魔方还原装置的制作方法

本发明涉及机器人，具体涉及一种魔方还原装置。

背景技术：

1、申请号为201810621039.3的中国专利公开了一种魔方机器人机械臂，机械臂上安装有机械手指以及驱动机械手指旋转的第一舵机，机械手通过机械手腕安装在机械臂上，并连接驱动机械手指进行松开或夹紧运动的第二舵机，两个所述机械手指通过啮合齿部相啮合，其中一个机械手指与第二舵机传动连接，两个机械手指的内侧魔方夹持 面上设置有防滑皮，且防滑皮的下方于两个机械手指的内侧面设置有支撑部件。

2、在上述方案中，通过齿轮啮合的方式实现两机械手指的转动，从而实现对魔方的夹紧，机械手指的每次最小的摆的幅度都是相同的，且难以控制机械手指以更小的幅度进行摆动，会导致魔方被夹碎；且上述方案的机械手指是通过摆动的方式进行夹紧的，虽然机械手指端部设有橡胶片，但机械手指与魔方的接触面积仍较小，难以稳定的夹持住魔方。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种对魔方夹持效果更好，且不容易导致魔方受损的魔方还原装置。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种魔方还原装置，包括两第一夹持机构，每个第一夹持机构均包括一驱动器、与驱动器输出端联动的旋转件、与所述旋转件同步旋转联动的两夹臂，所述旋转件和夹臂在所述驱动器作用下以同一自转轴线为中心转动，所述旋转件设有两径向延伸的活动槽，所述夹臂分别配合在一所述活动槽内，所述夹臂一端为用于接触魔方的夹持端，所述夹臂另一端为联动端，所述夹臂的联动端与驱动器间搭配有联动结构，所述联动结构包括用于与所述联动端接触的联动弧面，所述联动弧面所构成弧形的圆心偏离所述自转轴线，在所述联动结构的作用下，当所述驱动器带动夹臂转动时，两夹臂沿所述活动槽的延伸方向相背移动或相向移动。

3、本发明方案通过使夹臂沿活动槽移动，从而实现两相对设置的夹臂进行相背运动或相向运动，相比摆动的方式而言，能保证每次夹紧的魔方的夹持面更大，且夹臂的夹持端不是与魔方点接触，能更好更稳定的夹持住魔方。其中，为便于魔方的旋转还原，夹臂的夹持端的端面大小应小于魔方的一个方块端面的大小，或夹臂的夹持端的端面大小与魔方一个方块的端面大小相同。其中，驱动器可采用伺服电机。

4、其中，夹臂的联动端是与联动结构的联动弧面接触的，随着旋转件带动夹臂转动，夹臂的联动端会随着联动弧面发生移动，在联动弧面是平滑的弧面的情况下，夹臂每转动一定角度后相对自转轴线所发生的径向移动距离是可控的，夹臂的最小位移能设置的更小，从而避免夹臂夹紧魔方后会因两夹持端间的距离过小所导致的魔方破损的情况发生。

5、本发明方案不仅能用于魔方的夹紧，且对魔方进行夹紧时还可以进行转动，从而能实现魔方的转动，以便于魔方的还原。本发明方案的旋转件等部件同时能用于魔方的夹紧和转动，能使本发明装置结构更为紧凑，不需要分别设置夹紧用驱动器及转动还原用驱动器。

6、作为优选，所述联动结构包括固定件，所述固定件周向外壁上设有所述联动弧面，所述联动端始终与所述联动弧面接触；所述联动弧面连接有配合弧面，所述配合弧面所构成弧形的圆心与所述自转轴线同轴。相比在固定件端面上挖出弧形槽的方式而言，对固定件周向外壁进行联动弧面的加工更为方便，且更便于联动端在弹性件等外力作用下始终与联动弧面接触。其中，配合弧面用于保持夹臂在旋转件继续转动情况下不动，从而便于带动魔方的转动还原。

7、作为优选，所述联动端在第一弹性件作用下始终与所述固定件接触。联动端是在第一弹性件作用下与联动弧面和配合弧面接触的，当夹臂移动行程过大时，夹臂的夹持端不会与魔方刚性接触，第一弹性件会吸收碰撞力以避免魔方被过度夹紧，以避免魔方破碎。

8、作为优选，所述第一弹性件呈环形并套设在所述两夹臂外。即采用一个第一弹性件，便可以实现两个夹臂的同时弹性作用，更为方便。

9、作为优选，所述固定件包括与两个夹臂分别接触的第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件结构形状相同，一个夹臂的联动端与所述第一固定件的联动弧面接触，另一个夹臂的联动端与所述第二固定件的联动弧面接触，所述第一固定件与所述第二固定件呈中心对称设置。第一固定件和第二固定件分别用于一个夹臂的联动端的支撑，且第一固定件与第二固定件造型相同，可以同步制造。

10、作为优选，所述夹臂分别与一第一连杆的一端转动固定，两第一连杆的另一端间设有第一支撑件，所述第一支撑件两端分别与一第一连杆转动固定。当两夹臂间的距离发生改变时，第一支撑件也会沿自转轴线轴向移动，从而抵住魔方或远离魔方，从而提高魔方的夹持固定效果。

11、作为优选，所述旋转件的自转轴线处设有轴向延伸的轴部，所述轴部上滑动套设有套筒，所述套筒与所述第一支撑件固定。通过轴部对第一支撑件进行导向，从而避免第一支撑件发生倾斜，以保证第一支撑件端面与魔方表面的有效接触。

12、作为优选，所述旋转件与第二夹持机构联动，所述第二夹持机构包括第二连杆，所述第二连杆一端与旋转件接触，所述第二连杆另一端与第二支撑件一端固定，所述第二支撑件另一端朝所述旋转件方向延伸，在第二弹性件作用下，所述第二连杆端部始终支撑在所述旋转件端面上，所述旋转件端面上设有螺旋面，所述第二连杆和第二支撑件均被限制以一直线方向移动；当旋转件转动且所述第二连杆与螺旋面接触时，所述第二连杆和第二支撑件均沿所述直线方向移动。通过设置螺旋面以产生轴向距离差，从而实现第二支撑件沿直线方向/自转轴线轴向的移动，从而能对魔方另一侧进行抵紧，从而进一步提高魔方的夹持固定效果。

13、作为优选，所述旋转件端面沿圆周方向依次具有第一平面和第二平面，第一平面与第二平面轴向具有距离差，且第二平面通过螺旋面与第一平面平滑相接；所述第二夹持机构呈u形设置，所述第二连杆或所述第二支撑件滑配在固定座的导向槽内，所述导向槽沿所述直线方向贯穿设置。第一平面和第二平面为没有轴向距离波动的平面，当第二连杆端部位于第一平面或第二平面上时，分别处于夹紧魔方和未夹紧魔方的状态。通过设置固定座，以对第二夹持机构进行导向，以保证使用稳定性。同时，固定座的设置也便于第二弹性件的套设相抵。

14、作为优选，所述联动端和第二连杆靠近旋转件的端部均转动固有截面外缘为圆形的转动块。通过设置转动块，以减少与旋转件及固定件的摩擦，以延长使用寿命。

15、本发明具有对魔方夹持效果更好，且不容易导致魔方受损破碎的优点，本发明还具有结构更为紧凑，不需要分别设置夹紧用驱动器及转动还原用驱动器的优点。

技术特征：

1.一种魔方还原装置，其特征在于：包括两第一夹持机构，每个第一夹持机构均包括一驱动器、与驱动器输出端联动的旋转件、与所述旋转件同步旋转联动的两夹臂，所述旋转件和夹臂在所述驱动器作用下以同一自转轴线为中心转动，所述旋转件设有两径向延伸的活动槽，所述夹臂分别配合在一所述活动槽内，所述夹臂一端为用于接触魔方的夹持端，所述夹臂另一端为联动端，所述夹臂的联动端与驱动器间搭配有联动结构，所述联动结构包括用于与所述联动端接触的联动弧面，所述联动弧面所构成弧形的圆心偏离所述自转轴线，在所述联动结构的作用下，当所述驱动器带动夹臂转动时，两夹臂沿所述活动槽的延伸方向相背移动或相向移动。

2.根据权利要求1所述的魔方还原装置，其特征在于：所述联动结构包括固定件，所述固定件周向外壁上设有所述联动弧面；所述联动弧面连接有配合弧面，所述配合弧面所构成弧形的圆心与所述自转轴线同轴。

3.根据权利要求2所述的魔方还原装置，其特征在于：所述联动端在第一弹性件作用下始终与所述固定件接触。

4.根据权利要求3所述的魔方还原装置，其特征在于：所述第一弹性件呈环形并套设在所述两夹臂外。

5.根据权利要求2或3或4所述的魔方还原装置，其特征在于：所述固定件包括与两个夹臂分别接触的第一固定件和第二固定件，所述第一固定件和第二固定件结构形状相同，一个夹臂的联动端与所述第一固定件的联动弧面接触，另一个夹臂的联动端与所述第二固定件的联动弧面接触，所述第一固定件与所述第二固定件呈中心对称设置。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的魔方还原装置，其特征在于：所述夹臂分别与一第一连杆的一端转动固定，两第一连杆的另一端间设有第一支撑件，所述第一支撑件两端分别与一第一连杆转动固定。

7.根据权利要求6所述的魔方还原装置，其特征在于：所述旋转件的自转轴线处设有轴向延伸的轴部，所述轴部上滑动套设有套筒，所述套筒与所述第一支撑件固定。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的魔方还原装置，其特征在于：所述旋转件与第二夹持机构联动，所述第二夹持机构包括第二连杆，所述第二连杆一端与旋转件接触，所述第二连杆另一端与第二支撑件一端固定，所述第二支撑件另一端朝所述旋转件方向延伸，在第二弹性件作用下，所述第二连杆端部始终支撑在所述旋转件端面上，所述旋转件端面上设有螺旋面，所述第二连杆和第二支撑件均被限制以一直线方向移动；当旋转件转动且所述第二连杆与螺旋面接触时，所述第二连杆和第二支撑件均沿所述直线方向移动。

9.根据权利要求8所述的魔方还原装置，其特征在于：所述旋转件端面沿圆周方向依次具有第一平面和第二平面，第一平面与第二平面轴向具有距离差，且第二平面通过螺旋面与第一平面平滑相接；所述第二夹持机构呈u形设置，所述第二连杆或所述第二支撑件滑配在固定座的导向槽内，所述导向槽沿所述直线方向贯穿设置。

10.根据权利要求8所述的魔方还原装置，其特征在于：所述联动端和第二连杆靠近旋转件的端部均转动固有截面外缘为圆形的转动块。

技术总结
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种魔方还原装置。一种魔方还原装置，包括两第一夹持机构，每个第一夹持机构均包括驱动器、旋转件、两夹臂，所述旋转件和夹臂在所述驱动器作用下以同一自转轴线为中心转动，所述旋转件设有两径向延伸的活动槽，所述夹臂分别配合在一所述活动槽内，所述夹臂与驱动器间搭配有联动结构，所述联动结构包括用于与所述联动端接触的联动弧面，所述联动弧面所构成弧形的圆心偏离所述自转轴线当所述驱动器带动夹臂转动时，两夹臂沿相背移动或相向移动。本发明具有对魔方夹持效果更好，且不容易导致魔方受损破碎的优点，本发明还具有结构更为紧凑，不需要分别设置夹紧用驱动器及转动还原用驱动器的优点。

技术研发人员：莫根林,钱鹏飞,杜姗,吴晓峰,吴小康,孙祝兵
受保护的技术使用者：浙江联宜电机有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16