一种仿人切菜机器人的制作方法

本发明涉及切菜机器人技术领域，特别是一种仿人切菜机器人。

背景技术：

随着现代工业化进程的加快，机械自动化成为了社会的一种趋势。在工业生产中已经大量运用机器人完成生产线的加工与制造。随着人们对生活中物质文化需求的增多，机器人也渐渐走入了人们的生活之中。

专利号为“201721328158.7”的一种切菜机器人，包括切菜机器人本体、刀柄连接杆、第一固定轴、支撑柱、接菜盒、竹木切菜台、切菜台挡板、电机安装座、第一电机、第一凸轮、第二电机、传动轮、支撑架、挡板、第二固定轴、遮挡板、连接杆、第二凸轮、第三电机、控制开关、遮挡板、第一转动辊、传送带、从动轮、第二转动辊、滑槽、菜刀和安装柱；其通过传送带带动菜品匀速移动至竹木切菜台，通过第一凸轮带动菜刀做出快速上下切削运动，有效的提高了切菜效率。

但在上述方案中，菜品传送过程没有固定装置进行固定，菜刀无法整齐地进行切菜，蔬菜被切得杂乱无章，影响美观，难以与人工切菜媲美。因此，需要一种能够仿人工切菜并切菜整齐美观的切菜机器人来解决这一问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种仿人切菜机器人。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种仿人切菜机器人，包括底座、案板、切菜横移机构、切菜机构、横移按压机构、固定按压机构和控制器，所述案板固定在底座上，底座上设有第一支架和第二支架，案板一侧固定有挡板，第二支架位于挡板处，控制器安装在底座上。

所述切菜横移机构包括固定在第一支架上的矩形外壳，矩形外壳一侧安装有第一步进电机，第一步进电机旋转端伸入矩形外壳内，矩形外壳内设有螺杆和滑杆，螺杆一端通过联轴器与第一步进电机旋转端连接，螺杆另一端通过轴承安装在矩形外壳内，螺杆上设有与螺杆螺纹连接的螺母座，滑杆两端固定在矩形外壳内，滑杆穿插过螺母座且与螺母座滑动连接，矩形外壳朝向案板的一侧面上开有横移口，螺母座上固定有伸出横移口的横移板。

所述切菜机构包括固定在横移板上的切割外壳，切割外壳内设有转盘，横移板上安装有第二步进电机，第二步进电机旋转端伸入切割外壳且与转盘中心处连接，转盘边缘处铰接有连杆，切割外壳下端固定有限位套筒，限位套筒上端与切割外壳连通，限位套筒内插装有推杆，推杆上端与连杆铰接，横移板下方设有刀把，刀把一端铰接有竖杆，竖杆上端竖直固定在横移板上，刀把另一端安装有刀片，刀把中部与推杆铰接。

所述横移按压机构包括固定在横移板上的按压外壳，按压外壳内设有第三步进电机，第三步进电机旋转端伸出按压外壳且安装有旋转臂，旋转臂下端安装有第一伺服气缸，第一伺服气缸伸缩端安装有第一按压板，第一按压板下端固定有测压壳，测压壳顶端内壁安装有压力传感器，测压壳下端固定有两个套管，套管内插装有测压杆，测压杆上端伸入测压壳内且安装有第一测压板，第一测压板上方设有第二测压板，第一测压板与第二测压板间通过第一弹簧连接，测压杆下方设有第一压杆，第一压杆上套装有第一按压辊轮，第一压杆与测压杆固定连接，第一压杆两端均铰接有第二压杆，第二压杆上套装有第二按压辊轮，第二压杆另一端通过第二弹簧与第一按压板固定连接。

所述固定按压机构包括固定在第二支架上的第二伺服气缸，第二伺服气缸伸缩端竖直向下且安装有第二按压板，第二按压板下端设有防滑橡胶垫。

所述横移板上安装有第一红外测距传感器。

所述按压外壳位于刀片正上方。

所述第一按压板上安装有第二红外测距传感器。

所述第二按压板上安装有第三红外测距传感器。

所述控制器的信号输出端与所述第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、压力传感器、第一红外测距传感器、第二红外测距传感器和第三红外测距传感器的信号输入端电性连接，控制器的信号输出端与第一伺服气缸和第二伺服气缸控制端的信号输入端电性连接。

利用本发明的技术方案制作的一种仿人切菜机器人，通过固定按压机构先将蔬菜一端固定，通过切菜切菜机构仿人工运动进行切菜，通过横移按压机构按压刀片切割处的蔬菜，提高切菜过程的平稳性，通过切菜横移机构带动切菜机构和横移按压机构横移，在切菜过程中，蔬菜始终可以处于稳定状态，当横移按压机构即将移动至固定按压机构处时，横移按压机构自动旋起，只通过固定按压机构按下剩余的蔬菜，从而将蔬菜完整切好。

附图说明

图1是本发明所述一种仿人切菜机器人的结构示意图；

图2是本发明所述一种仿人切菜机器人的侧视剖视7图；

图3是本发明所述横移按压机构的局部示意图；

图4是本发明所述固定按压机构的示意图；

图5是本发明所述切菜横移机构的局部示意图；

图中，1、底座；2、案板；3、控制器；4、第一支架；5、第二支架；6、挡板；7、矩形外壳；8、第一步进电机；9、螺杆；10、滑杆；11、螺母座；12、横移口；13、横移板；14、切割外壳；15、转盘；16、第二步进电机；17、连杆；18、限位套筒；19、推杆；20、刀把；21、竖杆；22、刀片；23、按压外壳；24、第三步进电机；25、旋转臂；26、第一伺服气缸；27、第一按压板；28、测压壳；29、压力传感器；30、套管；31、测压杆；32、第一测压板；33、第二测压板；34、第一弹簧；35、第一压杆；36、第一按压辊轮；37、第二压杆；38、第二按压辊轮；39、第二弹簧；40、第二伺服气缸；41、第二按压板；42、防滑橡胶垫；43、第一红外测距传感器；44、第二红外测距传感器；45、第三红外测距传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-5所示，在本实施方案中，先将待切的蔬菜放置于案板2上，使蔬菜的长度方向与案板2长度方向一直，使蔬菜一端与挡板6接触；

随后通过控制器3启动切菜程序，第三红外测距传感器45检测其与下方挡板6处蔬菜的距离，并将信息发送到控制器3，控制器3整合信息后进行计算，控制器3控制第二伺服气缸40的伸缩端向下伸出一定长度，第二伺服气缸40伸缩端伸出并带动第二按压板41下移，第二按压板41通过防滑橡胶垫42将蔬菜一端压紧，使蔬菜保持固定，同时，第一红外测距传感器43检测其与案板2上蔬菜的距离，并将信息发送到控制器3，控制器3控制第一步进电机8输出一定角位移，第一步进电机8带动螺杆9旋转，螺母座11将螺杆9的旋转运动转化为直线运动并带动横移板13移动，滑杆10使横移板13可以平稳横移，当刀片22移动至蔬菜与挡板6相对另一端的正上方处时，第一步进电机8停止旋转，第一伺服气缸26伸缩端伸出，第一伺服气缸26带动第二按压板41下移，使第一按压辊轮36和第二按压辊轮38与蔬菜接触，第一按压辊轮36和第二按压辊轮38将蔬菜压紧，从而使蔬菜保持稳定，第一伺服伺服气缸伸缩端继续伸出，第一按压辊轮36和第二按压辊轮38与蔬菜接触后将反作用力传递给第一压杆35和第二压杆37，第一压杆35和第二压杆37将力传递到到测压杆31，测压杆31在套管30内移动，测压杆31推动第一测压板32、第一弹簧34和第二测压板33，第二测压板33与与压力传感器29接触，压力传感器29检测对蔬菜表面的按压力并将信息发送到控制器3，当压力达到预设按压值时，第一伺服气缸26的伸缩端停止伸出，此时蔬菜已经处于压紧状态；

随后启动第二步进电机16，第二步进电机16带动转盘15旋转，转盘15带动连杆17运动，连杆17随转盘15运动并推动推杆19，推杆19在限位套筒18内做直线升降运动，推杆19推动刀把20运动，刀把20一端通过竖杆21铰接不移动，刀把20另一端在推杆19的推动下倾斜下移，刀片22随刀把20下移并将蔬菜切开，当第二步进电机16旋转360度后会有短暂间歇，此时，刀片22位于蔬菜上方，第一步进电机8通电输出一定角位移，横移板13带动切菜机构和横移按压机构小幅移动，第一按压辊轮36和第二按压辊轮38在蔬菜表面移动，蔬菜表面会有凹凸不平，第二弹簧39起到缓冲作用，可以使第二按压辊轮38始终贴附在蔬菜表面并按压蔬菜，压力传感器29检测到压力变化，第一伺服气缸26根据变化的压力调节伸缩量，使第一按压辊和第二按压辊对蔬菜的按压力处于预设按压值的区间内，随后第二步进电机16再次旋转360度切开蔬菜，如此循环，直至切菜横移机构移动至固定按压机构处；

第一按压板27上的第二红外测距传感器44检测到其与固定按压机构的距离，当切菜横移机构移动至固定按压机构处时，由于蔬菜大部分已经切好，此时只需一个按压固定点即可使蔬菜保持固定，无需第一按压辊轮36和第二按压辊轮38对蔬菜进行固定，同时为使刀片22更好地对蔬菜进行切割，应旋起旋转臂25，首先第一伺服气缸26伸缩端收缩，使第一按压辊轮36和第二按压辊轮38升至蔬菜上方，随后第二步进电机16旋转90度，第二步进电机16带动旋转臂25旋转，使第一按压辊轮36和第二按压辊移动至高处，第一按压辊轮36和第二按压辊不会影响刀片22继续切割，刀片22移动至第二按压板41处时，完成切菜全部过程。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。