1.一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,包括:
角块、魔方驱动块、控制系统;所述角块、魔方驱动块所围成的二阶魔方中部为空腔,在该空腔中放置控制系统;
所述魔方驱动块中固定有磁性元件;
所述控制系统包括舵机、语音接收模块、控制模块,所述舵机的输出轴与魔方驱动块连接,所述舵机的周边布置有检测元件;
所述检测元件通过非接触方式检测所述舵机驱动含有磁性元件的魔方驱动块在转动时引起的电流变化,并将检测信号传输至控制模块;
所述控制模块与语音接收模块相连,并接收语音接收模块获得语音指令,基于接收的检测信号确定角块是否旋转到位,并基于语音指令、旋转位置控制舵机运动,实现魔方的倒序恢复、自主寻优恢复和自主打乱。
2.如权利要求1所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,所述磁性元件为磁铁,检测元件为霍尔传感器。
3.如权利要求2所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,所述舵机周围分布有3个依次相隔90°的霍尔传感器,用于检测舵机驱动的驱动块的旋转角度。
4.如权利要求3所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,每个魔方驱动块均由块体及3个依次相隔90°的磁铁组成,霍尔传感器与磁铁所处的圆周半径相等,其圆心都位于舵机旋转轴延长线上;
所述3个霍尔传感器检测的磁性元件位置变化的输出信号即可作为当前魔方驱动块的旋转角度,实现魔方位置与对应传感器信号输出的唯一性。
5.如权利要求1所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,所述控制系统通过固定框架固定在一起,成为一体化结构;
进一步的技术方案,所述角块为8个,所述魔方驱动块为3个,所述舵机为3个,所构成的二阶魔方为正六面体。
6.如权利要求1所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,所述控制系统还包括供电模块及语音通信模块,所述控制模块通过语音通信模块接收操作者发出的语音控制指令。
7.如权利要求1所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方,其特征是,所述控制系统中舵机输出轴带动魔方驱动块的转动继而带动角块的转动,控制系统不随角块的转动而转动。
8.基于权利要求1-7任一所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方的控制方法,其特征是,包括:检测元件通过非接触方式检测所述舵机驱动含有磁性元件魔方驱动块的转动时引起的电流变化,并将检测信号传输至控制系统;
所述控制系统接收语音接收模块获得语音指令,基于接收的检测信号确定角块是否旋转到位,并基于语音指令、旋转位置控制舵机运动,实现魔方的倒序恢复、自主寻优恢复和自主打乱。
9.如权利要求8所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方的控制方法,其特征是,基于接收的检测信号确定角块是否旋转到位时,磁性元件均位于检测元件的正上方,此时魔方驱动块位于初始位置,其旋转角度为0°;
检测元件检测到磁铁强度最强时输出记为1,其余位置输出记为0,则此时检测元件的输出状态为(1,1,1);
魔方驱动块绕舵机轴逆时针转过90°后检测元件与磁性元件的相对位置,此时检测元件的输出为(1,1,0);
魔方驱动块逆时针转过180°后检测元件与磁性元件的相对位置,此时检测元件的输出为(1,0,1);
魔方驱动块逆时针转过270°后检测元件与磁性元件的相对位置,此时检测元件的输出为(0,1,1),因而检测元件的输出信号即可感知当前魔方驱动块的旋转角度。
10.如权利要求8所述的一种具有自恢复功能的语音控制魔方的控制方法,其特征是,二阶魔方自恢复至原始状态时,采用自解算复原方法或倒序复原方法;
自解算复原方法中,控制系统会根据自恢复二阶魔方当前状态自主计算出还原运动序列,并依此控制舵机运动,实现复原;
倒序复原方法中,控制系统会控制舵机运动将打乱后的自恢复二阶魔方自动按照各轴的历史轨迹进行倒序复原,即其复原轨迹与打乱轨迹的步数相同、时序相反。