获奖等级：三等奖
设计者：刘耀华，孙伟杰，李瑶
指导教师：王宪伦，崔玉霞
设计者仔细审读了本次比赛主题，并严格以主题要求为指导，来设计并制作魔方机器人。本项目的最初目标是在符合比赛要求的前提下，设计出能在15s内解出一个任意打乱的三阶魔方的机器人。最终目标并不只是能圆满完成比赛，更重要的是可以通过技术迁移，提高工厂智能化水平。设计者也希望通过这一平台，综合已有技术，展现我们这一代大学生的社会责任感，展现设计者致力于工业自动化、智能制造的决心，展现为提高社会生产力而做出贡献的决心。
本项目设计的双臂魔方机器人（图122）有视觉单元、运动控制单元、机械本体、气源与气动执行元件等部分。(www.xing528.com)
其中，视觉单元采用OpenCV for Python，该技术成熟可靠，功能强大，用于魔方颜色识别；解算算法使用Kociemba，在视觉算法之后执行。该部分输入的信息为来自上一过程视觉采集到的信息，并输出还原公式；运动控制单元采用ARM控制器STM32，用于解析电脑数据，并生成驱动信号，输送给伺服驱动器及气动手功率放大器。以上的软件具有高内聚、低耦合的优点，硬件也具备一定水平的抗电磁干扰能力，从而保证运行可靠。
在机械上对气动元件、电机等进行严格选型。气动执行元件使用Y形气动手指，加长手指长度、设计巧妙的抓取结构，使得手指开合具有较快速度。手腕驱动单元采用伺服电机，具备较高定位精度，同时可以有较高的运行速度。最初我们的魔方机器人可以实现自动解出魔方，成绩是40s。后来经过对解算出来的公式映射到双臂过程中的动作序列优化，成绩得到大大改善，达到20s左右。不过由于驱动单元功率较大，中间出现装配精度不够，导致魔方拧碎的现象，为了解决这个问题我们费了很多心思，最终通过学习机械制造工艺学，调整装配，把问题解决了。
目前经过软硬件的优化，针对大部分随机打乱的魔方，最终成绩稳定在13s左右，达到了基本满意的水平。
图122 双臂魔方机器人
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