[发明专利]一种喂食机械臂及其喂食方法

说明书

本发明属于协作机械臂技术领域，公开了一种喂食机械臂及其喂食方法，喂食机械臂包括底座、机械臂主体和喂食装置，所述机械臂主体的底端与底座转动连接，喂食装置设于机械臂主体的顶端；具体应用时，机械臂能够从指定的夹取坐标位置取食，并送往指定的喂食坐标位置供使用者食用。本发明通过电流传感器检测舵机中的电流变化，对取食过程进行调控，能够在喂食装置发生触碰事件后控制舵机及时悬停，自动化程度高，能够与多种餐具配合使用；通过使用者对喂食装置施加力的作用，自动识别使用者的意图，实现再次取食，提高了操控性，更加智能化，降低了使用者的操控难度。因此，本发明适合推广使用。

技术领域

本发明属于协作机械臂技术领域，具体涉及一种喂食机械臂及其喂食方法。

背景技术

机械臂是一个多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性,已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用；随着机械臂的深入研发，其结构和精度均得到极大的改善，已不仅仅在目前的领域应用，还拓展至诸多直接辅助人进行操作的技术领域，甚至能部分代替人的工作，在健康维护领域，已经有用于喂食的机械臂投入运用，为部分丧失行为能力或完全丧失行为能力的人员辅助喂食，减少护理人员的劳动强度，也能增加护理人员的工作半径，使护理人员能同时照看更多的人。

用于喂食的机械臂主要包括两大类，一类是利用通用型协作机械臂，对其进行定制化编程开发，使其实现喂食功能。然而通用型协作机械臂成本极高，一般在10到20万人民币左右，用如此昂贵的机械臂来实现喂饭这样的日常功能是不合理的，因此此类机械臂只停留在一些实验室或者演示项目中。

另一类是为喂食专门研发的喂食机械臂，这类机械臂在市场上还非常缺乏，也存在诸多不足。例如：几乎有所的机械臂只能使用单一的勺子舀食物，难以实现顺利舀取，也无法将餐盘中的食物舀尽，造成食物浪费；此类机械臂体积庞大，难以控制，部分机械臂通过设置单独的操纵杆，由用餐者通过下巴进行控制选取食物，但并不理想；此类喂食机械臂，大多都需要使用配套的一体餐盘，这样的目的是让夹取食物的三维坐标完全可控，但是这也带来了严重的限制，餐盘格子数量决定了菜品数量；餐盘容积限制了食物总量等。

因此，在本领域为了将喂食机械臂的喂食顺畅度及操控便捷度等进一步提高，需要提出更为合理的技术方案，以更好地解决当下的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种喂食机械臂，旨在改进喂食机械臂的喂食装置，使其能够顺利获取食物，提高喂食的效率并减少食物浪费。

为了实现上述效果，本发明所采用的技术方案为：

一种喂食机械臂，包括底座、机械臂主体和喂食装置，所述机械臂主体的底端与底座转动连接，喂食装置设于机械臂主体的顶端。具体地说，所述的底座内设置有控制板和底部舵机，底部舵机用于驱动机械臂水平转动；所述的机械臂主体包括多段依次连接的机臂，相邻机臂由机臂舵机驱动后在竖直方向相对转动，底部舵机和机臂舵机均电连接至控制板，且每个舵机与控制板之间均连接有电流传感器；所述的喂食装置包括相互扣合的下部勺体和上部勺体，所述下部勺体固定连接至机械臂，所述上部勺体由喂食舵机驱动后在竖直方向转动，实现喂食装置的开启和关闭。

本发明通过底座和机械臂主体驱动喂食装置，底座实现水平面上的驱动，机械臂主体实现竖直面上的驱动，喂食装置从指定夹取位置获取食物后送至指定喂食位置，方便使用者用餐。

底座固定整个装置，保证整个装置的稳定连接和可靠运行，故对上述技术方案进行优化，所述的底座包括底板和底盖，底盖扣合在底板上，且底盖的上表面设置有轴孔，底部舵机的输出轴竖直穿出轴孔。

作为优选的方案，所述底板可连接固定在桌面或其他某指定位置，底板上预留连接孔，利用连接件进行固定。