本发明涉及智能取食技术领域，具体涉及一种摆臂式智能取食装置及方法。
背景技术：
现有技术中用于宠物的智能取食方法及装置，其只能实现自动投食给宠物，无法实现对食物的自动精确计量抓取，往往导致给宠物投食的过多或过少，容易造成食物的浪费，或者宠物吃不饱，影响宠物的身体健康。
技术实现要素：
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种可实现针对食物的精确计量抓取的摆臂式智能取食装置。
为了实现上述目的，本发明具体采用以下技术方案：
本发明提供一种摆臂式智能取食装置，该智能取食装置包括食物存储容器、食物喂食盘、称重传感器、控制器和摆臂取食组件，所述食物喂食盘设置于所述食物存储容器的一侧，所述称重传感器设置于所述食物喂食盘的下方，所述摆臂取食组件包括摆臂和机械抓手，所述摆臂用于带动所述机械抓手在所述食物存储容器和食物喂食盘的上方移动，所述机械抓手用于抓取所述食物存储容器内的食物并用于将该食物投放入所述食物喂食盘中，所述称重传感器用于称量所述食物喂食盘内的食物重量wc,所述控制器用于判断所述食物重量wc是否大于或等于预设需求食物取食重量w，所述控制器还用于在判断所述食物重量wc小于预设需求取食重量w时，控制所述机械抓手继续抓取所述食物存储容器内的食物并将该食物投放入所述食物喂食盘中。
优选地，所述摆臂取食组件还包括底座和驱动机构，所述摆臂的下端与所述底座转动连接，所述摆臂的上端与所述机械抓手连接，所述驱动机构用于驱动所述摆臂转动及驱动所述机械抓手上下移动，所述控制器与所述驱动机构连接，所述控制器用于控制所述驱动机构的运行。
优选地，还包括测距传感器，所述测距传感器安装于所述机械抓手的上部，所述测距传感器用于测量所述食物存储容器内食物上表面与所述测距传感器所处位置之间的距离。
优选地，所述食物存储容器的上部为柱状，所述食物存储器的下部为锥台状。
优选地，还包括环形取料盖板，所述环形取料盖板盖合于所述食物存储容器的上开口，所述环形取料盖板的中部开设有取料口。
优选地，还包上盖，所述上盖盖合于所述环形取料盖板的取料口处。
对应的，本发明还提供一种摆臂式智能取食方法，包括步骤：
步骤s11，转动摆臂，使机械抓手处于食物存储容器的正上方。
步骤s16，机械抓手抓取食物存储容器内的食物投放入食物喂食盘中。
步骤s17，称量所述食物喂食盘内的食物重量wc。
步骤s18，判断wc≥w是否成立。
当判断结果为否时，则进行步骤s11。
其中，w为预设的需求取食重量。
优选地，所述步骤16进一步包括步骤：
步骤s161，机械抓手张开。
步骤s162，机械抓手高度下降h。
步骤s163，机械抓手抓取食物存储容器内的食物。
步骤s164，机械抓手高度上升h。
步骤s165，摆臂转动至食物喂食盘的正上方。
步骤s166，机械抓手松开，投放食物。
其中，h为存储容器内食物的上表面与机械抓手上部之间的距离。
优选地，所述步骤s11之后还包括步骤：
步骤s12，测量食物存储容器内食物的上表面与机械抓手上部之间的距离h。
步骤s13，判断h+l＞h1+h2是否成立。
当判断结果为是时，则进行步骤s14，当判断结果为否时，则进行步骤s16。
步骤s14，提示食物存储容器内食物余量不足。
其中，h1为机械抓手上部与食物存储容器上部之间的距离，h2为食物存储容器的高度，l为机械抓手闭合时的最大长度。
优选地，所述步骤s11之前还包括步骤s10，所述步骤s14之后还包括步骤s15；：
步骤s10，打开上盖。
步骤s15，盖上上盖。
相比于现有技术，本发明的智能取食装置包括食物存储容器、食物喂食盘、称重传感器、控制器和摆臂取食组件，所述食物喂食盘设置于所述食物存储容器的一侧，所述称重传感器设置于所述食物喂食盘的下方，所述摆臂取食组件包括摆臂和机械抓手，从而通过摆臂带动机械抓手在食物存储容器和食物喂食盘的上方移动，使机械抓手抓取食物存储容器内的食物并将食物投放入食物喂食盘中，再通过称重传感器称量食物喂食盘内的食物，当称量到食物喂食盘内的食物重量大于或等于预设需求取食重量时，则停止抓取食物，当称量到食物喂食盘内的食物重量小于预设需求取食重量时，则控制器控制机械抓手继续抓取食物存储容器内的食物并将该食物投放入食物喂食盘中，本发明不仅实现了智能取食，并且实现了针对某些食物的精确计量抓取，如颗粒状固态食物，防止了对宠物投食的过多或少，即保证了对宠物的喂食量，又避免了造成食物的浪费。
附图说明
图1为本发明实施例的摆臂式智能取食装置的正视图；
图2为本发明实施例的摆臂式智能取食装置的俯视图；
图3为本发明实施例的摆臂式智能取食方法流程图；
图4为图3中步骤s16的方法流程图；
图中，1、食物存储容器；2、食物喂食盘；3、称重传感器；4、摆臂取食组件；41、机械抓手；42、摆臂；43、底座；44、竖直驱动机构；5、测距传感器；6、环形取料盖板；7、上盖。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供一种摆臂式智能取食装置，该智能取食装置包括食物存储容器1、食物喂食盘2、称重传感器3、控制器和摆臂取食组件4。其中，食物喂食盘2设置于食物存储容器1的一侧；称重传感器3安装于食物喂食盘2的下方；摆臂取食组件4包括摆臂42和机械抓手41，从而通过摆臂42带动机械抓手41在食物存储容器1和食物喂食盘2的上方移动，使机械抓手41抓取食物存储容器1内的食物并将食物投放入食物喂食盘2中。而称重传感器3用于称量食物喂食盘2内的食物重量wc，控制器则用于判断食物重量wc是否大于或等于预设需求取食重量w，当判断结果为否时，控制器控制机械抓手41继续抓取食物存储容器1内的食物并将该食物投放入食物喂食盘2中。当判断结果为是时，则控制器控制机械抓手41停止抓取食物。
如图2所示，摆臂取食组件4还包括底座43和驱动机构，其中，驱动机构包括竖直驱动机构44和水平驱动机构。水平驱动机构和控制器均设置于底座43内，竖直驱动机构44设置于摆臂42的上端。摆臂42的下端与底座43转动连接，同时摆臂42的下端还与水平驱动机构连接，摆臂42的上端与机械抓手41连接，同时机械抓手41还与竖直驱动机构44连接。控制器则分别与水平驱动机构、竖直驱动机构44连接。从而通过控制器控制竖直驱动机构44或水平驱动机构运行，使竖直驱动机构44驱动机械抓手41上下移动，以实现抓取食物存储容器1内的食物；使水平驱动机构驱动摆臂42在水平方向上转动，使机械抓手41可以由食物存储容器1的上方移动至食物喂食盘2的上方或由食物喂食盘2的上方移动至食物存储容器1的上方，以实现将食物投放入食物喂食盘2中。
为了实时检测食物存储容器1内的食物的余量是否充足，即食物存储容器1内的食物的高度是否大于机械抓手41的高度l，还设置有测距传感器5，测距传感器5可以为激光测距传感器或超声波测距传感器或红外测距传感器中的一种。测距传感器5安装于机械抓手41的上部，在机械抓手41未下降之前，通过该测距传感器5测量出食物存储容器1内食物的上表面与测距传感器5所处位置之间的距离。
具体判断过程，如：假设食物存储容器1的高度为h2，机械抓手41闭合时的高度为l；而在机械抓手41未下降之前，机械抓手41上部与食物存储容器1上部之间的距离为h1，即测距传感器5所处位置与食物存储容器1的上表面距离为h1；测距传感器5检测出食物存储容器1内食物的上表面与测距传感器5所处位置之间的距离为h；当h+l＞h1+h2时，则表示食物存储容器1内的食物的余量不足，用户需添加食物。
在本实施例中，还设置有环形取料盖板6和上盖7，环形取料盖板6盖合于食物存储容器1的上开口，并且环形取料盖板6的中部开设有取料口，上盖7盖合于环形取料盖板6的取料口处。假设机械抓手41张开后最大宽度为d，环形取料盖板6的取料口的半径为r，则需满足r＞2d，以确保机械抓手41能伸入食物存储容器1内。本发明通过环形取料盖板6和上盖7的设置可以防止灰尘落入食物存储容器1内，同时可以防止食物存储容器1的食物变潮。
另外，食物存储容器1的上部为柱状，下部设置为锥台状，下部锥台状的倾斜角度为35°-45°，并且食物存储容器1的底部具有一定的宽度。从而使食物存储容器1的存储容量更大，当需增加食物存储容器1存储容量时，只而增加食物存储容器1上部柱状的直径或宽度即可，而无需增加食物存储容器1的总高度，同时该食物存储容器1的底部比较宽，重心比稳，不容易被宠物弄翻。
对应的，本发明还公开了一种摆臂式智能取食方法，如图3所示，该智能取食方法包括以下步骤：
步骤s10，打开上盖。
步骤s11，转动摆臂，使机械抓手处于食物存储容器的正上方。
步骤s12，测量食物存储容器内食物的上表面与机械抓手上部之间的距离h。
步骤s13，判断h+l＞h1+h2是否成立。
当判断结果为是时，则进行步骤s14，之后再进行步骤s15，当判断结果为否时，则进行步骤s16。
步骤s14，提示食物存储容器内食物余量不足；
步骤s15，盖上上盖。
步骤s16，机械抓手抓取食物存储容器内的食物投放入食物喂食盘中。
步骤s17，称量食物喂食盘中的食物重量wc。
步骤s18，判断wc≥w是否成立。
当判断结果为是时，则进行步骤s15，当判断结果为否时，则进行步骤s11。
其中，h1为机械抓手上部与食物存储容器上部之间的距离，h2为食物存储容器的高度，l为机械抓手闭合时的最大长度；w为预设的需求取食重量，并且w＞ρ*v，ρ为食物的密度，v为机械抓手一次抓取食物的体积。
如图4所示，上述步骤s16进一步包括以下步骤：
步骤s161，机械抓手张开。
步骤s162，机械抓手高度下降h。
步骤s163，机械抓手抓取食物存储容器内的食物。
步骤s164，机械抓手高度上升h。
步骤s165，摆臂转动至食物喂食盘的正上方。
步骤s166，机械抓手张开，投放食物。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。