一种双臂魔方还原机器人机构设计*

2021-03-22阮嘉宏翁涌杰俞龙杰邹赵渭储博凯江晓亮

机械研究与应用 2021年1期

阮嘉宏，翁涌杰，俞龙杰，邹赵渭，储博凯，陈龙，江晓亮

(衢州学院机械工程学院,浙江衢州 324000)

0 引言

随着科学技术的不断发展和工业化的日趋成熟，智能和自动化正逐步取得突破性的进展，各行各业在迫切地需求综合性强的智能机器人。智能魔方还原机器人便是其中综合性的重要体现。结合多方面考虑，魔方还原机器人对机械步骤响应、还原速度，判断识别成功率以及效率，机械动作准确度都有极高的要求。目前一个能稳定快速还原魔方的机器人设计难度较高，需要有较多的技术综合，因此研究解魔方机器人的设计具有一定的科研价值及创新意义。

笔者针对这些上述要求提出了一种双臂二指型魔方[1]的结构设计方案，设计目标是快速稳定还原任意打乱的魔方。该机器人结构设计便于操控与移植算法，整体稳定型较高，普适性较强，成本低，具有高度扩展性。

1 总体方案设计

该双臂解魔方机器人设计包括机架和框架，两个臂，图像采集系统和控制系统。每只手臂由步进电机，支架，联轴器，气动滑环，气动手爪组成[2]。步进电机通过支架与底座固定，电机与滑环通过联轴器和光杆来连接，并用自己设计的3D打印零件将滑环的定子固定在底座上，最后气爪与滑环的转子相连接[3]。该机构使用一对1080P摄像机捕获图像，从而在确保识别稳定性的同时加快了识别速度。图1显示了魔方机器人的整体结构。