获奖等级：二等奖
设计者：张靖男，欧阳昌青，黄子奕
指导教师：方黎勇，李翔
根据大赛主题，本次参赛作品的设计思想是尽可能简洁、高效和可靠。通过模仿人手“二指”结构，采用最少的自由度实现翻转和旋转。
本项目设计的“烽火”魔方机器人（图108）采用上下两个具有“二指”结构的机械手。下面的机械手对魔方起到夹持的作用，并控制魔方底面或整体旋转，上面的机械手则起到翻转和固定上两层的作用。(www.xing528.com)
两个机械手的基本操作方式为：①上面的机械手夹住魔方，下面的机械手控制魔方底层旋转；②上面的机械手抬起，下面的机械手控制魔方整体旋转；③上面的机械手拖动魔方，实现魔方的侧向翻转。魔方6个面的调整，都可以通过上述三种基本操作实现。
在基本设计思路明确的前提下，项目组进行了系统方案的设计，并规划了系统的工作流程。
整个机器人的硬件部分主要由机械手模块、计算与控制模块和图像采集模块组成。其中机械手模块主要由步进电机、舵机、导轨以及3D打印的手指、关节组成，用来实现和执行魔方的翻转动作。图像采集模块主要采用了一个CMOS摄像机，用来采集魔方的实时状态。计算与控制模块主要由笔记本电脑以及远程服务器组成，用于实时计算魔方的实时状态、执行魔方翻转程序、与机械手模块实时通信，向机械手发送翻转指令，同时接收机械手模块返回的信息。
系统的工作流程：系统初始化可确保系统中的计算单元、舵机、相机位置等所有设备达到程序设定的初始位置。采集魔方状态主要是通过相机、机械手和计算与控制单元之间的配合采集到魔方的初始状态。选取最优翻转魔方的方案是指根据上一步中采集到的魔方初始状态，选取出最优的翻转方案和程序。机械手执行翻魔方程序是指机械手按接收到的最优翻转方案和程序的指令进行操作，从而获得复原魔方的最终结果。
图108 “烽火”魔方机器人
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