一种解算魔方机器人的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，具体为一种解算魔方机器人。

背景技术：

近年来，随着机械自动化技术和计算机技术的飞速发展，机器人设计和制造技术得到了迅猛发展，广泛应用在工业机械、日用品和科学研究当中。同时，社会对机器人研发也越来越重视，各类机器人的研制方兴未艾。而魔方是一种重要的益智玩具，近年来一直受到社会魔方爱好者以及科研工作者关注，然而依靠人工求解和翻转魔方步骤繁多，难度极大。于是用于解魔方的机器人的研制逐步得到社会重视。

目前，现有解魔方机器人只能通过颜色扫描元件对魔方的一面进行扫描，需人工转动魔方，自动化和智能化程度低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种解算魔方机器人，其实现的目的为提供了一种集成翻转与颜色扫描一体化的方案，从而提高解算魔方机器人的自动化程度。

本实用新型实施例提供了一种解算魔方机器人，其结构包括底座、第一驱动装置、传动机构、翻转架、从动鹅颈、魔方支座、连接杆和颜色扫描元件；

魔方支座、颜色扫描元件、第一驱动装置和传动机构均安装在底座上，传动机构一端与第一驱动装置连接，另一端与翻转架的后端铰接，从动鹅颈的一端均铰接在底座上，另一端与连接杆的一端铰接，连接杆的另一端铰接在翻转架的中部，翻转架位于从动鹅颈的上方，翻转架前端设有用于套装魔方的环框，魔方支座上用于放置魔方，颜色扫描元件位于魔方支座的上方；

工作时，第一驱动装置通过传动机构驱动翻转架后端转动，使翻转架的环框套在魔方上或者使翻转架的环框翻转魔方的一棱边。

进一步地，传动机构包括驱动齿轮、从动齿轮、驱动轴和驱动鹅颈；

驱动齿轮与第一驱动装置连接，第一驱动装置用于驱动驱动齿轮旋转；

底座上设有安装槽，从动齿轮通过驱动轴安装在安装槽内，从动齿轮与驱动齿轮啮合，驱动鹅颈的一端与驱动轴固定连接，另一端与翻转架的后端铰接，驱动鹅颈位于从动鹅颈的上方。

进一步地，驱动轴的横截面为十字形，从动齿轮用于连接驱动轴的中心孔以及驱动鹅颈用于固定连接驱动轴的安装孔均为十字形孔，用于固定在驱动轴上。

进一步地，驱动鹅颈为V形结构。

进一步地，从动鹅颈为倒V形结构。

进一步地，还包括第二驱动装置，第二驱动装置安装在底座上，第二驱动装置的输出端与魔方支座下端连接，第二驱动装置用于驱动魔方支座旋转。

进一步地，还包括旋转支架，颜色扫描元件安装在旋转支架的上端，旋转支架的下端与底座连接。

进一步地，还包括第三驱动装置，第三驱动装置安装在底座上，第三驱动装置的输出端与旋转支架的下端连接，第二驱动装置用于驱动旋转支架旋转。

进一步地，还包括设备安装盒，设备安装盒固定在底座的下端。

进一步地，还包括控制单元、测控单元、电源单元和通讯单元，且均设置设备安装盒中；

第一驱动装置、测控单元、电源单元和通讯单元均与控制单元电连接，颜色扫描元件与测控单元电连接。

本实用新型具有以下有益效果，本实用新型提供的解算魔方机器人，集成了翻转魔方和对魔方进行颜色扫描的功能，且翻转魔方方式简单、快捷，且自动化程度高、结构简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种解算魔方机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种驱动轴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种从动齿轮的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种驱动鹅颈的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种从动鹅颈的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种魔方支座的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种底座的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的一种翻转杆系的原理图；

图1、图9和图10为本实用新型实施例提供的一种解算魔方机器人翻转魔方的工作流程图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参照图1-图8所示，本实用新型提供的一种解算魔方机器人，包括底座1、第一驱动装置、传动机构、翻转架2、从动鹅颈3、连接杆4和颜色扫描元件5和魔方支座6；

魔方支座6、颜色扫描元件5、第一驱动装置和传动机构均安装在底座1上，传动机构一端与第一驱动装置连接，另一端与翻转架2的后端铰接，从动鹅颈3的一端均铰接在底座1上，另一端与连接杆4的一端铰接，连接杆4的另一端铰接在翻转架2的中部，翻转架2位于从动鹅颈3的上方，翻转架2前端设有用于套装魔方7的环框17，魔方支座6上用于放置魔方7，颜色扫描元件5位于魔方支座6的上方；

工作时，第一驱动装置通过传动机构驱动翻转架2后端转动，使翻转架2的环框17套在魔方7上或者使翻转架2的环框17翻转魔方7的一棱边。

本实施例提供的解算魔方机器人，集成了翻转魔方7和对魔方7进行颜色扫描的功能，且翻转魔方7方式简单、快捷，且自动化程度高、结构简单。

具体地，传动机构包括驱动齿轮8、从动齿轮9、驱动轴10和驱动鹅颈11；

驱动齿轮8与第一驱动装置连接，第一驱动装置用于驱动驱动齿轮8旋转；

底座1上设有安装槽12，从动齿轮9通过驱动轴10安装在安装槽12内，从动齿轮9与驱动齿轮8啮合，驱动鹅颈11的一端与驱动轴10固定连接，另一端与翻转架2的后端铰接，驱动鹅颈11位于从动鹅颈3的上方。

其中，从动鹅颈3也可铰接在安装槽12上。

本实施例中，为翻转架2的运行稳定，驱动鹅颈11的数量、从动鹅颈3的数量和连接杆4的数量均设置为两个；另外，参见图5，两个从动鹅颈3之间通过连接管13固定在一起，也可以采用一体式构造。

参见图2-图4，进一步地，驱动轴10的横截面为十字形，从动齿轮9用于连接驱动轴10的中心孔18以及驱动鹅颈11用于固定连接驱动轴10的安装孔19均为十字形孔，用于固定在驱动轴10上。

具体地，驱动鹅颈11可以为V形结构。

具体地，从动鹅颈3可以为倒V形结构。

在本实施例中，驱动鹅颈11、从动鹅颈3、连接杆4和翻转架2构成了翻转杆系，该翻转杆系的原理可以如图8所示。

参见图6，本实施例中，为防止在翻转魔方7过程造成魔方7滑落，魔方支座6上设有用于防止魔方7的凹槽14。

为进一步地提高自动化程度，本实施例提供的解算魔方机器人还包括第二驱动装置，第二驱动装置安装在底座1上，第二驱动装置的输出端与魔方支座6下端连接，第二驱动装置用于驱动魔方支座6旋转，这样，实现了颜色扫描元件5在一个位置可以扫描魔方7的六个面。

进一步地，为翻转架2提供运行空间，本实施例提供的解算魔方机器人还包括旋转支架15，颜色扫描元件5安装在旋转支架15的上端，旋转支架15的下端与底座1连接。这样，通过转动颜色扫描元件5的位置，可以提高翻转架2的运行空间。

为进一步地提高自动化程度，本实施例提供的解算魔方机器人还包括第三驱动装置，第三驱动装置安装在底座1上，第三驱动装置的输出端与旋转支架15的下端连接，第二驱动装置用于驱动旋转支架15旋转。

本实施例中，第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置均可以采用电机。

具体地，本实施例提供的解算魔方机器人还包括设备安装盒16，设备安装盒16固定在底座1的下端。

进一步地，本实施例提供的解算魔方机器人还包括控制单元、测控单元、电源单元和通讯单元，且均设置设备安装盒16中；

第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、测控单元、电源单元和通讯单元均与控制单元电连接，颜色扫描元件5与测控单元电连接。

其中，控制单元可以控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的启闭，测控单元可以检测颜色扫描元件5采集的数据，电源单元可以为全部电子设备提供电能。

参见图7，底座1上设有用于安装第一驱动装置的壳体20、用于安装第二驱动装置的壳体21以及用于安装第三驱动装置的壳体22。

本实用新型翻转魔方7的工作流程如下：

首先，参见图1所示，此时，颜色扫描元件5对魔方7的一面进行扫描，翻转架2位于魔方7上方位置；

之后，参见图9所示，此时，第三驱动装置驱动旋转支架15旋转，第一驱动装置驱动翻转架2套在魔方7上；

之后，参见图10所示，此时，第一驱动装置驱动翻转架2，使得翻转架2接触魔方7的一棱边，直至翻转魔方7的一个面；

最后，返回图1状态。

本实施例提供的解算魔方机器人，集成了翻转魔方7和对魔方7进行颜色扫描的功能，且翻转魔方7方式简单、快捷，且结构简单。通过三个驱动装置可实现魔方7所有的翻转和旋转操作，极大地提供了解算魔方机器人的自动化程度。

上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。