具体实施方式

为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

参阅图1至图3，本发明公开了一种魔方单层组装机100，适用于魔方之顶层200及底层的组装，于本申请中，魔方为三阶魔方，其顶层200与底层均由1个中心块(图中未示出)及位于其周侧的4个棱块300与4个角块400拼接而成，中心块用于与魔方十字中心组件连接，棱块300与角块400于中心块的周向间隔地排布，即每相邻两角块400之间拼接一棱块300。其中，棱块300由2个相同的棱座301通过凹凸配合的插接结构对插而成，具体地，每一棱座301的插接端的相对两侧分别设有相匹配的插孔及插杆，从而可与另一棱座301的插接端的插杆与插孔对应插接以形成棱块300，且组接而成的棱块300为具有卡接部300a的立方块。角块400由3个相同的角座401通过凹凸配合的插接结构从三个方向两两对插而成，具体地，每一角座401的插接端的相对两侧均设有相匹配的插孔及插板，从而可分别与位于其两侧的两角座401的插板与插孔对应插接以形成角块400，且组接而成的角块400为具有卡接部400a的立方块。

参阅图1至图3，本发明优选实施例所提供的魔方单层组装机100包括一组装单元10与设于组装单元10两相对侧的两拼接单元20，每一拼接单元20包括一棱块组装装置30、两角块组装装置40以及位于棱块组装装置30与两角块组装装置40之间的一第一拼接装置50，组装单元10包括两棱块组装装置30与位于两棱块组装装置30之间的一第二拼接装置60。棱块组装装置30用于将两个棱座301组接为一棱块300，角块组装装置40用于将三个角座401组接为一角块400，第一拼接装置50用于将一棱块300拼接于两角块400之间以形成一拼接件201，第二拼接装置60用于将设于其两侧的两棱块组装装置30所提供的两棱块300拼接于两第一拼接装置50所提供的两拼接件201之间，从而形成魔方之顶层200或底层。

需要说明的是，本发明的魔方单层组装机100主要用于魔方之顶层200或底层的棱块300与角块400的拼接，而位于对应顶层200或底层的中心处的中心块的组接则在其他设备中完成，即将顶层200或底层组接于具有十字中心组件的中间层上后，再对应组接中心块。当然，本发明的魔方单层组装机100还包括控制系统，控制系统与棱块组装装置30、角块组装装置40、第一拼接装置50及第二拼接装置60电性连接，用于控制各装置间的协调动作。其中，控制系统为现有设计，其结构及控制原理均为本领域的公知，故在此不再对其进行详细的描述。

另外，于本申请中，由于棱块300与角块400拼接时，对应的卡接部300a与卡接部400a的组接具有一定的方向性，为了实现高效装配，于本实施例中，第二拼接装置60可先将两棱块300与一侧的拼接件201拼接，再将另一侧的拼接件201拼接于两棱块300上，从而使得装配过程更加顺畅。当然，在其他实施例中，还可以将两拼接件201于两棱块300的两侧向着靠近两棱块300的方向同时对接，亦可实现所需的顶层200或底层的组接，此时则需要先对两棱块300进行定位，而对两棱块300的定位较对拼接件201的定位相对复杂一些。

参阅图2和图3，在本发明优选实施例中，第一拼接装置50周侧的棱块组装装置30与两角块组装装置40呈“品”字形排布，第二拼接装置60两侧的两棱块组装装置30呈“一”字形排布，两第一拼接装置50与一第二拼接装置60三者呈“Z”字形排布，从而优化结构，便于棱座301之间、角座401之间、一棱块300与两角块400之间以及两第一拼接件201与两角块400之间各自定位准确的对接，且使得整机结构更加紧凑，有效缩短各装置间的移动行程，进而提高装配效率。

结合图3和图4，棱块组装装置30包括于基台31上呈平行且间隔布置的两棱座振料盘32和设于两棱座振料盘32对应出料口321处的两第一仿形治具33，第一仿形治具33的端部具有与棱座301的外轮廓的形状相匹配的容置槽331，容置槽331内设有用于固定棱座301的真空吸盘(图中因遮挡而未示出)。两第一仿形治具33可做相互靠近或远离的直线往复运动，对应将由两出料口321处所承接的两棱座301推送至相互靠近以插接，从而形成一棱块300。具体地，两第一仿形治具33通过载台34架设于基台31上，载台34上设有沿与棱座振料盘32的送料方向相垂直的方向布置的两直线导轨35，两第一仿形治具33对应滑设于两直线导轨35上，并与两直线驱动器36一一对应地连接，两直线驱动器36对应驱使与之相连第一仿形治具33于相应的直线导轨35上滑动，使得两第一仿形治具33将两出料口321处所承接的两棱座301相向地推送至对接工位进行对接，其中，对接工位处于两出料口321的中心位置处。

优选地，棱块组装装置30还包括设于载台34上的两阻挡件37，两阻挡件37一一对应地布置于两第一仿形治具33的旁侧，并可做靠近或远离第一仿形治具33的直线往复运动，用于防止棱座301因意外而从第一仿形治具33的端部脱落，如真空吸盘未吸附牢固。具体地，阻挡件37可在与之相连的阻挡驱动器38的驱使下，做靠近或远离第一仿形治具33的直线往复运动，以从第一仿形治具33的外侧与棱座301相靠接，防止其意外掉落，并可起到一定的对位调整的作用。

结合图3和图5，角块组装装置40包括于基台41上呈间隔120°排布的三个角座振料盘42和一一对应地布置于三个角座振料盘42对应出料口421处的三个第二仿形治具43，第二仿形治具43的端部具有与角座401的外轮廓的形状相匹配的容置槽431，容置槽431内设有用于固定角座401的真空吸盘(图中因遮挡而未示出)。三个第二仿形治具43可做相互靠近或远离的直线运动，对应将由三个出料口421处所承接的三个角座401推送至相互靠近以插接，从而形成一角块400。具体地，三个第二仿形治具43通过载台44架设于基台41上，载台44上设有沿与角座振料盘42的送料方向相垂直的方向排布的三个直线导轨45，三个第二仿形治具43一一对应地滑设于三个直线导轨45上，并与三个直线驱动器46一一对应地连接，三个直线驱动器46对应驱使与之相连的第二仿形治具43于相应的直线导轨45上滑动，使得三个第二仿形治具43将三个出料口421处所承接的三个角座401从三个方向同时推送至对接工位进行对接，其中，对接工位处于三个出料口421的中心位置处。

优选地，角块组装装置40还包括设于载台44上的三个阻挡件47，三个第二阻挡件47一一对应地布置于三个第二仿形治具43的旁侧，并可做靠近或远离第二仿形治具43的直线往复运送，用于防止角座401从三个第二仿形治具43上脱离。具体地，阻挡件47可在与之相连的阻挡驱动器48的驱使下，做靠近或远离第二仿形治具43的直线往复运动，以从第二仿形治具43的外侧与角座401相靠接，防止其意外掉落，并可起到一定的对位调整的作用。

结合图2、图3、图6和图7，第一拼接装置50包括第一拼接台51、设于第一拼接台51上的一第一输送带52与设于第一输送带52两相对侧的两第二输送带53，第一输送带52设于第一拼接台51与棱块组装装置30之间，用于棱块300的输送，两第二输送带53呈平行且间隔开地布置，且一一对应地布置于第一拼接台51与其两侧的两角块组装装置40之间，用于角块400的输送。第一输送带52与两第二输送带53三者相配合，可于三者的输出端将两角块400与一棱块300拼接为一体，从而形成棱块300居中而两角块400位于棱块300两侧的第一拼接件201。

具体地，第一输送带52连接于基台31与第一拼接台51之间，第二输送带53连接于基台41与第一拼接台51之间。其中，棱块组装装置30处组接而成的棱块300可由载台34上的对接工位直接垂落至基台31上的第一输送带52上进行传送，也可以由棱块机械手将其从对接工位移送至第一输送带52上进行传送，还可以是通过托载于棱块300下方的移动件或转动件，将棱块300移动或转动至第一输送带52上进行传送。同样的，角块组装装置40处组接而成的角块400可直接由载台44上的对接工位垂落至设于基台41上的第二输送带53上进行传送，也可以由角块机械手将其从对接工位移送至第二输送带53上进行传送，还可以是通过托载于角块400下方的移动件或转动件，将角块400移动或转动至第二输送带53上进行传送。

优选地，第一输送带52与第二输送带53上沿各自的传送方向分别设有限位板54，第一输送带52的两相对侧各设有一限位板54，从而通过两限位板54对棱块300的传送方向进行限定，防止其偏移，以提高后续拼接的准确性。对应地，设于第二输送带53的两相对侧的两个限位板54用于对角块400的传送方向进行限定，使其在传送过程中尽可能的保持所需的拼接角度。

进一步地，于本实施例中，第一拼接装置50还包括设于第一拼接台51的第一拼接位50a与第一输送带52之间的第一导向槽55、设于第一拼接台51的第一拼接位50a与两第二输送带53之间的两第二导向槽56、设于两第二导向槽56与第一导向槽55三者对应位置处的拼接驱动件57，两第二导向槽56与第一导向槽55三者的输出口于第一拼接位50a相连通且呈直线排布。其中，第一导向槽55设于第一拼接台51的相对中心处，两第二导向槽55于第一拼接台51的两相对侧以第一导向槽55的输出口为中心呈对称地布置。则两第二导向槽56可从相平齐的两个方向对应承接两第二输送带53所传送的相应角块400，第一导向槽55用于承接第一输送带52所传送的棱块300，第一导向槽55处的拼接驱动件57用于将棱块300对位准确的推送至第一拼接位50a，两第二导向槽56处的两拼接驱动件57用于将两角块400对位准确的推送至第一拼接位50a，从而将三者拼接为一第一拼接件201。

如图7所示，具体地，拼接驱动件57为直线气缸，第一导向槽55与第二导向槽56均呈“L”字形，第一输送带52的输出端与第一导向槽55的输入口处以及第二输送带53的输出端与第二导向槽56输入口处还设有对接驱动件58，对接驱动件58用于第一输送带52与第一导向槽55间棱块300的移送以及第二输送带53与第二导向槽56间角块400的移送，具体为直线气缸。则相连通的第一输送带52与第一导向槽55之间形成第一传送通道w1，两侧相连通的第二输送带53与第二导向槽56之间分别形成第二传送通道w2与第三传送通道w3，第一传送通道w1、第二传送通道w2与第三传送通道w3如图7中虚线箭头所示。

具体地，第一拼接装置50还包括设于第一传送通道w1、第二传送通道w2与第三传送通道w3上的对位件59，对位件59包括感应器591及直线气缸592，直线气缸592用于从侧端抵推第一传送通道w1中传送的棱块300及第二传送通道w2与第三传送通道w3中传送的角块400，以进行相应地位置调整，从而进一步提高拼接的准确性。感应器591用于感应棱块300与角块400是否传送到位。

结合图2、图3、图6和图8，第二拼接装置60包括第二拼接台61、呈平行且间隔开地布置于第二拼接台61上的第三输送带62与第四输送带63、沿与第三输送带62的传送方向相垂直的方向布置于第三输送带62的两相对侧的两第五输送带64。其中，第三输送带62与第四输送带63对应设于第二拼接台61与两侧的第一拼接装置50之间，用于两第一拼接装置50上拼接件201的对应传送，且第三输送带62与第四输送带63二者的传送方向相反。两第五输送带64对应设于第三输送带62与两侧的两棱块组装装置30之间，用于两棱块组装装置30上所组接的棱块300的对应传送。

其中，第二拼接台61上设有第二拼接位60a，两拼接件201与两棱块300于第二拼接位60a拼接为一体，从而形成魔方之顶层200或底层。具体地，第三输送带62上对应第四输送带63的输出端63b的位置处设有第二拼接位60a，则第五输送带64设于与第四输送带63的输出端相邻的位置处。而为了实现第四输送带63及两第五输送带64三者与第三输送带62的连通，第二拼接装置60还包括设于第三输送带62与第四输送带63之间的第三导向槽65、设于第三输送带62与两第五输送带64之间的两第四导向槽66、设于第三导向槽65与两第五输送带64三者对应位置处的拼接驱动件67。其中，两第四导向槽66的输出口呈直线排布，第三导向槽65与第四导向槽66呈平行设置，则两第四导向槽66从相平齐的两个方向各自承接两第五输送带64所传送的对应棱块300，两第四导向槽66处的两拼接驱动件67用于将两棱块300由两侧对位准确的推送，使二者与第三输送带62上传送到第二拼接位60a的第一拼接件201相对接；第三导向槽65用于承接第四输送带63所传送的第一拼接件201，第三导向槽65处的拼接驱动件67用于将第四输送带63上传送的第一拼接件201对位准确的推送至第三输送带62上的第二拼接位60a，从而将其从另一侧拼接于两棱块300上，从而形成两棱块300组接于两拼接件201之间的顶层200或底层。

参阅图8，具体地，拼接驱动件67为直线气缸，第三导向槽65呈“一”字形，第四导向槽66呈“L”字形，两第五输送带64的输出端与两第四导向槽66的输入口处还设有对接驱动件68，对接驱动件68用于第五输送带64与第四导向槽66间棱块300的移送，具体为直线气缸。则相连通的第四输送带63与第三导向槽65之间形成第四传送通道w4，两侧相连通的第五输送带64与第四导向槽66之间分别形成第五传送通道w5与第六传送通道w6，具体地，第四传送通道w4、第五传送通道w5与第六传送通道w6如图8中虚线箭头所示。

具体地，第二拼接装置60还包括设于第四传送通道w4、第五传送通道w5与第六传送通道w6上的对位件69，对位件69包括感应器691及直线气缸692，直线气缸692用于从侧端抵推第四传送通道w4中传送的第一拼接件201及第五传送通道w5与第六传送通道w6中传送的棱块300，以进行相应地位置调整，从而进一步提高拼接的准确性。感应器691用于感应棱块300与第一拼接件201是否到位。

具体地，为了进一步优化结构，第三输送带62的输入端62a和第四输送带63的输入端63a可对应搭接于两第一拼接台51上，且输入端62a与输入端63a分别与对应侧的第一输送带52的输出端相平齐，则两第一输送带52所传出的棱块300对应通过第三输送带62与第四输送带63输送到相应侧的第一拼接台51的第一拼接位50a处，此时直接由第三输送带62与第四输送带63作为驱动件，则无需增设气缸作为拼接驱动件57，进一步简化结构。相应的，第三输送带62与第四输送带63二者上于相应侧的第一拼接台51上对应设有第一拼接位50a，且对应位于输入端62a与第二拼接位60a之间以及输入端63a与第二拼接位60a之间的位置处。

具体地，在本实施例中，为了便于将魔方之顶层200或底层移出本机，本发明魔方单层组装机100还包括转运装置70，转运装置70包括第六输送带71与架设于第六输送带71上方的移送机构72。第六输送带71的输入端与第三输送带62的输出端62b相对接，并沿与第三输送带62的传送方向相垂直的方向布置，用于传送拼接而成的魔方之顶层200或底层，第六输送带71的输入端与第三输送带62的输出端62b的位置处也设有换向用的对接驱动件68。移送机构72设于第六输送带71的输出端，并可做靠近或远离第六输送带71的直线运动，还可沿与第三输送带62的传送方向相垂直的方向直线往复运动，以将第六输送带71所传送的魔方之顶层200或底层的移送以出料，从而便于与魔方的其他组装设备相配合。当然，在其他实施例中，魔方之顶层200或底层也可由第三输送带62直接输送以出料。

以下结合图1至图8，对本发明魔方单层组装机100的工作原理进行说明：

设备启动后，在控制系统的指示下，每一拼接单元20的两角块组装装置40各自将三个角座401组接为一角块400，同时每一拼接单元20的棱块组装装置30对应将两个棱座301组接为一棱块300，再由对应侧的第一拼接装置50将一棱块300拼接于两角块400之间而形成拼接件201；接着，第二拼接装置60的第三输送带62与第四输送带63对应将两第一拼接装置50处拼接而成的两拼接件201向着第二拼接台61的方向传送，与此同时，组装单元10中的两棱块组装装置30各自将两个棱座301组接为一棱块300，第二拼接装置60的两第五输送带64再对应将两棱块300向着第二拼接台61的方向传送；其中，第三输送带62上的一个拼接件201先传送到第二拼接位60a，两第五输送带64上的两棱块300再相向的传送第二拼接位60a，从而被推送至拼接于拼接件201上；之后，第四输送带63上的另一个拼接件201再被推送至拼接于第二拼接位60a的两棱块300上，从而形成魔方之顶层200或底层；最后，第三输送带62将拼接而成的魔方之顶层200或底层传送到第六输送带71，再由移送机构72将第六输送带71所传送的魔方之顶层200或底层的移出本机，以出料；

不断重复上述作业，即可实现对魔方的顶层200或底层进行组装的自动化流水作业。

与现有技术相比，本发明的魔方单层组装机100包括一组装单元10与设于其两相对侧的两拼接单元20，拼接单元20的两角块组装装置40各自将三个角座401组接为一角块400，拼接单元20的棱块组装装置30同时可将两个棱座301组接为一棱块300，再由第一拼接装置50将该棱块300拼接于两角块400之间而形成一拼接件201；组装单元10中的两棱块组装装置30各自将两个棱座301组接为一棱块300，还通过第二拼接装置60将设于其两侧的两棱块组装装置30所提供的两棱块300拼接于两第一拼接装置50所提供的两拼接件201之间，从而形成魔方之顶层200或底层。本发明的魔方单层组装机100结构简单、布局合理且紧凑，可对应实现魔方之顶层200及底层装配的自动化流水作业，有效提高装配效率及装配精度。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。