[发明专利]一种拟人型炒茶机器人及利用该炒茶机器人炒茶的方法

权利要求书

1.一种拟人型炒茶机器人，其特征在于，包括控制柜、炒茶主体装置、设于所述炒茶主体装置下方的炒锅和用于固定所述炒茶主体装置的固定架，所述炒茶主体装置包括肩部部件和分别设于肩部部件两端的机械臂，所述机械臂末端设有一用于炒茶的手抓，所述手抓设于所述炒锅内，所述肩部部件上设有一用于采集炒锅图像的图像采集装置；所述肩部部件与所述固定架的连接处设有用于控制所述肩部部件旋转的第一驱动装置，所述第一驱动装置通过所述控制柜控制；

所述机械臂包括大臂部件和小臂部件，所述肩部部件与所述大臂部件的连接处设有用于控制大臂部件在竖直方向上移动的第二驱动装置，所述大臂部件与所述小臂部件之间设有用于控制小臂部件在竖直方向上移动的第三驱动装置，所述第二驱动装置和所述第三驱动装置通过所述控制柜控制；设大臂部件的长度为L₁，小臂部件的长度为L₂，翻炒过程中，手抓与机械臂的连接点D沿着炒锅内壁曲线运动，因此运动过程中D点坐标满足炒锅内壁曲线方程f(x)＝p₁+p₂×x+p₃×x²；

根据几何关系式：可知大臂部件与水平方向的夹角θ₁、小臂部件与水平方向的夹角θ₂；

根据变换矩阵可知大臂部件的角速度w₁、小臂部件的角速度w₂；

通过控制机械臂让手抓对茶叶进行翻炒时：

所述大臂部件转动过程中，大臂部件的旋转角度满足五次样条函数角速度满足所述w₁，角加速度满足α₁＝2a₂₁+6a₃₁t+12a₄₁t²+20a₅₁t³；

所述小臂部件转动过程中，小臂部件的旋转角度满足五次样条函数角速度满足所述w₂，角加速度满足α₂＝2a₂₂+6a₃₂t+12a₄₂t²+20a₅₂t³；

所述手抓与所述机械臂之间通过腕关节支座连接，所述腕关节支座内设有电磁抱闸器，所述电磁抱闸器通过旋转轴固定在所述腕关节支座内，所述手抓固定在所述旋转轴上；所述旋转轴上设有用于使手抓保持在张力状态的弹簧。

2.如权利要求1所述拟人型炒茶机器人，其特征在于，所述a₀₁、a₁₁、a₂₁、a₃₁、a₄₁、a₅₁的解为：

a₀₁＝θ₀₁

其中θ₀₁为手抓在起点时大臂部件与水平方向的夹角，θ_1f为手抓在终点时大臂部件与水平方向的夹角，t_1f为手抓从起点运动到终点时预设时间值。

3.如权利要求1所述拟人型炒茶机器人，其特征在于，所述a₀₂、a₁₂、a₂₂、a₃₂、a₄₂、a₅₂的解为：

a₀₂＝θ₀₂

其中θ₀₂为手抓在起点时小臂部件与水平方向的夹角，θ_2f为手抓在终点时小臂部件与水平方向的夹角，t_2f为手抓从起点运动到终点时预设时间值。