自动送餐系统的制作方法

本发明属于护理机械技术领域，具体涉及一种自动送餐系统。

背景技术：

随着现代社会生活步伐的加快，很多子女们忙于工作而无暇照顾好自己的年迈的父母，子女本应是老人日常的主要照顾者，但目前的“4-2-1式家庭结构”却致使越来越多的老年人“照顾缺位”。目前大多年迈的老人一般都交给了保姆或养老院进行照顾，但由于一些原因经常会出现照顾老人不佳的情况，甚至保姆虐待老人的事件也时有报道。

当子女或护理者不在时，行动不便的老人就餐很不方便，这就经常导致老人一直要等待子女或护理者回来时才能就餐。这十分不利于老人的健康。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动送餐系统。

本发明包括护理床、送餐机构、食物存储柜、运输小车和食物补给柜。所述的护理床包括床架、床板组件、第一翻转驱动件和第二翻转驱动件。所述的床板组件包括背板、臀板、大腿板和小腿板。所述的臀板与床架的中部固定。所述背板内侧边缘的两端均与臀板的一侧边缘铰接。臀板的另一侧边缘与大腿板的一侧边缘铰接。大腿板的另一侧边缘与小腿板的一侧边缘铰接。所述的背板由第一翻转驱动件驱动。所述的大腿板由第二翻转驱动件驱动。

所述的送餐机构包括横滑架、横滑块、横移驱动件、纵滑架、纵滑块、纵移驱动件、翻转杆、第一关节电机、第二关节电机、连接板、第一梳齿条和喂食机械臂。所述横滑架与床架的一侧固定。横滑块与横滑架构成滑动副。横滑块由横移驱动件驱动。纵滑架与横滑块固定。纵滑块与纵滑架构成滑动副。纵滑块由纵移驱动件驱动。所述翻转杆的内端与纵滑块构成转动副。翻转杆由第一关节电机驱动。所述翻转杆的外端与连接板的内端构成转动副。连接板由第二关节电机驱动。所述连接板的外端固定有依次等间距排列的n根第一梳齿条，3≤n≤8。第一梳齿条的宽度为c，1mm≤c≤5mm。相邻两根第一梳齿条的间距为d，1mm≤d≤8mm。

所述的食物补给柜包括补给架、补给侧板、补给底板、补给隔板和推出机构。所述的补给底板水平设置，且与补给架的中部固定。两块补给侧板分别固定在补给架的两侧。间隔设置的两块补给隔板均与补给架固定，且均位于两块补给侧板之间。补给隔板的底部与补给底板间隔a距离设置。食物补给柜内的两块补给隔板之间叠放有多个饭盒。饭盒的高度为b，0.5a＜b＜a。推出机构包括推出滑架、推出滑块、推盒块和推出驱动件。所述的推出滑架固定在补给底板的底面上。所述的推出滑块与推出滑架构成滑动副。所述的补给底板上开设有滑槽。所述的推盒块设置补给底板的顶面上。推盒块的底部穿过滑槽并与推出滑块固定。

所述的运输小车包括车座、行进驱动组件和梳齿架。车座由行进驱动组件驱动。所述梳齿架的底部与车座的顶部固定。所述梳齿架的底部的顶部设置有依次等间距排列的n-1根第二梳齿条。第二梳齿条的宽度为e。相邻两根第二梳齿条的间距为f。e+f＝c+d，且e＜d。

所述的食物存储柜包括存储框架、第一储存隔板、第二储存隔板、加热管、第一搁置架、第二搁置架和存储升降机构。所述的第一储存隔板、第二储存隔板间隔固定在存储框架内，第一储存隔板、第二储存隔板将存储框架分隔为加热区、常温区和垃圾区。垃圾区的入口处顶部设置有卸盒板。所述的加热管与存储框架固定，且位于加热区的顶部。

所述的第一搁置架与存储框架固定，且位于常温区内。第一搁置架上固定有依次等间距排列的n-1根第三梳齿条。第三梳齿条的宽度为e。相邻两根第三梳齿条的间距为f。

第二搁置架均设置在加热区内，且与储存框架构成滑动副。第二搁置架由存储升降机构驱动。第二搁置架的两侧与存储框架构成沿竖直方向滑动的滑动副。第二搁置架上固定有依次等间距排列的n-1根第四梳齿条。第四梳齿条的宽度为e。相邻两根第四梳齿条的间距为f。

进一步地，初始状态下，背板、臀板、大腿板及小腿板的顶面均水平设置。

进一步地，所述的第一翻转驱动件、第二翻转驱动件、辅助排便机构及床单更换机构均位于床板组件的下方。

进一步地，所述的送餐机构还包括喂食机械臂。所述的喂食机械臂包括第一旋转舵机、臂座、第二旋转舵机、关节和喂食架。关节由驱动舵机和转动架组成；驱动舵机的输出轴与转动架固定。关节共有m个，2≤m≤6。m个关节依次排列连接，上一级关节的转动架与下一级关节的驱动舵机固定。位于首端的关节的驱动舵机与臂座固定。臂座与旋转舵机的输出轴固定，旋转舵机固定在连接板上。位于末端的关节的转动架与第二旋转舵机固定。第二旋转舵机的输出轴与喂食架固定。喂食架上固定有喂食勺和饮水管。饮水管的内端与放置在床架一侧的饮水桶相连。

进一步地，所述的行进驱动组件包括车轮和行进电机。四个行进电机两两一组对中固定在车座底部的两侧；四个行进电机的输出轴与四个车轮分别固定。

进一步地，所述的第一翻转驱动件包括第一翻转电机、第一丝杠、第一滑块和第一连杆。所述的第一丝杠支承在床架上。第一翻转电机固定在床架上。第一翻转电机的输出轴与第一丝杠的一端固定。第一滑块与床架构成滑动副，且与第一丝杠构成螺旋副。第一连杆的一端与第一滑块铰接，另一端与背板铰接。

所述的第二翻转驱动件包括第二翻转电机、第二丝杠、第二滑块和第二连杆。所述的第二丝杠支承在床架上。第二翻转电机固定在床架上。第二翻转电机的输出轴与第二丝杠的一端固定。第二滑块与床架构成滑动副，且与第二丝杠构成螺旋副。第二连杆的一端与第二滑块铰接，另一端与大腿板铰接。

进一步地，所述的横移驱动件包括横移电机和横移丝杠。横移丝杠支承在横滑架上。横滑块与横移丝杆构成螺旋副。横移电机固定在横滑架上。横移电机的输出轴与横移丝杆的一端固定。

所述的纵移驱动件包括纵移电机和纵移丝杠。纵移丝杠支承在纵滑架上。纵滑块与纵移丝杆构成螺旋副。纵移电机固定在纵滑架上。纵移电机的输出轴与纵移丝杆的一端固定。

所述的第一关节电机固定在纵滑块上。第一关节电机的输出轴与翻转杆固定。

所述的第二关节电机固定在翻转杆上。第二关节电机的输出轴与连接板固定。

进一步地，所述的推出驱动件包括推出丝杠和推出电机。推出丝杠支承在推出滑架上。推出电机与推出滑架固定。推出电机的输出轴与推出丝杆的一端固定。所述的推出滑块与推出丝杠构成螺旋副。

进一步地，所述的存储升降机构包括存储丝杠、存储滑块、同步带轮、同步带和存储电机。竖直设置的两根存储丝杠分别支承在存储框架的两侧。两个存储滑块与两根存储丝杠分别构成螺旋副。两个同步带轮与两根存储丝杠的顶端分别固定。两个同步带轮通过同步带连接。存储电机固定在存储框架上。存储电机的输出轴与其中一根存储丝杠的一端固定。两个存储滑块均与第二搁置架固定。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明能够自动为被护理者运输、加热食物，并能够实现自动喂食。

2、本发明能够持续多次向被护理者运输食物，降低了工作人员需要出现的频率。

3、本发明通过梳齿交换的方式进行饭盒在不同机构间的交替，运输稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中护理床的立体图；

图3为本发明中护理床的仰视图；

图4为本发明中送餐机构拆去喂食机械臂的立体图；

图5为本发明中喂食机械臂的立体图；

图6为本发明中食物补给柜的立体图；

图7为本发明中推出机构的立体图；

图8为本发明中运输小车的立体图；

图9为本发明中食物存储柜的第一张示意图；

图10为本发明中食物存储柜的第二张示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2和3所示，自动送餐系统，包括护理床1、送餐机构2、食物存储柜3、运输小车4和食物补给柜5。护理床1包括床架1-1、床板组件、第一翻转驱动件和第二翻转驱动件。第一翻转驱动件及第二翻转驱动件均位于床板组件的下方。床板组件包括背板1-2、臀板1-3、大腿板1-4和小腿板1-5。臀板1-3与床架1-1的中部固定。背板1-2内侧边缘的两端均与臀板1-3的一侧边缘铰接。臀板1-3的另一侧边缘与大腿板1-4的一侧边缘铰接。大腿板1-4的另一侧边缘与小腿板1-5的一侧边缘铰接。背板1-2、臀板1-3、大腿板1-4、小腿板1-5构成能够辅助老人坐起的床板。

第一翻转驱动件包括第一翻转电机1-6、第一丝杠1-7、第一滑块1-8和第一连杆。沿床架1-1长度方向设置的第一丝杠1-7支承在床架1-1上，且位于背板1-2的正下方。第一翻转电机1-6固定在床架1-1上。第一翻转电机1-6的输出轴与第一丝杠1-7的一端固定。第一滑块1-8与床架1-1构成滑动副，且与第一丝杠1-7构成螺旋副。第一连杆的一端与第一滑块1-8铰接，另一端与背板1-2的中部铰接。通过第一翻转电机1-6的转动能够驱动背板1-2翻转。

第二翻转驱动件包括第二翻转电机1-9、第二丝杠1-10、第二滑块1-11和第二连杆。沿床架1-1长度方向设置的第二丝杠1-10支承在床架1-1上，且位于大腿板1-4的正下方。第二翻转电机1-9固定在床架1-1上。第二翻转电机1-9的输出轴与第二丝杠1-10的一端固定。第二滑块1-11与床架1-1构成滑动副，且与第二丝杠1-10构成螺旋副。第二连杆的一端与第二滑块1-11铰接，另一端与大腿板1-4的中部铰接。通过第二翻转电机1-9的转动能够驱动大腿板1-4翻转，从而带动小腿板1-5运动(小腿板1-5远离大腿板1-4的那侧边缘在床架1-1上滑移)。初始状态下，背板1-2、臀板1-3、大腿板1-4及小腿板1-5的顶面均水平设置。

如图1和4所示，送餐机构2包括横滑架2-1、横滑块2-2、横移驱动件、纵滑架2-3、纵滑块2-4、纵移驱动件、翻转杆2-5、第一关节电机2-6、第二关节电机2-7、连接板2-8和第一梳齿条2-9。横滑架2-1与床架1-1的一侧固定。横滑块2-2与横滑架2-1构成滑动副。横移驱动件包括横移电机2-10和横移丝杠2-11。横移丝杠2-11支承在横滑架2-1上。横滑块2-2与横移丝杆构成螺旋副。横移电机2-10固定在横滑架2-1上。横移电机2-10的输出轴与横移丝杆的一端固定。纵滑架2-3与横滑块2-2固定。纵滑块2-4与纵滑架2-3构成滑动副。纵移驱动件包括纵移电机2-12和纵移丝杠2-13。纵移丝杠2-13支承在纵滑架2-3上。纵滑块2-4与纵移丝杆构成螺旋副。纵移电机2-12固定在纵滑架2-3上。纵移电机2-12的输出轴与纵移丝杆的一端固定。翻转杆2-5的内端与纵滑块2-4构成转动副。第一关节电机2-6固定在纵滑块2-4上。第一关节电机2-6的输出轴与翻转杆2-5固定。翻转杆2-5的外端与连接板2-8的内端构成转动副。第二关节电机2-7固定在翻转杆2-5上。第二关节电机2-7的输出轴与连接板2-8固定。连接板2-8的外端固定有依次等间距排列的四根第一梳齿条2-9。第一梳齿条2-9的宽度为c，c＝3mm。相邻两根第一梳齿条2-9的间距为d，d＝5mm。

如图1和5所示，喂食机械臂包括第一旋转舵机、臂座2-14、第二旋转舵机2-15、关节和喂食架。关节由驱动舵机2-16和转动架2-17组成；驱动舵机2-16的输出轴与转动架2-17固定。三个关节依次排列连接，上一级关节的转动架2-17与下一级关节的驱动舵机2-16固定。首端关节的驱动舵机2-16与臂座2-14固定。臂座2-14与旋转舵机的输出轴固定，旋转舵机固定在连接板2-8上。末端关节的转动架2-17与第二旋转舵机2-15固定。三个驱动舵机2-16输出轴轴线平行。第二旋转舵机2-15的输出轴与喂食架固定。喂食架上固定有喂食勺2-18和饮水管2-19。饮水管2-19的内端与放置在床架1-1一侧的饮水桶相连。

如图1、6和7所示，食物补给柜5包括补给架5-1、补给侧板5-2、补给底板5-3、补给隔板5-4和推出机构。补给底板5-3水平设置，且与补给架5-1的中部固定。互相平行且间隔设置的两块补给侧板5-2分别固定在补给架5-1的两侧。互相平行且间隔设置的两块补给隔板5-4均与补给架5-1固定。两块补给隔板5-4均位于两块补给侧板5-2之间，且均与补给底板5-3间隔a距离设置，a＝12mm。食物补给柜5内的两块补给隔板5-4之间叠放有多个饭盒。饭盒的高度为b，0.5a＜b＜a。推出机构包括推出滑架5-5、推盒块5-6、推出丝杠、推出滑块5-7和推出电机。推出滑架5-5固定在补给底板5-3的底面上。推出丝杠支承在推出滑架5-5上。推出电机与推出滑架5-5固定。推出电机的输出轴与推出丝杆的一端固定。推出滑块5-7与推出滑架5-5构成滑动副，且与推出丝杠构成螺旋副。补给底板5-3上开设有滑槽。推盒块5-6设置补给底板的顶面上。推盒块5-6的底部穿过滑槽并与推出滑块5-7固定。推盒块5-6顶面与补给底板5-3顶面的间距等于b。通过推盒块5-6的往复运动能够将推出机构内的饭盒逐个推出。其中一块补给隔板5-4与补给侧板5-2的边缘处平齐，便于饭盒的完整推出，该块补给隔板5-4的下方即为食物补给柜5的出口处。

如图1和8所示，运输小车4包括车座4-1、车轮4-2、行进电机和梳齿架4-3。四个行进电机两两一组对中固定在车座4-1底部的两侧；四个行进电机的输出轴与四个车轮4-2分别固定。梳齿架4-3的底部与车座4-1的顶部固定。梳齿架4-3的底部的顶部设置有依次等间距排列的三根第二梳齿条4-4。第二梳齿条4-4的宽度为e。相邻两根第二梳齿条4-4的间距为f。e+f＝c+d，且e＜d。第二梳齿条4-4顶部与补给底板5-3的顶面等高设置。

如图1、9和10所示，食物存储柜3包括存储框架3-1、第一储存隔板3-2、第二储存隔板3-3、加热管、第一搁置架3-5、第二搁置架3-6和存储升降机构。水平设置的第一储存隔板3-2、第二储存隔板3-3间隔固定在存储框架3-1内，进而将存储框架3-1分隔为加热区、常温区和垃圾区。垃圾区的入口处顶部设置有卸盒板3-7。

第一搁置架3-5与存储框架3-1固定，且位于常温区内。第一搁置架3-5上固定有依次等间距排列的三根第三梳齿条3-8。第三梳齿条3-8的宽度为e。相邻两根第三梳齿条3-8的间距为f。所有第三梳齿条3-8均与第一储存隔板3-2间隔设置。加热管与存储框架3-1固定，且位于加热区的顶部。

第二搁置架3-6及存储升降机构均设置在加热区内。存储升降机构包括存储丝杠3-4、存储滑块、同步带轮、同步带和存储电机。竖直设置的两根存储丝杠分别支承在存储框架3-1的两侧。两个存储滑块与两根存储丝杠分别构成螺旋副。两个同步带轮与两根存储丝杠的顶端分别固定。两个同步带轮通过同步带连接。存储电机固定在存储框架3-1上。存储电机的输出轴与其中一根存储丝杠的一端固定。两个存储滑块均与第二搁置架3-6固定。第二搁置架3-6的两侧与存储框架3-1构成沿竖直方向滑动的滑动副。第二搁置架3-6上固定有依次等间距排列的三根第四梳齿条3-9。第四梳齿条3-9的宽度为e。相邻两根第四梳齿条3-9的间距为f。存储升降机构能够将放上第四梳齿条3-9的饭盒升高至靠近发热管的位置进行加热。

本发明的工作原理具体如下：

步骤一、运输小车4移动至食物补给柜5的出口处。推出电机正转，使得一个饭盒被推送至运输小车4上。

步骤二、运输小车4行进至送餐机构2处。横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9到达三根第二梳齿条4-4的下方，且四根第一梳齿条2-9与三根第二梳齿条4-4在同一水平面上的投影不相交。

步骤三、纵移电机2-12正转，使得四根第一梳齿条2-9升高至高于三根第二梳齿条4-4的状态。三根第二梳齿条4-4上的饭盒被转移至四根第一梳齿条2-9上。

步骤四、横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9到达三根第三梳齿条3-8的上方，且四根第一梳齿条2-9与三根第三梳齿条3-8在同一水平面上的投影不相交。

步骤五、纵移电机2-12反转，使得四根第一梳齿条2-9降低至低于三根第三梳齿条3-8的状态。四根第一梳齿条2-9上的饭盒被转移至三根第三梳齿条3-8上。

步骤六、被护理者需要就餐时，横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9到达三根第三梳齿条3-8的下方，且四根第一梳齿条2-9与三根第三梳齿条3-8在同一水平面上的投影不相交。

步骤七、纵移电机2-12正转，使得四根第一梳齿条2-9升高至高于三根第三梳齿条3-8的状态。三根第三梳齿条3-8上的饭盒被转移至四根第一梳齿条2-9上。

步骤八、横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9到达三根第四梳齿条3-9的上方，且四根第一梳齿条2-9与三根第四梳齿条3-9在同一水平面上的投影不相交。

步骤九、两个存储电机同步正转，使得三根第四梳齿条3-9升高至高于四根第一梳齿条2-9的状态。四根第一梳齿条2-9上的饭盒被转移至三根第四梳齿条3-9上。且饭盒靠近加热管。加热管通电加热饭盒内的食物。

步骤十、饭盒内的食物加热完成后，两个存储电机同步反转，使得三根第四梳齿条3-9降低至低于四根第一梳齿条2-9的状态。三根第四梳齿条3-9上的饭盒被转移至四根第一梳齿条2-9上。

步骤十一、第一翻转电机1-6及第二翻转电机1-9均正转，使得背板1-2及大腿板1-4均向上翻转。小腿板1-5在大腿板1-4的带动下滑移并翻转。使得被护理者坐起，且小腿板1-5与大腿板1-4的连接处能够支撑被护理者的膝关节。

步骤十二、横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9到达被护理者的胸口处。喂食机械臂将食物喂给被护理者。

步骤十三、被护理者进餐完成后，横移电机2-10、纵移电机2-12、第一关节电机2-6及第二关节电机2-7转动，使得四根第一梳齿条2-9上的饭盒伸入食物存储柜3的垃圾区内。

步骤十四、纵移电机2-12正转，使得饭盒的顶部高于卸盒板3-7的下边缘。之后，横移电机2-10转动，使得四根第一梳齿条2-9离开食物存储柜3的垃圾区。饭盒在卸盒板3-7的阻挡下留在存储柜的垃圾区内，并掉落到垃圾区的底部。

步骤十五、重复执行步骤一至十四。