[发明专利]一种半自动助餐机器人

权利要求书

1.一种半自动助餐机器人，其特征在于，包括底盘、大臂、小臂和连接于小臂前端的餐勺；所述底盘上设有腰部回转机构；

所述大臂的一端通过大臂驱动机构与腰部回转机构相对转动连接，大臂的另一端通过小臂驱动机构与小臂后端相对转动连接，小臂前端通过餐勺驱动机构与所述餐勺相对转动连接；

所述小臂驱动机构包括：设于大臂上的小臂驱动电机和第一锥齿轮副，所述第一锥齿轮副包括相互啮合的第一主动锥齿盘和第一从动锥齿盘，所述第一主动锥齿盘与小臂驱动电机的输出轴传动连接，所述第一从动锥齿盘的轴孔中贯穿有小臂驱动轴，小臂驱动轴与所述小臂键连接，小臂驱动电机通过第一锥齿轮副带动小臂驱动轴转动，从而驱动小臂转动。

2.根据权利要求1所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述大臂驱动机构包括：用于调节大臂俯仰角度的大臂驱动电机，所述大臂驱动电机支撑于大臂驱动电机座上，所述大臂驱动电机的输出轴通过固定于大臂上的大臂俯仰连接架调节大臂俯仰角度。

3.根据权利要求2所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述腰部回转机构包括设于底盘内的腰部回转电机，所述腰部回转电机的输出轴上设置有电机轴套，腰部回转电机通过驱动与大臂驱动电机座固定连接的电机轴套调节大臂在水平方向的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述腰部回转机构还包括腰部回转盘，所述大臂驱动电机座通过电机轴套支撑于腰部回转盘上方，所述腰部回转盘上设有两组电机轴套旋转限位用光电编码器，所述电机轴套上还设有遮光片；所述光电编码器的发射器与接收器之间预留有可供遮光片进入的间隙；

当电机轴套带动遮光片旋转至所述间隙中时，表明电机轴套已至最大旋转角度，电机轴套不再继续旋转。

5.根据权利要求4所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述腰部回转盘上还设于用于限制大臂驱动电机座最大旋转角度的限位柱，所述大臂驱动电机座的下表面与限位柱相对应的设有弧形限位槽；所述限位槽的一侧设有可供限位柱旋入的入口，另一侧设有对限位柱进行旋转限位的侧挡壁；当大臂驱动电机座带动限位柱转至所述侧挡壁时，大臂驱动电机座因限位柱被限位而停止转动。

6.根据权利要求1所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述餐勺通过餐勺支架连接于小臂前端，所述餐勺支架上设有安装孔，餐勺手柄插入安装孔后通过锁紧螺栓与所述餐勺支架固定连接。

7.根据权利要求6所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述餐勺驱动机构包括：设于小臂上的餐勺驱动电机和第二锥齿轮副，所述第二锥齿轮副包括相互啮合的第二主动锥齿盘和第二从动锥齿盘，所述第二主动锥齿盘与餐勺驱动电机的输出轴传动连接，所述第二从动锥齿盘的轴孔中贯穿有餐勺驱动轴，所述餐勺驱动轴与餐勺支架键连接，餐勺驱动电机通过第二锥齿轮副带动餐勺驱动轴转动，从而带动设于餐勺支架上的餐勺转动。

8.根据权利要求1所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述底盘上还设有多个餐盘。

9.根据权利要求1所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述机器人还包括单片机和连接于单片机上的语音录入单元，所述单片机分别与大臂驱动机构、小臂驱动机构、餐勺驱动机构及腰部回转机构信号连接；用户通过语音录入单元向单片机发出控制指令，单片机通过语音识别启用相关控制程序，并根据大臂驱动机构、小臂驱动机构、餐勺驱动机构及腰部回转机构的当前位置计算各机构的运动轨迹，实现各机构的动作控制。

10.根据权利要求1所述的半自动助餐机器人，其特征在于，所述机器人还包括单片机及与单片机信号连接的头戴鼠标，用户通过点头和或摇头输出控制指令，单片机根据用户输入的控制指令、及大臂驱动机构、小臂驱动机构、餐勺驱动机构、腰部回转机构的当前位置计算各机构的运动轨迹，实现各机构的动作控制。