[发明专利]一种盛饭装置及餐食盛取方法

权利要求书

1.一种盛饭装置，其特征在于：包括底座、设置在底座中央位置的餐盘旋转机构、设置在底座两侧的取送餐机械手机构和辅助机械手机构，餐盘旋转机构包括可旋转的旋转餐盘，旋转餐盘通过电机控制器旋转实现餐食的选择和同种餐食取餐区域的选择及在盛取区定位；取送餐机械手机构包括设置在底座上的固定角度旋转底座、腰关节、大臂、肘部、小臂、腕关节、肩关节、餐勺，大臂与旋转底座通过腰关节和肩关节连接，大臂和小臂通过肘部连接，餐勺与小臂通过腕关节连接；餐食盛取辅助机械手机构包括设置在底座上的辅助底座、辅助肩关节、辅助大臂、辅助肘关节、辅助小臂、餐食检测约束机构，辅助大臂与辅助底座通过辅助肩关节相连，辅助小臂与辅助大臂通过辅助肘关节相连，餐食检测约束机构与辅助小臂末端相连；餐食检测约束机构包括永久磁铁、刮板、餐食检测基板、微动开关、弹簧、定位环和定位片，定位环焊接在餐食整理刮板上；永久磁铁设置在定位环内部的餐食整理刮板上；定位片设置在定位环上且其侧面设计有一个凸起，定位环上设置有一个与凸起配合的槽口；定位片为铁磁性材料，与永久磁铁接触后，磁铁的吸引力使其与刮板吸附为一体，餐食检测基板上嵌有微动开关；餐食整理刮板前部与食物接触区为平板，后部与餐勺接触区带有两侧的刮削翼；餐食检测基板与定位片之间设置有弹簧，且微动开关位于弹簧中间，餐食检测基板的端部与辅助小臂连接。

2.一种根据权利要求1的盛饭装置的餐食盛取方法，其特征在于：包括盛饭过程、食物整理过程和喂饭过程；

盛饭过程如下：使用者说出想吃餐盘编号，盛饭装置接收送餐人机接口命令，取第i种餐食，餐盘旋转机构将选择的餐食旋转到取餐区，取送餐机械手机构从初始位置移动至“等待位”，调用取食规划子程序，根据当前餐盘内的餐食状态，盛取的次数n(i)，每次盛取的食量H0-H，通过模糊控制算法确定要盛取的餐食的位置，规划取食的路径和勺子的位姿，取送餐机械手机构按照规划的路径及位姿从“等待位”开始移动，经过腰关节旋转运动，肩关节带动大臂运动，肘部带动小臂运动，腕关节带动餐勺在取餐区盛取食物，完成后停在餐盘上的“检测位”，餐食盛取辅助机械手机构从初始位置，经过辅助肩关节旋转带动辅助大臂，辅助肘关节带动辅助小臂运动，辅助小臂带动餐食检测约束机构运动到“检测位”上方H0处的指定“约束位”，即餐勺上边缘与餐食整理刮板之间的距离为H0；食物整理过程如下：取送餐机械手控制餐勺匀速上升△H，△H为取送餐机械手控制餐勺匀速上升距离，上升运动的距离H＝H+△H，H为餐勺距检测位的距离，当弹簧压缩由H1变到H2，H1、H2为弹簧的长度，即餐食触碰微动开关有效时，停止餐勺运动，计算Hf＝H0-H，Hf定义为两个高度的差值；当Hf0时，取餐成功，取食次数n(i)＝n(i)+1；当H0-H＝0时，说明餐勺未满或者空勺，取餐机械手带动餐勺回退到等待位，勺子盛取餐食不足，重新盛取；当取餐成功时，保持辅助盛取机械手不动，取送餐机械手控制勺子保持水平姿态回退至盛取完成区，约束板将超出勺子宽度部分的食物刮掉，实现勺内多余餐食整理，餐食盛取辅助机械手机构复位；经过餐食检测约束机构的加固、去除后，饭菜可以稳定在餐勺中，不会在送给使用者途中，饭菜掉落；餐食盛取辅助机械手回退到初始位置防止下次取餐时与取送餐机械手的取餐轨迹有干涉；

喂饭过程如下：完成盛饭后，调用送食子程序，取送餐机械手机构移向使用者，餐勺开始送饭，经过腰关节旋转运动，肩关节带动大臂运动，肘部带动小臂运动，腕关节带动餐勺将餐食送到用餐者嘴边；当用餐者已将食物吃完，取送餐机械手机构移动到“等待位”如果还需要继续用餐，就等待取餐命令然后继续下一次的操作；如用餐结束，则餐食盛取辅助机械手机构，取送餐机械手机构复位，回到初始位置。