一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人

摘要

本发明涉及一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人，包括移动式底座、设置在移动式底座上的升降机构、设置在升降机构上的机械臂水平旋转机构、设置在机械臂水平旋转机构上的机械臂、设置在机械臂一端的机械手翻转机构以及与机械手翻转机构传动连接的机械手机构，移动式底座上还设有置物平台。与现有技术相比，本发明通过移动式底座实现装置在房间内的移动，通过升降机构以适应不同平台高度的变化，通过机械臂及机械手机构实现待收拾物品的抓取，并放置到装置的置物平台上或者厨房内指定位置，通过机械手翻转机构实现餐具内残留饭菜的倾倒，进而实现餐桌的清理以及厨房餐具的收拾，自动化及智能化程度高。

说明书

技术领域

本发明属于家务机器人技术领域，涉及一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人。

背景技术

随着科技的发展，人类的生活已经开始走向机器化、智能化时代，智能家居产品成为人们的迫切需求。研究发现，繁琐的家务工作占据了人们的大量时间。例如：人们在做完饭菜后，需要花费大量的时间和精力收拾厨台和餐桌，严重影响了人们的生活质量和水平。因此，如何帮助人们从繁琐的家务劳动中解放出来，成为技术发展的重要方向。

然而，虽然目前市场上出现了一些家务机器人，但这些产品的使用往往都需要人为的辅助。例如：洗碗机的使用需要人为的将餐桌和厨房中的脏碗筷等餐具收拾好后放入洗碗机内，并且洗碗之后需要人为将其取出。

因此，有必要开发出一种自动化程度高的家务机器人，以实现餐桌清理和厨房餐具收拾。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人，当一家人吃完饭之后，能够实现餐桌的清理、厨房餐具的收集和清理，实现厨台物品摆放。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人，该机器人包括移动式底座、设置在移动式底座上的升降机构、设置在升降机构上的机械臂水平旋转机构、设置在机械臂水平旋转机构上的机械臂、设置在机械臂一端的机械手翻转机构以及与机械手翻转机构传动连接的机械手机构，所述的移动式底座上还设有置物平台。

进一步地，所述的移动式底座包括底板、设置在底板上的侧板、设置在侧板顶部的顶板以及一对并列设置在底板上的移动机构。

进一步地，所述的移动机构包括设置在底板上的移动轮电机安装板、设置在移动轮电机安装板上的移动轮电机以及与移动轮电机传动连接的移动轮，所述的移动轮电机与移动轮之间设有蜗轮蜗杆组件，该蜗轮蜗杆组件与移动轮之间设有行星齿轮组件，所述的蜗轮蜗杆组件的蜗轮与行星齿轮组件的中心齿轮同轴固定连接。移动轮电机依次通过蜗轮蜗杆组件、行星齿轮组件带动移动轮转动。通过轴承支持，能够使得移动平稳。

进一步地，所述的升降机构包括并列设置在顶板上的升降驱动电机及丝杠螺母组件、设置在升降驱动电机与丝杠螺母组件之间的带轮传动组件以及设置在丝杠螺母组件顶部的机械臂支撑板。机械臂支撑板高于顶板，用于支撑机械臂。升降驱动电机通过带轮传动组件带动丝杠螺母组件运动，实现机械臂支撑板的上升或下降。

进一步地，所述的丝杠螺母组件包括竖直贯穿顶板的丝杠以及套设在丝杠上的螺母，该螺母与顶板之间设有螺母轴承，所述的带轮传动组件包括套设在丝杠上并与螺母固定连接的大带轮、与升降驱动电机的输出轴相连的小带轮以及绕设在大带轮与小带轮之间的传动带。采用丝杠螺母组件实现升降，通过升降驱动电机带动小带轮旋转，小带轮通过传动带将动力传到大带轮，大带轮与螺母连接，从而带动螺母旋转，实现升降功能。

进一步地，所述的顶板上还设有一对与机械臂支撑板相适配的滑块导轨机构，所述的滑块导轨机构包括竖直设置在顶板上的导轨安装板、竖直设置在导轨安装板侧面的导轨以及移动设置在导轨上并与机械臂支撑板的端部相连的滑块。滑块导轨机构配合升降机构，用于实现升降的平稳与准确。

进一步地，所述的机械臂水平旋转机构包括设置在机械臂支撑板上的机械臂底座、水平设置在机械臂底座顶部与机械臂底部之间的滚珠轴承以及竖直设置在机械臂底座上并与机械臂传动连接的水平旋转电机。通过水平旋转电机带动机械臂水平旋转，并配合滚珠结构，能够使旋转时减少摩擦。

进一步地，所述的机械手翻转机构包括水平设置在机械臂一端的翻转电机安装架以及设置在翻转电机安装架上的翻转电机，所述的机械手机构与翻转电机传动连接。翻转电机能够带动机械手机构绕x轴转动，实现餐具的倾倒。

进一步地，所述的机械手机构包括机械手安装架、设置在机械手安装架上并与机械手安装架铰接的机械手夹爪以及设置在机械手安装架上并与机械手夹爪传动连接的机械手开合电机，该机械手开合电机与机械手夹爪之间设有齿轮组。机械手开合电机带动齿轮组旋转，通过齿轮啮合实现机械手夹爪的开合抓取。

进一步地，所述的机械手夹爪上设有一对上弧形部及一对下弧形部，所述的上弧形部在水平面上的投影凸出于下弧形部在水平面上的投影。机械手夹爪上设有弧形结构，能够抓住任何形状大小适中的餐具。同时，上弧形部上面的突出部分能够使在翻转餐具的时候不至于使餐具滑落。

与现有技术相比，本发明通过移动式底座实现装置在房间内的移动，通过升降机构以适应不同平台高度的变化，通过机械臂及机械手机构实现待收拾物品的抓取，并放置到装置的置物平台上或者厨房内指定位置，通过机械手翻转机构实现餐具内残留饭菜的倾倒，进而实现餐桌的清理以及厨房餐具的收拾，自动化及智能化程度高。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的主视剖视结构示意图；

图3为本发明中移动机构的结构示意图；

图4为本发明中蜗轮与中心齿轮的连接结构示意图；

图5为本发明中移动机构(省略蜗轮和中心齿轮)的结构示意图；

图6为本发明中升降机构(省略机械臂支撑板)的结构示意图；

图7为本发明中升降机构(省略机械臂支撑板)的主视剖视结构示意图；

图8为本发明中机械臂水平旋转机构及机械臂的结构示意图；

图9为本发明中机械臂水平旋转机构的主视结构示意图；

图10为本发明中机械手翻转机构及机械手机构的结构示意图；

图11为本发明中上弧形部及下弧形部的结构示意图；

图中标记说明：

1—机械臂、2—置物平台、3—底板、4—侧板、5—顶板、6—移动轮电机安装板、7—移动轮电机、8—移动轮、9—蜗轮、10—中心齿轮、11—升降驱动电机、12—机械臂支撑板、13—丝杠、14—螺母、15—螺母轴承、16—大带轮、17—小带轮、18—传动带、19—导轨安装板、20—导轨、21—滑块、22—机械臂底座、23—滚珠轴承、24—水平旋转电机、25—翻转电机安装架、26—翻转电机、27—机械手安装架、28—机械手夹爪、29—机械手开合电机、30—齿轮组、31—上弧形部、32—下弧形部。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1、图2所示的一种能够实现餐桌清理和厨房餐具收拾的家务机器人，包括移动式底座、设置在移动式底座上的升降机构、设置在升降机构上的机械臂水平旋转机构、设置在机械臂水平旋转机构上的机械臂1、设置在机械臂1一端的机械手翻转机构以及与机械手翻转机构传动连接的机械手机构，移动式底座上还设有置物平台2。

其中，移动式底座包括底板3、设置在底板3上的侧板4、设置在侧板4顶部的顶板5以及一对并列设置在底板3上的移动机构。

如图3、图4、图5所示，移动机构包括设置在底板3上的移动轮电机安装板6、设置在移动轮电机安装板6上的移动轮电机7以及与移动轮电机7传动连接的移动轮8，移动轮电机7与移动轮8之间设有蜗轮蜗杆组件，该蜗轮蜗杆组件与移动轮8之间设有行星齿轮组件，蜗轮蜗杆组件的蜗轮9与行星齿轮组件的中心齿轮10同轴固定连接。

如图6、图7所示，升降机构包括并列设置在顶板5上的升降驱动电机11及丝杠螺母组件、设置在升降驱动电机11与丝杠螺母组件之间的带轮传动组件以及设置在丝杠螺母组件顶部的机械臂支撑板12。丝杠螺母组件包括竖直贯穿顶板5的丝杠13以及套设在丝杠13上的螺母14，该螺母14与顶板5之间设有螺母轴承15，带轮传动组件包括套设在丝杠13上并与螺母14固定连接的大带轮16、与升降驱动电机11的输出轴相连的小带轮17以及绕设在大带轮16与小带轮17之间的传动带18。

顶板5上还设有一对与机械臂支撑板12相适配的滑块导轨机构，滑块导轨机构包括竖直设置在顶板5上的导轨安装板19、竖直设置在导轨安装板19侧面的导轨20以及移动设置在导轨20上并与机械臂支撑板12的端部相连的滑块21。

如图8、图9所示，机械臂水平旋转机构包括设置在机械臂支撑板12上的机械臂底座22、水平设置在机械臂底座22顶部与机械臂1底部之间的滚珠轴承23以及竖直设置在机械臂底座22上并与机械臂1传动连接的水平旋转电机24。

如图10所示，机械手翻转机构包括水平设置在机械臂1一端的翻转电机安装架25以及设置在翻转电机安装架25上的翻转电机26，机械手机构与翻转电机26传动连接。机械手机构包括机械手安装架27、设置在机械手安装架27上并与机械手安装架27铰接的机械手夹爪28以及设置在机械手安装架27上并与机械手夹爪28传动连接的机械手开合电机29，该机械手开合电机29与机械手夹爪28之间设有齿轮组30。

如图11所示，机械手夹爪28上设有一对上弧形部31及一对下弧形部32，上弧形部31在水平面上的投影凸出于下弧形部32在水平面上的投影。

应用时，通过移动式底座实现装置在房间内的移动，通过升降机构以适应不同平台高度的变化，通过机械臂1及机械手机构实现待收拾物品的抓取，并放置到装置的置物平台2上或者厨房内指定位置，通过机械手翻转机构实现餐具内残留饭菜的倾倒，进而实现餐桌的清理以及厨房餐具的收拾。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。