[发明专利]一种便携式助餐机器人

说明书

本发明涉及机器人技术领域，是一种重量较轻，便携式使用的助餐机器人，该技术可减少构型空间，节约操作时间。该机构主要包括三角形底座、机械臂、勺状机械臂执行机构、底座餐盘、摄像头组。工作时，摄像头判断用餐者意愿并确定人嘴的位置，然后机械臂移动到盛取位置，然后执行机构取食，然后控制机械臂整体将执行器末端送到人嘴前，停留十秒后，回到初始位置准备执行下次取食。以解决现有进食困难老人数量庞大、医护人员短缺、人工喂饭时间长的问题。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，是一种重量较轻，便携式使用的助餐机器人，该技术可减少构型空间，节约操作时间。

背景技术

我国人口老龄化、老年人口的高龄化、老年家庭的空巢化，空巢老人的生活自理能力日渐衰弱等一系列问题日趋严重。约900万空巢老人有进食困难，为解决人工喂饭时间长，照护人员数量短缺的问题，针对老年人设计的助餐机器人有很大的市场需求。

老年人的饮食特征与年轻时比发生了显著的变化，主要体现在：少食多餐；少量多种；差异化大；怕浪费；三餐流食居多；进食速度减慢。本发明通过对饮食特征进行分析，开展了便携式助餐机器人样机的研制工作，设计了一种基于三自由度机械臂的便携式助餐机器人机构。

发明内容

本发明设计了一种便携式助餐机器人机构，该机构占地空间小，工作空间足够、易于携带与放置，以解决上述背景技术中提到的现有进食困难老人数量庞大、医护人员短缺、人工喂饭时间长的问题。

一种便携式助餐机器人，其特征在于：包括三角形底座、机械臂、舵机、机械臂底座、控制旋转电机、勺状机械臂执行机构、执行电机、底座餐盘、摄像头组。

所述机械臂底座可旋转、机械臂由单个舵机控制、执行机构由执行电机控制俯仰角度，整个机构为三自由度，造价相对低廉。

所述摄像头组采取人嘴识别定位，摄像头组位置位于底座上，一体化结构便于移动与携带。

优选的，对于执行机构部分，为了保证取食量和稳定性，采用了精度较低的PLA材料；对于传动机构部分采用质量较轻的光敏树脂材料。

本发明将三自由度机械臂结构应用于助餐机器人，具有便携性好、成本低、人机相容性好等优点，整体结构紧凑，设计美观，使用方便且舒适。

附图说明

图1为本发明中整体机构示意图。

图2、3为本发明中机械臂部分结构细节图。

图中，1-三角形底座，2-机械臂，3-舵机，4-机械臂底座，5-控制旋转电机，6-勺状机械臂执行机构，7-执行电机，8-底座餐盘，9-摄像头组，10- 模式按钮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种便携式助餐机器人机构，包括1-三角形底座，2-机械臂，3-舵机，4-机械臂底座，5-控制旋转电机，6-勺状机械臂执行机构，7-执行电机，8-底座餐盘，9-摄像头组等。

助餐机器人取食过程：摄像头判断用餐者意愿并确定人嘴的位置，然后机械臂移动到盛取位置，然后执行机构取食，然后控制机械臂整体将执行器末端送到人嘴前，停留十秒后，回到初始位置准备执行下次取食。

机械臂的底座由舵机控制，为了美观简洁，舵机整体在样机平台的下部。底座为平行四边形机械臂机构提供了安装位置。因为底座上预留了竖直排布的两个安装孔，这两个安装孔安装平行的两条机械大臂。根据平行四边形原理，该机构的前端将保持水平。执行机构在不自主移动的情况下，将保持原位姿。

本发明的机械臂通过模拟人体手臂取食运动过程，主要是其中的三个自由度：肩、肘关节内外延展，腕关节内外旋以及腕关节展屈背伸运动，从而实现取食功能。本机械结构工作空间为球的表面，并非全位置工作，这样做的优点是简化了机械结构，减少了一个自由度，响应速度快了0.2s，更符合人吃饭时的模式。且本机构主要服务对象为老人，减少的自由度并不影响老人使用，老人头部活动范围小于正负5厘米时，该机构均能实现喂饭功能。