一种机器人自动烹饪分层柜的制作方法

本发明涉及储存物品所用设备的技术领域，尤其是涉及一种机器人自动烹饪分层柜。

背景技术：

随着科学技术的不断发展，科研水平逐渐提高；近年来，在各行各业机器人越来越受欢迎，使用机器人代替人工，不仅可以提高工作效率、工作标准化程度，同时还可以降低人工成本和人为出错率。

一日三餐是人们补充能量的主要来源，做饭是个费时费力的事情，因此，使用机器人做饭，解放人类，就是大势所趋；在做饭时，需要很多原材料，这些原材料通常放在储物柜中，而现有技术中的储物柜一般都是根据人的使用习惯来设计的，若使用机器人分拣物品会有诸多的不变，例如：工作效率较低、容易出错等等。

机械抓手是一种能够模拟人类手部和手臂某些动作的自动操作装置，其能够按照固定程序抓取、搬运物件或操作工具，通过相应的程序控制来完成各种作业，因而广泛应用于机械制造、钢铁及有色金属冶金、电力电子、医疗手术等行业；机械手臂具有优于人体手臂的灵活度和耐力度，随着科技的迅猛发展，机械抓手的应用会越来越广泛，机械抓手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，其能够保证作业的准确性和并且在多种苛刻的环境中完成作业。机械抓手主要包括手部、臂部、以及驱动机构，手部用来抓持工件或工具，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式；手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需的位置上；驱动机构用于为手部、臂部提供动力。

现有技术中的机械抓手，往往结构较为复杂，故障率较高、使用寿命较短、运动方式单一、制造成本较高，配备这种机械抓手对于中小企业来说经济负担较重，且往往得不到好的效果，但是机械抓手又是实现加工制造过程的自动化的必须设备，因此，开发一种结构简单、故障率低、使用寿命长、运动方式丰富、制造成本低的机械抓手成为行业亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种机器人自动烹饪分层柜，以解决现有技术中存在的储物柜不适用于机器人分拣，从而造成工作效率较低，容易出错，以及机械抓手结构复杂、使用寿命短、运动方式单一、适用范围较窄、制造成本高的技术问题。

本发明提供了一种机器人自动烹饪分层柜，包括：柜体、多个托板、机械抓手和保护罩，多个托板依次垂直分层设置在柜体的内部，托板的形状为u形，且托板的u形开口均朝同一个方向；保护罩的形状呈圆柱形，且一侧开口；保护罩经托板的u形开口贯穿设置在柜体的中部；保护罩的内部为机械抓手通道，机械抓手能够在提升机构的作用下在机械抓手通道内移动；柜体的中部设置有操作台，操作台用于机械抓手烹饪；

机械抓手包括：传送机构、滑块、旋转电机、抓手；其中，

滑块固定在所述传送机构上且能够沿所述传送机构运动，滑块上开设通孔；

所述抓手包括基座、旋转电机连接轴、第一抓合部、第二抓合部、开合电机，所述第一抓合部包括第一弧形连接臂、第二弧形连接臂，第一弧形连接臂与第二弧形连接臂具有相同的弧度，第一弧形连接臂的一端以及第二弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第一转轴上，第一弧形连接臂的另一端和第二弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第一弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第一啮合部、第二弧形连接臂与第一转轴相连接的一端具有第二啮合部；所述第二抓合部包括第三弧形连接臂、第四弧形连接臂，第三弧形连接臂与第四弧形连接臂具有相同的弧度，第三弧形连接臂的一端以及第四弧形连接臂的一端均固定连接在贯穿基座的第二转轴上，第三弧形连接臂的另一端和第四弧形连接臂的另一端通过肋条固定连接，第三弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第三啮合部、第四弧形连接臂与第二转轴相连接的一端具有第四啮合部；

所述第一啮合部与所述第三啮合部相啮合，所述第二啮合部与所述第四啮合部相啮合；

开合电机设置在基座内部，通过开合电机控制第一抓合部和第二抓合部的开合；

所述旋转电机连接轴固定连接在基座上，所述旋转电机固定在滑块上，旋转电机的输出端穿过滑块上的通孔与旋转电机连接轴固定连接。

进一步地，所述传送机构包括：步进电机、第一同步轮、第二同步轮、同步皮带，第一同步轮套装在步进电机的输出端，第一同步轮与第二同步轮通过同步皮带连接，滑块固定在同步皮带上。

进一步地，第一弧形连接臂和第二弧形连接臂之间设置多根肋条。

进一步地，第三弧形连接臂和第四弧形连接臂之间设置多根肋条。

进一步地，所述开合电机输出端上套装第一齿轮，第一转轴上套装第二齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合传动。

进一步地，托板与柜体采用可拆卸的方式连接。

进一步地，每个托板均通过托架设置在柜体上，托架固定设置在柜体的内侧面，托架为l型。

进一步地，托板上设置有多个通槽。

进一步地，柜体包括柜体外壳、柜门和观察窗，柜门设置在柜体外壳上，观察窗设置在柜门上；托板设置在柜体外壳上。

进一步地，观察窗包括窗口、第一窗扇、第二窗扇和窗口驱动机构，第一窗扇和第二窗扇均设置在柜门上，窗口驱动机构用于控制第一窗扇和第二窗扇的启闭。

上述机器人自动烹饪分层柜内设置有多个托板和保护罩，食材分类放置在托板上，机器人在保护罩内上下运动，从而拿取食材，然后再操作台上进行烹饪，使用机械抓手烹饪，可以解放人类，节省时间，使人们有更多的时间去做其他有意义的事情；同时还可以避免在人类烹饪时，由于疏忽而造成的一些不必要的损失。而且，设置保护罩，还可以很好的保护机械抓手不受油烟的污染，增加机器人的使用寿命。

上述机械抓手通过开合电机驱动借助齿轮传动控制抓手的开合，通过旋转电机直接连接机械抓手实现抓手的360°任意方向的旋转，配合步进电机控制抓手的直线移动，丰富了机械抓手的运动方式，扩大了机械抓手的工作空间，拓展了机械抓手的应用范围，能够有效满足多种工况下对机械抓手的要求，并且上述结构布置其传动部件很少，能够有效的降低装置的故障率，大大提升机械抓手的使用寿命，同时也极大的降低了机械抓手的制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人自动烹饪分层柜的轴侧图一；

图2为本发明实施例提供的机器人自动烹饪分层柜的轴侧图二；

图3为图2所示的机器人自动烹饪分层柜的主视图；

图4为图3中a的局部放大示意图；

图5为本发明其中一种实施例提供的机械抓手示意图；

图6为图5提供的机械抓手的分解示意图；

图7为本发明其中一种实施例提供的开合电机、第一齿轮、第二齿轮、第一转轴的分解示意图。

附图标记：

1-滑块；2-第一弧形连接臂；3-第二弧形连接臂；4-肋条；5-第一啮合部；6-第三啮合部；7-第一转轴；8-第二转轴；9-第三弧形连接臂；10-第四弧形连接臂；11-基座；12-步进电机；13-第一同步轮；14-第二同步轮；15-同步皮带；16-旋转电机；17-旋转电机连接轴；18-通孔；19-开合电机；20-第一齿轮；21-第二齿轮；22-柜体外壳；23-柜门；24-观察窗；25-保护罩；26-托板；27-托架；28-万向轮；29-支柱。

具体实施方式

如图1-图7所示，本实施例提供了一种机器人自动烹饪分层柜，包括：柜体、多个托板26、机械抓手和保护罩25，多个托板26依次垂直分层设置在柜体的内部，托板26的形状为u形，且托板26的u形开口均朝同一个方向；保护罩25的形状呈圆柱形，且一侧开口；保护罩25经托板26的u形开口贯穿设置在柜体的中部；保护罩25的内部为机械抓手通道，机械抓手能够在提升机构的作用下在机械抓手通道内移动；柜体的中部设置有操作台，操作台用于机械抓手烹饪。

托板26和柜体之间的连接方式可以有多种选择，例如：可拆卸连接或者不可拆卸链接，若采用不可拆卸连接，可以使用焊接，等等；可拆卸连接，可以采用拼接或者插接，等等。

保护罩25是中空的，机器人可以在保护罩25内上下移动，从而实现机器人在z轴方向上的移动；保护罩25的一侧开口，机器人的一部分从该开口侧伸出保护罩25。且保护罩25的开口侧与u形托板26的开口朝一个方向。在操作台上，可以设置各种烹饪所需的炊具或者灶具，例如：高压锅、炉灶，等等。

上述所指的提升机构可以是丝杠机构，丝杠的滑块与步进电机12固定连接，从而带着整个机械抓手在保护罩内上下移动。

如图5、图6、图7所示，本实施例提供的一种机械抓手，其包括传送机构、滑块1、旋转电机16、抓手，其中：

所述传送机构包括步进电机12、第一同步轮13、第二同步轮14、同步皮带15，第一同步轮13套装在步进电机12的输出端，第一同步轮13与第二同步轮14通过同步皮带15连接，滑块1固定在同步皮带15上，在步进电机12的驱动下，滑块1能够沿同步皮带15的运动方向运动；

所述抓手包括基座11、旋转电机连接轴17、第一抓合部、第二抓合部、开合电机19，所述第一抓合部包括第一弧形连接臂2、第二弧形连接臂3，第一弧形连接臂2与第二弧形连接臂3具有相同的弧度，第一弧形连接臂2的一端以及第二弧形连接臂3的一端均固定连接在贯穿基座11的第一转轴7上，第一弧形连接臂2的另一端和第二弧形连接臂3的另一端通过肋条4固定连接，第一弧形连接臂2与第一转轴7相连接的一端具有第一啮合部5、第二弧形连接臂3与第一转轴7相连接的一端具有第二啮合部；所述第二抓合部包括第三弧形连接臂9、第四弧形连接臂10，第三弧形连接臂9与第四弧形连接臂10具有相同的弧度，第三弧形连接臂9的一端以及第四弧形连接臂10的一端均固定连接在贯穿基座11的第二转轴8上，第三弧形连接臂9的另一端和第四弧形连接臂10的另一端通过肋条4固定连接，第三弧形连接臂9与第二转轴8相连接的一端具有第三啮合部6、第四弧形连接臂10与第二转轴8相连接的一端具有第四啮合部；所述第一啮合部5与所述第三啮合部6相啮合，所述第二啮合部与所述第四啮合部相啮合；

在第一弧形连接臂2和第二弧形连接臂3之间设置多根肋条4；在第三弧形连接臂9和第四弧形连接臂10之间设置多根肋条4；

开合电机19设置在基座11内部，所述开合电机19输出端上套装第一齿轮20，第一转轴7上套装第二齿轮21，第一齿轮20与第二齿轮21啮合传动；通过开合电机19的旋转，驱动安装在第一转轴7上的第一弧形连接臂2与第二弧形连接臂3，进而通过与第一啮合部5相啮合的第三啮合部6驱动第三弧形连接臂9、通过与第二啮合部相啮合的第四啮合部驱动第四弧形连接臂10，从而控制第一抓合部和第二抓合部的开合；

滑块1上开设有通孔18，所述旋转电机连接轴17固定连接在基座11上，所述旋转电机16固定在滑块1上，旋转电机16的输出端穿过滑块1上的通孔18与旋转电机连接轴17固定连接。

作为优选的技术方案，所述第一齿轮和第二齿轮的传动比根据开合电机的转速、对抓手开合速度的要求、对抓手抓合力的要求进行调整，优选第一齿轮和第二齿轮的传动比为5:1～10:1。

作为优选的技术方案，第一齿轮与开合电机的输出端通过键连接固定，键连接拆装方便，连接的可靠性高，应力集中小，使用寿命高，成本低。

作为优选的技术方案，所述旋转电机通过螺栓固定在滑块上，螺栓连接成本低、拆转方便、可靠性高并且易于装配。

作为优选的技术方案，所述旋转电机输出端与旋转电机连接轴通过法兰连接，法兰连接可靠性高，并且有利于应力的均匀分布，该种连接方式成本低，并且易于装配。

作为优选的技术方案，第一弧形连接臂、第二弧形连接臂、第三弧形连接臂、第四弧形连接臂均为不锈钢材质，肋条也为不锈钢材质，采用不锈钢材质的连接臂和肋条，能够使抓手具有优异的强度并且是抓手具有美观、干净的外表，较大的拓展了机械抓手的适用范围。

上述机器人自动烹饪分层柜内设置有多个托板26和保护罩25，食材分类放置在托板26上，机器人在保护罩25内上下运动，从而拿取食材，然后再操作台上进行烹饪，使用机械抓手烹饪，可以解放人类，节省时间，使人们有更多的时间去做其他有意义的事情；同时还可以避免在人类烹饪时，由于疏忽而造成的一些不必要的损失。而且，设置保护罩25，还可以很好的保护机械抓手不受油烟的污染，增加机器人的使用寿命。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的方案，托板26与柜体采用可拆卸的方式连接。

采用可拆卸的方式连接，便于更换托板26，延长该机器人自动烹饪分层柜的使用时间。

在上述实施例的基础上，具体地，如图3和图4所示，每个托板26均通过托架27设置在柜体上，托架27固定设置在柜体的内侧面，托架27为l型。

在柜体的内侧面对应设置有多个托架27，且l型的托架27短边固定在柜体上，长边用来托举托板26；托板26的两端放置在对应的托架27上，采用上述结构，可以确保托板26的稳定性，避免在使用过程中脱落。

在上述实施例的基础上，具体地，托板26上设置有多个通槽。

在托板26上设置通槽，起到透气和通风的目的，有利于保鲜食材，延长食材储存时间。

在上述实施例的基础上，具体地，柜体包括柜体外壳22、柜门23和观察窗24，柜门23设置在柜体外壳22上，观察窗24设置在柜门23上；托板26设置在柜体外壳22上。

设置观察窗24，使使用者能够实时掌握机器人自动烹饪分层柜内的情况，便于及时做出反应。需要说明的是观察窗24也可以设置在除开柜门23的其它柜体外壳22的位置上，如图1所示。

在上述实施例的基础上，具体地，观察窗24包括窗口、第一窗扇、第二窗扇和窗口驱动机构，第一窗扇和第二窗扇均设置在柜门23上，窗口驱动机构用于控制第一窗扇和第二窗扇的启闭。

设置第一窗扇和第二窗扇，在不需要观察时，关闭窗口，保证机器人自动烹饪分层柜内环境的稳定。

采用窗口驱动机构驱动第一窗扇和第二窗扇的启闭，使操作更加方便快捷，提高自动化程度。

在上述实施例的基础上，具体地，窗口驱动机构包括窗口电机、窗口转轴、第一窗口齿轮和第二窗口齿轮，窗口电机设置在柜门23上，窗口转轴的一端与窗口电机的输出端连接，另一端与第一窗口齿轮连接，第一窗口齿轮设置在第一窗扇上；第二窗口齿轮设置在第二窗扇上，且与第一窗口齿轮啮合。

采用齿轮啮合，达到第一窗扇和第二窗扇的同时启闭，而且齿轮啮合的方式连接稳定，性能较高；采用扇形的方式，减少开窗时，第一窗扇和第二窗扇占用的空间。

在上述实施例的基础上，具体地，还包括蒸柜、冷藏柜和烤箱，蒸柜、冷藏柜和烤箱均设置在柜体上。

为了使该机器人自动烹饪分层柜的功能更多元化，在其内设置蒸柜、冷藏柜和烤箱。

在上述实施例的基础上，具体地，还包括抽风机、净化器和冷风系统，抽风机设置在柜体外壳22上，净化器与抽风机相连，用于净化和排出烟气；冷风系统设置在柜体外壳22上，用于将冷风均分到各个托板26上。

抽风机能够将柜体的油烟抽出，净化器净化该油烟然后再将油烟排进空气中；冷风系统，能够向托板26上吹风，从而可以确保食材新鲜，延长食材的保质期。

在上述实施例的基础上，具体地，还包括多个万向轮28和多个支柱29，多个万向轮28均匀分布在柜体外壳22的底部，且每个万向轮28的一侧均设置有一个支柱29。

设置万向轮28，使该实施例提供的机器人自动烹饪分层柜方便移动；设置支柱29，在该储物柜不需要移动时，起到支撑作用，保证良好的平稳性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实施例进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实施例各实施例技术方案的范围。