【摘要】：团队经合作，成功设计并制作完成了双臂四指型魔方复原机器人。经过两个月的设计制造，生产了魔方复原机器人，并对其进行了试验，验证了系统的可靠性和实用性。
获奖等级：入围奖
设计者：王舒克，徐飒，陈李培
指导教师：刘江南，徐成
本项目设计出一款双臂四指型魔方复原机器人（图142），以计算机为上位机，51开发板为下位机来控制机械双臂，完成复原任意打乱的三阶魔方。
计算机程序根据摄像头获取的魔方图像，利用数字图像处理技术获得54个颜色片的色彩参数，利用K-means聚类算法确定每个颜色片的颜色，使得计算机在环境光线发生变化的情况下能较为准确地识别出魔方的状态。在得到魔方的状态后，计算机使用Kociemba的两阶段算法进行深度优先搜索，并对搜索树进行剪枝而快速得到步数较少的魔方还原步骤，并将步骤通过蓝牙/串口发送到机械手的驱动模块。(www.xing528.com)
控制部分以51开发板为基础，通过与上位机进行通信，通过接收上位机发来的魔方解法数据进行分析，然后通过串口发送指令控制4个舵机的转动来完成机械手臂的旋转和机械手爪的张开、闭合。
机械结构中手腕部分有1个转动自由度，以实现魔方的旋转；手爪部分有1个转动自由度，通过曲柄双滑块机构实现手爪松开和加紧魔方的功能。4个舵机通过接收串口发送的指令，驱动手腕和手爪完成相应运动，最终实现复原魔方的功能。
该双臂四指型魔方复原机器人的设计分颜色识别与算法、机械手结构、控制结构三个方面。团队经合作，成功设计并制作完成了双臂四指型魔方复原机器人。经过两个月的设计制造，生产了魔方复原机器人，并对其进行了试验，验证了系统的可靠性和实用性。
图142 双臂四指型魔方复原机器人
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