魔方是一種大眾普及的玩具，其不僅具有良好的可玩性，也能夠鍛煉智力，傳統(tǒng)教學(xué)魔方在使用中存在如下缺陷,初學(xué)者在不記得公式的情況下,很難復(fù)原或變出想要圖案,即使知道公式,復(fù)雜的變化情況和步驟也難以令初學(xué)者記住操作過的步驟。初學(xué)者學(xué)習(xí)的過程中如果單純靠死記硬背公式來還原魔方，將會耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力。魔方教學(xué)能提高推理能力，但小學(xué)推廣魔方教學(xué)難度大，魔方初學(xué)門檻高，公式多難記憶。

而新的教學(xué)系統(tǒng)結(jié)合智能手機(jī)、解魔方機(jī)器人、服務(wù)器結(jié)合起來，能很好的解決初學(xué)者實(shí)際面臨的困難，智能手機(jī)提供教學(xué)視頻和發(fā)送指令，解魔方機(jī)器人和服務(wù)器為學(xué)習(xí)者提供跟視頻配套的練習(xí)魔方。

本發(fā)明提供一種解魔方機(jī)器人及魔方教學(xué)系統(tǒng)與方法，初學(xué)者學(xué)習(xí)魔方,通過智能手機(jī)查看配套的視頻教程，操作智能手機(jī)控制解魔方機(jī)器人還原視頻教程中對應(yīng)的練習(xí)魔方，提供給學(xué)習(xí)者練習(xí)，通過解魔方機(jī)器人的輔助初學(xué)者學(xué)習(xí)，提高初學(xué)者學(xué)習(xí)魔方的效率。

 一種解魔方機(jī)器人，包括第一機(jī)械臂機(jī)構(gòu)、第二機(jī)械臂機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器、散熱風(fēng)扇、板卡、魔方限位轉(zhuǎn)盤、攝像頭安裝機(jī)構(gòu)、攝像頭、補(bǔ)光燈、無線通信模塊、魔方限位轉(zhuǎn)盤電機(jī)、聯(lián)軸器；

其中，魔方限位轉(zhuǎn)盤放置在底座上的中心處，板卡設(shè)置在底座內(nèi)魔方限位轉(zhuǎn)盤的正下方，魔方限位轉(zhuǎn)盤電機(jī)跟魔方限位轉(zhuǎn)盤通過聯(lián)軸器連接一起，板卡控制魔方限位轉(zhuǎn)盤電機(jī)旋轉(zhuǎn)，魔方限位轉(zhuǎn)盤電機(jī)帶動魔方限位轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，板卡上連接有無線通信模塊；底座內(nèi)設(shè)置有散熱風(fēng)扇；魔方限位轉(zhuǎn)盤的一側(cè)設(shè)置有第一機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，用于從下方將魔方頂起一個(gè)角度；魔方限位轉(zhuǎn)盤另一側(cè)設(shè)置有第二機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，用于從魔方一側(cè)的上方將其向下壓；轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器安裝在第二機(jī)械臂結(jié)構(gòu)下方；第二機(jī)械臂結(jié)構(gòu)以及魔方限位轉(zhuǎn)盤之間安裝有一個(gè)攝像頭安裝機(jī)構(gòu)，攝像頭安裝機(jī)構(gòu)頂部向魔方限位轉(zhuǎn)盤正上方延伸出一部分用于安裝攝像頭和補(bǔ)光燈，攝像頭用于拍攝魔方各個(gè)面中的色塊顏色的照片；第一機(jī)械臂結(jié)構(gòu)末端為圓弧結(jié)構(gòu)，使第一機(jī)械臂結(jié)構(gòu)頂起魔方時(shí)不卡住魔方色塊之間的縫隙，第二機(jī)械臂結(jié)構(gòu)最上方和左右都有一塊限位塊，用于卡住魔方以及起到校正魔方的作用。

一種應(yīng)用解魔方機(jī)器人的魔方教學(xué)系統(tǒng)，包括云端服務(wù)器、智能手機(jī)和解魔方機(jī)器人；其中，智能手機(jī)和解魔方機(jī)器人通過短距離無線通訊，智能手機(jī)和云端服務(wù)器采用廣域網(wǎng)通訊；智能手機(jī)用于查看教學(xué)視頻、發(fā)送數(shù)據(jù)或指令給解魔方機(jī)器人和云端服務(wù)器以及接收兩者傳送的數(shù)據(jù)；解魔方機(jī)器人用于接收指令還原魔方以及發(fā)送魔方色塊數(shù)據(jù)給智能手機(jī)；云端服務(wù)器用于通過智能手機(jī)接收魔方色塊數(shù)據(jù)，根據(jù)魔方色塊數(shù)據(jù)進(jìn)行還原邏輯運(yùn)算并且轉(zhuǎn)化為機(jī)械步驟傳給智能手機(jī)；解魔方機(jī)器人還原魔方以及智能手機(jī)播放教學(xué)視頻結(jié)合實(shí)現(xiàn)魔方教學(xué)。

一種應(yīng)用解魔方機(jī)器人以及魔方教學(xué)系統(tǒng)的魔方教學(xué)方法，包括以下步驟：

S1、將所需還原的魔方放入解魔方機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)魔方限位轉(zhuǎn)盤上；

S2、使用智能手機(jī)掃描解魔方機(jī)器人上的二維碼，建立智能手機(jī)與解魔方機(jī)器人之間的連接，在建立連接之后，旋轉(zhuǎn)魔方底座旋轉(zhuǎn)到原點(diǎn)，原點(diǎn)用于使得板卡精確地控制限位轉(zhuǎn)盤電機(jī)轉(zhuǎn)動；

S3、通過智能手機(jī)發(fā)送獲取魔方色塊的指令給解魔方機(jī)器人，通過解魔方機(jī)器人中的攝像頭得到魔方色塊數(shù)據(jù)并將其通過無線通信模塊發(fā)送至智能手機(jī)；

S4、智能手機(jī)接收魔方色塊數(shù)據(jù)并將其發(fā)送子云端服務(wù)器，云端服務(wù)器根據(jù)魔方色塊數(shù)據(jù)進(jìn)行還原邏輯運(yùn)算并轉(zhuǎn)化為機(jī)械步驟傳送給智能手機(jī)；

S5、智能手機(jī)將機(jī)械步驟發(fā)送至解魔方機(jī)器人，解魔方機(jī)器人根據(jù)該步驟完成解魔方的操作。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：解魔方機(jī)器人采用簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，低成本實(shí)現(xiàn)魔方的解算以及復(fù)原；應(yīng)用解魔方機(jī)器人于魔方教學(xué)的系統(tǒng)能為魔方學(xué)習(xí)者提供對應(yīng)的教學(xué)視頻中的魔方，以供該學(xué)習(xí)視頻的訓(xùn)練，通過視頻學(xué)習(xí)口訣背誦以及解魔方機(jī)器人對魔方的復(fù)原動作相結(jié)合來學(xué)習(xí)魔方。