动地设置于所述中心机架，该第一主动轴的第一端固定连接有所述第二中心块，第二端插设于所述第一套管内；

所述第二驱动轴组件包括第二主动轴、第二从动轴和第二套管，所述第二套管固定设置于所述中心机架上，且在该第二套管上转动设置有所述第三中心块，所述第二主动轴设于所述第二套管内，所述第二从动轴可转动地设置于所述中心机架上，并与所述第四中心块固定连接，所述第二主动轴和所述第二从动轴之间设有相互啮合的传动比为1的第一伞齿轮和第二伞齿轮；