获奖等级：入围奖
设计者：杨思腾，庄智俊，陈发文
指导老师：李宏华
福建师范大学闽南科技学院，泉州，362332
我们充分调研了解魔方机器人的研究现状，在此基础上分析了市场上现有解魔方机器人的结构组成及其实现方式。本项目旨在解决现有机器人的不足并且对其进行创新，设计比人计算更快、翻动更加灵活的解魔方机器人——“鬼手”（图137）。(www.xing528.com)
该魔方机器人的设计分为机械结构设计和控制系统设计两大方面。在机械结构上我们采用了两臂两指的机械臂模式。手臂为一个舵机和一个可通过舵机控制的机械结构拼装连接而成，两指与臂相连，是其上的固定结构，用于夹持魔方以及带动魔方多角度转动，手腕部分通过舵机控制可以做到270°、180°、90°的旋转，每个臂的底座另外还有一个舵机可以用来控制两指张开的角度，实现手指的张合，防止两个手腕在旋转的时候出现碰撞、卡机、冲突等问题。两臂都为以上结构，两臂成90°角，分别固定在呈现M形状的铝合金板上两侧，分别夹持着魔方的两侧，用若干个螺丝来固定控制魔方的舵机，防止其从铝合金板上掉落。固定好后将魔方放在两臂之间夹紧，用画质清晰的摄像头识别魔方的六个面以及魔方面上的九个小块的颜色，通过舵机手臂控制魔方旋转换面识别，来计算复原所需的旋转步骤，将其通过串口程序和舵机控制的编程程序的结合和传送，来实现魔方按步骤旋转，以提高魔方的转动速度和转动的精确度，进而完成魔方的复原。
经过团队的合作以及不懈的努力，我们成功地改造了机械系统，并将其运用到魔方机器人上。与此同时，我们没有松懈对程序控制系统的研究，不断地调试魔方转动角度的精确度，以使魔方在转动的时候不因为较大的误差而出现问题。经过长时间不间断的结构改造和程序编写，我们设计了一个解魔方机器人的样机，并且对其进行了试验，证明其能够完整地翻转魔方直至复原。
图137 “鬼手”——解魔方机器人
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