[发明专利]一种进食辅助机器人

权利要求书

1.一种进食辅助机器人，其特征在于，包括夹持器、机械臂以及用于带动所述夹持器和机械臂整体做升降运动、前后移动及左右摆动的主体旋转升降装置，夹持器包括夹持器外壳及设置在夹持器外壳前端的用于夹取食物的勺子，夹持器外壳与所述机械臂的前端相铰接并能够相对于所述机械臂上下摆动，所述勺子包括第一半勺和第二半勺，所述夹持器外壳内设置有用于带动所述第一、第二半勺相互分离和相互靠拢的夹持驱动装置；所述主体旋转升降装置包括第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端与所述机械臂的后端相连，第二连杆的一端与所述第一连杆相铰接，第一连杆的长度大于第二连杆的长度；所述主体旋转升降驱动装置还包括用于改变第一连杆和第二连杆之间的夹角的升降驱动机构；所述升降驱动机构包括用于带动所述第一连杆未与机械臂相连的一端做升降运动的第一升降驱动机构以及用于带动所述第二连杆未与第一连杆相连的一端做升降运动的第二升降驱动机构；当第一连杆和第二连杆做同步升降运动时，第一、第二连杆之间的夹角不变，所述机械臂和夹持器在第一、第二连杆的作用下做升降运动；当第一连杆和第二连杆做异步升降运动时，第一连杆、第二连杆之间的夹角改变，所述机械臂和夹持器在第一、第二连杆的作用下做前后移动；所述第一升降驱动机构包括第四电机、第二滚珠丝杠副、第一上导向关节和第二上导向关节，第二滚珠丝杠副包括由第四电机驱动旋转的第二丝杠及与第二丝杠相适配的第二滚珠轴承，第二丝杠旋转带动第二滚珠轴承沿第二丝杠做升降运动，第二滚珠轴承与所述第一上导向关节相连，第一上导向关节还与所述第二上导向关节相连，所述第一连杆未与机械臂相连的一端与所述第二上导向关节相铰接；所述第二升降驱动机构包括第五电机、第三滚珠丝杠副、第一下导向关节和第二下导向关节，第三滚珠丝杠副包括由第五电机驱动旋转的第三丝杠及与第三丝杠相适配的第三滚珠轴承，第三丝杠旋转带动第三滚珠轴承沿第三丝杠做升降运动，第三滚珠轴承与所述第一下导向关节相连，第一下导向关节还与所述第二下导向关节相连，所述第二连杆未与第一连杆相连的一端与所述第二下导向关节相铰接；所述主体旋转升降装置还包括用于带动所述第一连杆、第二连杆、机械臂及夹持器整体进行左右摆动的摆动驱动机构，所述摆动驱动机构包括第六电机、主动轴、从动轴及传动组件，所述主动轴由第六电机带动旋转，主动轴通过传动组件带动从动轴旋转，所述传动组件包括套置在主动轴上部且随主动轴同步旋转的上联动块以及套置在主动轴下部且随主动轴同步旋转的下联动块，所述从动轴的顶端与上联动块相连、底端与下联动块相连；所述第二上导向关节的一端套置在主动轴上、另一端套置在从动轴上，第二下导向关节的一端套置在主动轴上、另一端套置在从动轴上，从动轴旋转时带动第二上、下导向关节绕主动轴旋转，从而带动所述第一连杆、第二连杆、机械臂及夹持器整体左右摆动。

2.根据权利要求1所述的一种进食辅助机器人，其特征在于，所述夹持驱动装置包括第一勺杆、第二勺杆、第一勺柄、第二勺柄和转轴，第一勺柄和第二勺柄交叉设置且两者的中部相互铰接，所述第一半勺设置在第一勺柄的前端，第二半勺设置在第二勺柄的前端，第一勺柄的末端与所述第一勺杆的前端相铰接，第二勺柄的末端与第二勺杆的前端相铰接，第一勺杆的末端和第二勺杆的末端共同套置在所述转轴上且绕转轴同步转动，所述第一勺杆、第二勺杆、第一勺柄和第二勺柄配合形成平行四边形机构；所述夹持驱动装置还包括用于带动所述转轴作往复直线运动的直线驱动机构。

3.根据权利要求2所述的一种进食辅助机器人，其特征在于，所述直线驱动机构包括第一电机及由第一电机驱动的第一滚珠丝杠副，所述第一电机安装在所述夹持器外壳上，第一滚珠丝杠副包括第一丝杠及与第一丝杠相适配的第一滚珠轴承，第一丝杠由所述第一电机驱动，所述转轴设置在第一滚珠轴承上，所述第一电机通过第一滚珠丝杠副及所述平行四边形机构的相互配合实现对第一半勺和第二半勺的开合控制。

4.根据权利要求1所述的一种进食辅助机器人，其特征在于，所述机械臂包括臂架及设置在臂架前端的第一传动轴，所述夹持器外壳上开设有与所述第一传动轴相适配的轴孔，所述臂架上设置有用于驱动所述第一传动轴转动的旋转驱动机构，旋转驱动机构通过驱动所述第一传动轴转动带动所述夹持器外壳相对于臂架的前端上下摆动。