攝像頭用于獲取魔方的初始狀態(tài)信息；所述上位機(jī)控制器用于根據(jù)所述初始狀態(tài)信息生成魔法還原控制信息；所述上位機(jī)藍(lán)牙模塊用于將所述魔法還原控制信息發(fā)送至所述下位機(jī)控制模塊。
[0071]所述下位機(jī)控制模塊包括下位機(jī)藍(lán)牙模塊、下位機(jī)處理器以及下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器；所述藍(lán)牙模塊和所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器均連接所述下位機(jī)處理器；所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接所述執(zhí)行模塊；所述下位機(jī)藍(lán)牙模塊用于接收所述上位機(jī)藍(lán)牙模塊發(fā)送的魔法還原控制信息；所述下位機(jī)處理器用于根據(jù)所述魔法還原控制信息通過(guò)所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制所述執(zhí)行模塊。
[0072]本發(fā)明提供的執(zhí)行模塊包括多個(gè)機(jī)械手、基座1、多個(gè)機(jī)械手安裝平臺(tái)3以及多個(gè)舵機(jī)角度調(diào)整塊2 ;所述機(jī)械手安裝平臺(tái)3的一端在所述基座I的一底邊上，另一端連接所述多個(gè)舵機(jī)角度調(diào)整塊2。在本實(shí)施例，基座I的底邊中部設(shè)有機(jī)械手安裝平臺(tái)3。所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器電氣連接所述機(jī)械手；所述舵機(jī)角度調(diào)整塊2連接所述機(jī)械手；所述基座I的底邊、所述機(jī)械手安裝平臺(tái)3、所述舵機(jī)角度調(diào)整塊2以及所述機(jī)械手的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)。所述基座I為長(zhǎng)方體的框架式結(jié)構(gòu)；所述基座I的四條底邊相連呈正方形；四個(gè)所述機(jī)械手兩兩對(duì)應(yīng)；相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10輸出軸在一條軸線上；四個(gè)所述機(jī)械手形成的兩條軸線正交，且與所述基座I的底面平行。所述執(zhí)行模塊還包括安裝板；所述安裝板連接所述基座I的上端；所述安裝板采用透明材料制成，形狀呈正方形；所述安裝板的四個(gè)角和中部均設(shè)有一通孔；所述安裝板通過(guò)四個(gè)角的通過(guò)通孔連接所述基座I的上端，所述安裝板中部的通孔向上對(duì)應(yīng)所述上位機(jī)攝像頭，向下對(duì)應(yīng)四個(gè)機(jī)械手形成軸線的交點(diǎn)。
[0073]所述機(jī)械手包括夾緊舵機(jī)4、連桿連接件6、第一連桿、第二連桿7、第一滑塊13、第二滑塊、導(dǎo)軌平臺(tái)5、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10以及旋轉(zhuǎn)連接件9 ;其中，導(dǎo)軌平臺(tái)5的前端設(shè)置有導(dǎo)軌；第一滑塊13和所述第二滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌上且沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述第一滑塊13的夾持面和所述第二滑塊的夾持面相對(duì)形成魔方夾持空間；所述第一連桿的一端連接所述第一滑塊13，另一端連接所述連桿連接件6的一端；第二連桿7的一端連接所述第二滑塊，另一端連接所述連桿連接件6的另一端；所述舵機(jī)4設(shè)置在所述導(dǎo)軌平臺(tái)5的一側(cè)，所述舵機(jī)4的輸出軸穿過(guò)所述導(dǎo)軌平臺(tái)5連接所述連桿連接件6，驅(qū)動(dòng)所述連桿連接件6轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一滑塊13、第二滑塊沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)；；所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10設(shè)置在所述導(dǎo)軌平臺(tái)5的后側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10的輸出軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接件9連接所述導(dǎo)軌平臺(tái)5的后端；所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器電氣連接所述夾緊舵機(jī)4和所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10。所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)10固定在舵機(jī)角度調(diào)整塊2上；所述安裝板具體為安卓智能手機(jī)安裝板12，安裝板上固定有安卓智能手機(jī)Ilo本發(fā)明提供的魔方還原機(jī)器人，還包括緩沖層14 ;所述第一滑塊13和所述第二滑塊的夾持面均設(shè)置有緩沖層14。所述緩沖層14采用易變形的緩沖材料制成；第一滑塊13和第二滑塊的寬度略小于魔方每一個(gè)小正方體的邊長(zhǎng)，用于夾持魔方非中間層的中間塊，第一滑塊13和第二滑塊配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手對(duì)魔方的固定。
[0074]本發(fā)明提供的魔方還原機(jī)器人的使用方法，包括如下步驟:
[0075]步驟1:將上位機(jī)藍(lán)牙模塊與下位機(jī)藍(lán)牙模塊連接模塊配對(duì)建立連接；
[0076]步驟2:通過(guò)機(jī)械手進(jìn)行魔方的安裝與初始位置校正；
[0077]步驟3:通過(guò)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)魔方的翻轉(zhuǎn)，依次將魔方的6個(gè)面朝上，利用上位機(jī)攝像頭采集魔方的初始狀態(tài)信息，即魔方各個(gè)面的顏色信息；
[0078]步驟4:上位機(jī)控制模塊進(jìn)行顏色識(shí)別和存儲(chǔ)，并根據(jù)魔方各個(gè)面的顏色信息生成魔法還原控制信息，即魔方還原的步驟；
[0079]步驟5:下位機(jī)處理器根據(jù)所述魔方還原的步驟控制機(jī)械手完成魔方還原。
[0080]其中，在步驟4中所述顏色識(shí)別采用HSV顏色空間和RGB顏色空間結(jié)合的圖像處理方式。
[0081]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種執(zhí)行模塊，其特征在于，包括多個(gè)機(jī)械手、基座(I)、多個(gè)機(jī)械手安裝平臺(tái)(3)以及多個(gè)舵機(jī)角度調(diào)整塊(2); 所述機(jī)械手安裝平臺(tái)(3)的一端在所述基座(I)的一底邊上，另一端連接所述多個(gè)舵機(jī)角度調(diào)整塊(2); 所述機(jī)械手連接所述舵機(jī)角度調(diào)整塊(2);所述基座(I)的底邊、所述機(jī)械手安裝平臺(tái)(3)、所述舵機(jī)角度調(diào)整塊(2)以及所述機(jī)械手的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械手包括夾緊舵機(jī)(4)、連桿連接件￠)、第一連桿、第二連桿(7)、第一滑塊(13)、第二滑塊、導(dǎo)軌平臺(tái)(5)、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)以及旋轉(zhuǎn)連接件(9); 其中，導(dǎo)軌平臺(tái)(5)的前端設(shè)置有導(dǎo)軌；第一滑塊(13)和所述第二滑塊設(shè)置在所述導(dǎo)軌上且沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)；所述第一滑塊(13)的夾持面和所述第二滑塊的夾持面相對(duì)形成魔方夾持空間； 所述第一連桿的一端連接所述第一滑塊(13)，另一端連接所述連桿連接件￠)的一端；第二連桿(7)的一端連接所述第二滑塊，另一端連接所述連桿連接件￠)的另一端；所述舵機(jī)(4)設(shè)置在所述導(dǎo)軌平臺(tái)(5)的一側(cè)，所述舵機(jī)(4)的輸出軸穿過(guò)所述導(dǎo)軌平臺(tái)(5)連接所述連桿連接件出)，驅(qū)動(dòng)所述連桿連接件(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一滑塊(13)、第二滑塊沿所述導(dǎo)軌滑動(dòng)； 所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)設(shè)置在所述導(dǎo)軌平臺(tái)(5)的后側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)的輸出軸通過(guò)旋轉(zhuǎn)連接件(9)連接所述導(dǎo)軌平臺(tái)(5)的后端； 所述旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)固定在舵機(jī)角度調(diào)整塊(2)上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，還包括緩沖層；所述第一滑塊(13)和所述第二滑塊的夾持面均設(shè)置有緩沖層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，所述基座(I)為長(zhǎng)方體的框架式結(jié)構(gòu)； 所述基座(I)的四條底邊相連呈正方形；四個(gè)所述機(jī)械手兩兩對(duì)應(yīng)；相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)輸出軸在一條軸線上；四個(gè)所述機(jī)械手形成的兩條軸線正交，且與所述基座(I)的底面平行。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，所述執(zhí)行模塊還包括安裝板； 所述安裝板連接所述基座(I)的上端；所述安裝板采用透明材料制成，形狀呈正方形；所述安裝板的四個(gè)角和中部均設(shè)有一通孔； 所述安裝板通過(guò)四個(gè)角的通過(guò)通孔連接所述基座(I)的上端，所述安裝板中部的通孔向上對(duì)應(yīng)所述上位機(jī)攝像頭，向下對(duì)應(yīng)四個(gè)機(jī)械手軸線的交點(diǎn)。6.一種魔方還原機(jī)器人，其特征在于，包括權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的執(zhí)行模塊，還包括上位機(jī)控制模塊、下位機(jī)控制模塊以及電源模塊； 所述上位機(jī)控制模塊用于獲取魔方的初始狀態(tài)信息，根據(jù)所述初始狀態(tài)信息生成魔法還原控制信息并將所述魔法還原控制信息發(fā)送給所述下位機(jī)控制模塊； 所述下位機(jī)控制模塊用于根據(jù)所述魔法還原控制信息控制所述執(zhí)行模塊進(jìn)行魔方還原操作； 所述電源模塊用于所述上位機(jī)控制模塊、所述下位機(jī)控制模塊以及所述執(zhí)行模塊中任一模塊或任多模塊的供電。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，所述上位機(jī)控制模塊包括上位機(jī)控制器、上位機(jī)藍(lán)牙模塊以及所述上位機(jī)攝像頭； 所述上位機(jī)攝像頭和所述上位機(jī)藍(lán)牙模塊均連接所述上位機(jī)控制器； 所述上位機(jī)攝像頭用于獲取魔方的初始狀態(tài)信息； 所述上位機(jī)控制器用于根據(jù)所述初始狀態(tài)信息生成魔法還原控制信息； 所述上位機(jī)藍(lán)牙模塊用于將所述魔法還原控制信息發(fā)送至所述下位機(jī)控制模塊。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的魔方還原機(jī)器人，其特征在于，所述下位機(jī)控制模塊包括下位機(jī)藍(lán)牙模塊、下位機(jī)處理器以及下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器； 所述藍(lán)牙模塊和所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器均連接所述下位機(jī)處理器；所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接所述執(zhí)行模塊； 所述下位機(jī)藍(lán)牙模塊用于接收所述上位機(jī)藍(lán)牙模塊發(fā)送的魔法還原控制信息；所述下位機(jī)處理器用于根據(jù)所述魔法還原控制信息通過(guò)所述下位機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制所述執(zhí)行模塊的夾緊舵機(jī)(4)和旋轉(zhuǎn)舵機(jī)(10)。9.一種權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的魔方還原機(jī)器人的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:將上位機(jī)藍(lán)牙模塊與下位機(jī)藍(lán)牙模塊配對(duì)建立連接； 步驟2:通過(guò)機(jī)械手進(jìn)行魔方的安裝與初始位置校正； 步驟3:通過(guò)機(jī)械手實(shí)現(xiàn)魔方的翻轉(zhuǎn)，依次將魔方的6個(gè)面朝上，利用上位機(jī)攝像頭采集魔方的初始狀態(tài)信息，即魔方各個(gè)面的顏色信息； 步驟4:上位機(jī)控制模塊進(jìn)行顏色識(shí)別和存儲(chǔ)，并根據(jù)魔方各個(gè)面的顏色信息生成魔法還原控制信息，即魔方還原的步驟； 步驟5:下位機(jī)處理器根據(jù)所述魔方還原的步驟控制機(jī)械手完成魔方還原。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的魔方還原機(jī)器人的使用方法，其特征在于，在步驟4中所述顏色識(shí)別采用HSV顏色空間和RGB顏色空間結(jié)合的圖像處理方式。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種執(zhí)行模塊、魔方還原機(jī)器人及其使用方法，包括上位機(jī)控制模塊、下位機(jī)控制模塊、執(zhí)行模塊以及電源模塊；所述上位機(jī)控制模塊用于獲取魔方的初始狀態(tài)信息，根據(jù)所述初始狀態(tài)信息生成魔法還原控制信息并將所述魔法還原控制信息發(fā)送給所述下位機(jī)控制模塊；所述下位機(jī)控制模塊用于根據(jù)所述魔法還原控制信息控制所述執(zhí)行模塊進(jìn)行魔方還原操作；所述電源模塊用于所述上位機(jī)控制模塊、所述下位機(jī)控制模塊以及所述執(zhí)行模塊中任一模塊或任多模塊的供電。本發(fā)明電源模塊上采用了執(zhí)行模塊和下位機(jī)控制模塊由同一個(gè)電源模塊供電的方式，這種方式大大減少了電纜的使用數(shù)量，簡(jiǎn)化了線路，同時(shí)使得本發(fā)明整體上更為簡(jiǎn)潔美觀。
【IPC分類】B25J15/08, B25J11/00, B25J13/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105171749
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】周宸, 時(shí)文杰, 湯茂森, 郭映彤, 張澤胤, 羅磊
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日