[發(fā)明專(zhuān)利]一種盛飯裝置及餐食盛取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110053375.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112873229B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立勛;趙昱淇;韋秀巖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J11/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J11/00;B25J19/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種盛飯裝置，其特征在于：包括底座、設(shè)置在底座中央位置的餐盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、設(shè)置在底座兩側(cè)的取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)械手機(jī)構(gòu)，餐盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)餐盤(pán)，旋轉(zhuǎn)餐盤(pán)通過(guò)電機(jī)控制器旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)餐食的選擇和同種餐食取餐區(qū)域的選擇及在盛取區(qū)定位；取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的固定角度旋轉(zhuǎn)底座、腰關(guān)節(jié)、大臂、肘部、小臂、腕關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)、餐勺，大臂與旋轉(zhuǎn)底座通過(guò)腰關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)連接，大臂和小臂通過(guò)肘部連接，餐勺與小臂通過(guò)腕關(guān)節(jié)連接；餐食盛取輔助機(jī)械手機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在底座上的輔助底座、輔助肩關(guān)節(jié)、輔助大臂、輔助肘關(guān)節(jié)、輔助小臂、餐食檢測(cè)約束機(jī)構(gòu)，輔助大臂與輔助底座通過(guò)輔助肩關(guān)節(jié)相連，輔助小臂與輔助大臂通過(guò)輔助肘關(guān)節(jié)相連，餐食檢測(cè)約束機(jī)構(gòu)與輔助小臂末端相連；餐食檢測(cè)約束機(jī)構(gòu)包括永久磁鐵、刮板、餐食檢測(cè)基板、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、彈簧、定位環(huán)和定位片，定位環(huán)焊接在餐食整理刮板上；永久磁鐵設(shè)置在定位環(huán)內(nèi)部的餐食整理刮板上；定位片設(shè)置在定位環(huán)上且其側(cè)面設(shè)計(jì)有一個(gè)凸起，定位環(huán)上設(shè)置有一個(gè)與凸起配合的槽口；定位片為鐵磁性材料，與永久磁鐵接觸后，磁鐵的吸引力使其與刮板吸附為一體，餐食檢測(cè)基板上嵌有微動(dòng)開(kāi)關(guān)；餐食整理刮板前部與食物接觸區(qū)為平板，后部與餐勺接觸區(qū)帶有兩側(cè)的刮削翼；餐食檢測(cè)基板與定位片之間設(shè)置有彈簧，且微動(dòng)開(kāi)關(guān)位于彈簧中間，餐食檢測(cè)基板的端部與輔助小臂連接。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1的盛飯裝置的餐食盛取方法，其特征在于：包括盛飯過(guò)程、食物整理過(guò)程和喂飯過(guò)程；

盛飯過(guò)程如下：使用者說(shuō)出想吃餐盤(pán)編號(hào)，盛飯裝置接收送餐人機(jī)接口命令，取第i種餐食，餐盤(pán)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將選擇的餐食旋轉(zhuǎn)到取餐區(qū)，取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)從初始位置移動(dòng)至“等待位”，調(diào)用取食規(guī)劃子程序，根據(jù)當(dāng)前餐盤(pán)內(nèi)的餐食狀態(tài)，盛取的次數(shù)n(i)，每次盛取的食量H0-H，通過(guò)模糊控制算法確定要盛取的餐食的位置，規(guī)劃取食的路徑和勺子的位姿，取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)按照規(guī)劃的路徑及位姿從“等待位”開(kāi)始移動(dòng)，經(jīng)過(guò)腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)帶動(dòng)大臂運(yùn)動(dòng)，肘部帶動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)帶動(dòng)餐勺在取餐區(qū)盛取食物，完成后停在餐盤(pán)上的“檢測(cè)位”，餐食盛取輔助機(jī)械手機(jī)構(gòu)從初始位置，經(jīng)過(guò)輔助肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)輔助大臂，輔助肘關(guān)節(jié)帶動(dòng)輔助小臂運(yùn)動(dòng)，輔助小臂帶動(dòng)餐食檢測(cè)約束機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到“檢測(cè)位”上方H0處的指定“約束位”，即餐勺上邊緣與餐食整理刮板之間的距離為H0；食物整理過(guò)程如下：取送餐機(jī)械手控制餐勺勻速上升△H，△H為取送餐機(jī)械手控制餐勺勻速上升距離，上升運(yùn)動(dòng)的距離H＝H+△H，H為餐勺距檢測(cè)位的距離，當(dāng)彈簧壓縮由H1變到H2，H1、H2為彈簧的長(zhǎng)度，即餐食觸碰微動(dòng)開(kāi)關(guān)有效時(shí)，停止餐勺運(yùn)動(dòng)，計(jì)算Hf＝H0-H，Hf定義為兩個(gè)高度的差值；當(dāng)Hf0時(shí)，取餐成功，取食次數(shù)n(i)＝n(i)+1；當(dāng)H0-H＝0時(shí)，說(shuō)明餐勺未滿或者空勺，取餐機(jī)械手帶動(dòng)餐勺回退到等待位，勺子盛取餐食不足，重新盛取；當(dāng)取餐成功時(shí)，保持輔助盛取機(jī)械手不動(dòng)，取送餐機(jī)械手控制勺子保持水平姿態(tài)回退至盛取完成區(qū)，約束板將超出勺子寬度部分的食物刮掉，實(shí)現(xiàn)勺內(nèi)多余餐食整理，餐食盛取輔助機(jī)械手機(jī)構(gòu)復(fù)位；經(jīng)過(guò)餐食檢測(cè)約束機(jī)構(gòu)的加固、去除后，飯菜可以穩(wěn)定在餐勺中，不會(huì)在送給使用者途中，飯菜掉落；餐食盛取輔助機(jī)械手回退到初始位置防止下次取餐時(shí)與取送餐機(jī)械手的取餐軌跡有干涉；

喂飯過(guò)程如下：完成盛飯后，調(diào)用送食子程序，取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)移向使用者，餐勺開(kāi)始送飯，經(jīng)過(guò)腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)帶動(dòng)大臂運(yùn)動(dòng)，肘部帶動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)，腕關(guān)節(jié)帶動(dòng)餐勺將餐食送到用餐者嘴邊；當(dāng)用餐者已將食物吃完，取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)移動(dòng)到“等待位”如果還需要繼續(xù)用餐，就等待取餐命令然后繼續(xù)下一次的操作；如用餐結(jié)束，則餐食盛取輔助機(jī)械手機(jī)構(gòu)，取送餐機(jī)械手機(jī)構(gòu)復(fù)位，回到初始位置。