获奖等级：二等奖
设计者：沈彤，张田泽，孙程
指导教师：高兴华，董绪斌
设计者充分调研了国内外魔方机器人的现状，在此基础上设计了一种双臂二指魔方机器人——Pgg's Cube（图106）。其目标是能够快速准确地识别与还原任意乱序魔方。
Pgg's Cube具有2个转动魔方的手臂，每个手臂有2个夹紧魔方的手指。为解决魔方在还原过程中产生的“换面”问题，每个手臂与水平面成45°夹角，两手臂轴线间成90°夹角。手腕转动由直流伺服电机驱动，通过编码器反馈对其转角进行闭环控制。手指张合由舵机驱动，通过四杆机构将舵机的转动转化为手指的移动，实现对魔方的夹紧与松开动作。手指夹持魔方底面处与中心块相邻的两块色块，在手指处安装卡挡片定位魔方，并避免魔方掉落；手指端部粘贴胶皮海绵以增大与魔方间的摩擦力。(www.xing528.com)
魔方的初始状态由OpenMV摄像头识别，并将魔方色块信息传送至上位机；上位机处理接收到的信息并计算出还原步骤，通过串口传送还原步骤至运动控制芯片（STM32F4）；运动控制芯片控制各个电机与舵机执行还原动作。通过液晶触摸屏的UI界面，可对手部初始位置进行微调，设定电机速度，实时显示当前还原状态与总体用时等。直流伺服电机由24V开关电源供电，舵机由8.4V电池供电，摄像头、液晶触摸屏和STM32芯片等原件由稳压芯片提供5V和3.3V供电。
上位机解算魔方时，首先将摄像头识别到的色块LAB值的方差与六面中心块进行快速排序法比较，之后通过Kociemba算法得出魔方的解法。此外，为了减少电机的急起急停带来的不稳定因素，程序上采用了正弦调速方式。
该魔方机器人包括机械系统和控制系统两个部分。团队经过努力制造了一台魔方机器人，并对其进行试验，验证了系统的可靠性和实用性。经反复调试，Pgg's Cube魔方机器人能够稳定快速地还原乱序魔方，还原过程平均转动魔方20步，平均总用时约25s。
图106 Pgg's Cube魔方机器人
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