CN1123428C - 多关节机器人(家用机器人) - Google Patents

多关节机器人(家用机器人) Download PDF

Info

Publication number
CN1123428C
CN1123428C CN98111135A CN98111135A CN1123428C CN 1123428 C CN1123428 C CN 1123428C CN 98111135 A CN98111135 A CN 98111135A CN 98111135 A CN98111135 A CN 98111135A CN 1123428 C CN1123428 C CN 1123428C
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
motor
bar
hand
manipulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN98111135A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1196290A (zh
Inventor
朱天赉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN98111135A priority Critical patent/CN1123428C/zh
Publication of CN1196290A publication Critical patent/CN1196290A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1123428C publication Critical patent/CN1123428C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Abstract

多关节机器人(家用机器人)。解决低价机器人的实现问题。采用方案是:机器人系统中设实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置。给出了可烹调、洗衣、裁剪、清扫的低价家用机器人、低价工业机器人与农业机器人。本发明用多项新技术使机器人大幅度降价。

Description

多关节机器人(家用机器人)
本发明涉及机器人。
现有的机器人。自由度少了不能胜任某些工作,性能不强,多了造价高。作为精密机械产品的机器人,要实现操作时控制到精确值,人们不得不采用特种电机,各关节由单套控制装量控制等高造价的方法。实用的家用机器人不能问世,工农业机器人至今仍不多见,造价高是重要原因。造价高一直是阻碍机器人普及的关键问题。
本发明的目的是:给出一种廉价多关节机器人。
本发明为实现目的而采用的方案是机器人系统中设实现一个动力装置驱动多个关节的装置。
这样,原多动力装置分开驱动各关节的,变为了1个或减少了的几个动力装量驱动多个关节,即使机器人造价降低。
“多个关节”指2个或2个以上的关节。“控制装置”包括控制执行装置。例如电机。也包括控制中枢,例如计算机。“一套控制装置”指这一套控制装置中仅有1个CPU,即1个中央处理单元,其配套的执行装置,例如电机是1个或多个,但此CPU可能有上级CPU管理,也可能同其它CPU通讯。“一套控制装置控制多个关节”包括1个控制执行装置,例如1个电机,驱动多个关节,与一个控制中枢CPU控制1个或多个执行装置,两种情况的任一种情况,或二者综合。“实现装置”包括驱动关节运动的控制执行装置。如电机等。也包括控制中枢,例如计算机等。也包括保证机器人精度要求,负载要求的装置,例如有一定的运动精度的手臂,还包括实现一个控制装置直接或变换的控制多个驱动关节动力元件的装置,等等。一个机器人系统里,可以设一套控制装置控制多个关节,也可设多套这样的控制装置,各自分别控制几个关节。一个机器人系统里也可有1套或多套上述的实现装置。
图面说明:图1是实施例1的系统框图;                            图24是图30中的Q向视并放大图;图2是实施例2的结构图,也是图4中的Q62-Q62剖视图;    图25是图24中的Q36-Q36剖视图;图3是图4中的R62-R62剖视图;                         图26是各图中的微动开关的一种可能内部结构图,图4是图2中的S62-S62剖视图;                             也是图28中的Q37-Q37剖视图;图5是实施例3的结构图;                              图27是图26中的Q39-Q39剖视图;图6省略                                             图28是图26中的Q38-Q38剖视图;图7是实施例1的结构简图(右侧控制柜的侧挡板拆下,     图29是图22中的Q40向视图;图中有轮机器人取图9中的Q19-Q19剖视图);          图30是图24中的Q41-Q41剖视并缩小图;图8是图11中的Q20-Q20剖视图;                        图31是图33中的R20-R20展开图;图9是图7中的Q21-Q21剖视图;                         图32是图33中的R21-R21剖视图;图9′是图7中的Q22-Q22剖视图;                       图33是图89中的R22-R22剖视并放大图,图10是图7中的Q23-Q23剖视图;                            也是图9中的R20-R20展开并放大图;图11是图7中的Q24-Q24剖视图;                        图34是图33中离合盘离合改为齿轮离合的视图;图12是图7中的Q25向视图;                            图35是图45中的R向视图;图13是图11中的Q26-Q26剖视图;                       图36是图33中的R24-R24剖视图;图14是图13的放大图;                                图37是图33中的R25向视图;图15是图8中的Q27-Q27剖视图,顺时转90度后的视图;    图38是图33中的R26向视图图16是图18中的Q28-Q28剖视图;                       图39是图33中的R27-R27剖视图;图17是图7中的Q29-Q29剖视图;                        图40是图33中的R28-R28剖视图;图18是图7中的Q30-Q30剖视图;                        图41是图36中的R29-R29剖视图;图19是图1中的Q31-Q31剖视图;                        图42是图37中的R30-R30剖视图;图20是图7中的Q32-Q32剖视图;                        图43是图33中的R31向视图;图21是图9中的Q33-Q33剖视图;                        图44是图43中的R32-R32剖视图;图22是图15中的Q34-Q34剖视图;                       图45是图33中的R33-R33剖视图;图23是图22中的Q35-Q35剖视图;                       图46是图33中的R34-R34剖视图;图51是图33中的R38-R38剖视图;    图92是图91中的S57-S57剖视图;    图144是实施例1可能的控制器1简图52是图53中的R39向视图;        图93是图91中的S58-S58剖视图;    化框图;图53是图33中的R40-R40剖视图;    图94是图7中取下防尘罩后的结构    图145是实施例1可能的控制器2简图54是图89中的S20-S20剖视图;    图,也是图95                     化框图;图55是图63中的S21向视图;        中的A′-A′剖视图图95是图94中的J 图146是实施例1可能的控制器3简图56是图54中的S22-S22剖视图;    -J剖视图;                       化框图;图57是图63中的S23-S23剖视图;    图96是图94中的K10向视图;        图147是实施例1可能的控制器4简图58是图63中的S24向视图;        图97是图94中的S10-S10剖视图;    化框图;图59是图63中的S25-S25剖视图;    图98是图94中的Y-Y剖视图;        图148是实施例1可能的控制器5简图60是图63中的S26-S26剖视图;    图99是图103中的R10-R10剖视图;   化框图;图61是图63中的S26-S26剖视的另    图100是图95中的T10-T10剖视图;   图149是控制器1或2中的主从两部一种可能结构;                   图101是图103中的Z10-Z10剖视图;  分通讯的一种线路图;图62是图63中的S27-S27剖视图;    图102是图94中的X-X剖视图;       图150是控制器4中的主从两部分通图63是图86中的S28-S28剖视图;    图103是图99中的U10-U10剖视图;   讯的一种线路图;图64是图63中的S29-S29剖视图;    图104至120是几类备料工艺件结构   图151是实施例1可能的控制器6简图65是图63中的S30-S30剖视图;    图;                             化框图;图66是图72中的S31-S31剖视图;    图121与图122是洗刷切碎装置的另   图152是实施例1可能的控制器7简图67是图72中的S32-S32展开图;    一种结构;                       化框图;图68是图72中的S33-S33剖视图;    图123是裁剪部分结构图,也是图12  图153是实施例1可能的控制器8结图69是图68中的S34-S34剖视图;    4中的Q1-Q1剖视图                 构图;图70是图72中的S35-S35剖视图;    图124是图123中的R1-R1剖视图;    图154是取用图145控制器2时接口图71是图70中的S36-S36剖视图;    图125是图124中的S1-S1剖视图;    板线路图;图72是图65中的S37-S37剖视图;    图126是图124中的T1-T1剖视图;    图155是控制器2中Z80单板机框图;图73是图78中的S38-S38剖视图;    图127是图125中的U1-U1剖视图;    图156是例1系统中单相交流电机接图74是图81中的的S39-S39剖视图;  图128是图127中的V1-V1剖视图;    线图;图75是图72中的S40向视图;        图129是绘画笔结构图,也是图130   图157是例1系统中电炉与电磁铁接图76是图78中的S41-S41剖视图;    中的T4-T4剖视图;                线图;图77是图81中的S42-S42剖视图;    图130是单支绘画笔结构图,也可视  图158是例1系统中直流阀与电机接图78是图81中的S43-S43剖视图;    为图129中的T2-T2剖视图;         线图;图79是图81中的S44-S44剖视图;    图131是理发辅助装置简图;        图159是例1系统中光电检测元件线图80是图82中的S45向视图;        图132是拣米装置结构图;          路图;图81是图63中的S46-S46剖视图;    图133是图132中的T3-T3剖视图;    图160是例1系统中光电检测元件线图82是图81中的S47-S47剖视图;    图134是实施例1第2子例结构简图;  路图;图83是图81中的S48-S48剖视图;    图135是实施例1第3子例结构简图;  图161是例1系统中码盘检测元件线图84是图81中的S49-S49剖视图;    图136是图135的左视简图;         路图;图85是图86中的S50-S50剖视图;    图137是图134中的U2-U2剖视简图;  图162是例1系统中电源1框图;图86是图63中的S51-S51剖视图;    图138是实施例1第3子例结构图;    图163是例1系统中步进电机驱动线图87是图86中的S52-S52剖视图;    图139是图138的左视简图;         路图;图88是图86中的S53向视图;        图140是实施例1第5子例结构简图;  图164是例1系统中电源2框图;图89是图63中的S54-S54剖视图;    图141是实施例1第6子例结构简图;  图165是运动中切变接点的输入信图90是图91中的S55-S55剖视图;    图142是图140的俯视简图;         息装置的一种结构图,也是图167中图91是图65中的S56-S5剖视图;     图143是图141的俯视简图;         的V1-V1剖视图;图166是运动中切变接点的输出信息    器装置的一种结构图,也是图171中的    图175是采用图165示装置装置的一种结构图,也是图168中的V2  V5-V5展开图;                        输入部分信息的实施例1-V2剖视图;                        图170是图169中的V6-V6剖视图;        的该部分线路图;图167是图165中的V3-V3剖视图;      图171是图169中的V7-V7剖视图;        图176是采用图166示装置图168是图166中的V4-V4剖视图;      图172是一种调口味装置结构图;        输出部分信息的实施例1图169是运动中切变接点的扩展存贮    图173是图172中的W-W剖视图;          的该部分线路图;
                               图174是实施例1第7子例的外形图;
多处采用了拆卸画法,简化画法、省略断法。个别处没绘剖面线,多处不可见投影省略了表达。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:家用机器人。本例包括几个子例。图1是本例的系统框图。框图1中的控制中枢可是各种控制器,例如:有英特尔公司当产的80586或其它86系列微处理器的计算机或一般的工控计算机、单片或单板计算机,也可是更简单的鼓轮控制器。图1中的各部分据需要定取舍。机器人的高级思维将是一个不断发展、不断更新的部分。起初可以是:主人健康状况分析。主人进食分析与建议等。图中的双向箭头代表各处的输入输出传输信号线群或输入输出信息流。有的双向箭线是直接与中枢联系,搭在其它框示装置上只是越过该部分,例如治疗仪可是中枢常控制使用,而诊断仪不常使用。该图左下方方框中的“各被驱动装置”是指该图中各方框示装置中需动力驱动的装置。该图左下方给出了三种动力源,其中的“机械力源”是一种新动力源不涉及权顶,不再详述,可同时用几种动力装置分别驱动不同的装置,也可仅用其中的一种或两种。图中的UPS是不停电电源,也可用其它电源“应急装置,是指应付火灾等的装置;走动装置如取轮式走动即不用足腿,二者取一。图中部的“机器人(或机械手)”是有机械手即视为机器人。图中的许多自控装置也是本方案的独立产品,但其也可由机器人使用。图1示的系统框图对本发明的各实施例均适用,只是各例所含的系统图中所示的装置的多少不同。也有部分变动,例如有的电源不是UPS。
实施例1第1子例:围绕式
一、轮廓:图7至图133是例1的第1子例的结构图。系统由简化图7左侧的洗刷切碎部分51、中部的食品加工装置3与料库41、右侧的料架9、右方的控制装置12(示意性画出),以及为系统取不同方案而设立的走动式机器人与其上的吸尘器30等组成。由图63显示,整个系统可以拆开,食品加工部分3与其它部分均可为一独立的部分。也可分开组合。例如仅食品加工部分与料架组合起。图65中示机械手围绕运行于机框上。图7中的行走式机器人是围绕于其它工作装置处工作。各暂定系统简述:(系统配备简述)图144至图153是可能的控制系统简图,省略了时钟、电源、存贮器等现有技术部分的表达。实用家用机器人的系统组成可繁可简,可适应不同收入家庭的需求。图7给出的实际上是多种家用机器人。①图176是仿人形五指手臂家用机器人,配上图7中的辅助做家务装置。[也综合于例1图中所示的装置中],加上设于料架上的CCD摄像机或设于仿人机器人头部的摄像机与80586计算机控制系统图148(该图中80386可改为80586或更高档),构成较高档的系统型家用机器人,此类系统可取较高精度较高速的装置。②仅图7中左侧洗刷清扫与中部烹调机加料架。用图63所示的内手74t,图89所示的中手177t,图89所示的外手85,3个机械手由图65、63中的双点划线所示的αβγ三个电机驱动,略掉蜗轮26t与图65中非电机驱动侧的轮与图63中轮26旁的轴轮,采用系统图145或147为控制装置,为一般家庭用的中档配备。略高档一些,可用图7示装置,由走动机器人经图11中螺旋对接烹调与洗衣部分。不用图63、86、89示3个机械手且控制装置不变。③较低档的,仅用一个电机驱动3个机械手,用图146示控制系统。对于其它配备,例如:料库,也可采用冷库;增设排油烟装置;增医疗保健与防盗装置等,不另详述。图11中示螺旋,对接装置也可用其他装置上,例如走动的烹调机器人上的散发油烟装置与排油烟管道对接。图7与图9中上方的配电盘没给出详细元件,对于上述不同装置的系统,可用现有技术,用不同的配备,其配电盘上的元件布置可用现有技术实现。
二、做家务装置:包括机械手与各种辅助装置、辅助机械手。
1、机械手:图11、图63、图86与图89所示的内机械手74t,中机械手177t,外机械手85以及图7中所示的走动式人的除图9示大臂转动部分的整个手臂,均与图33所示机械手的结构相同或相近,所以各手的内部结构均不再给剖视图。由图33、36、41等可见;图33所示的手臂可当臂管49k绕轴53k转,内管41k随螺旋116k沿臂管49k移动,小臂管12k绕轴38k转,以及腕管31k于小臂管12k转动时,具有4个运动自由度,并且当内手74t沿侧螺旋3t移动。中手177t沿中螺旋95t移动,外手85沿外螺旋18t移动时,各自又增一个运动自由度,各为5自由度手臂,而走动式机器人当图9示接头77′携整个手臂绕轴76转时,增加1个运动自由度。当整个手臂既绕轴76转动又绕短轴53k转动时,增加1个复合运动自由度。加上图7示框20因大轮24被小轮23驱动而携带机器人上部绕块19的转动形成的顺转自由度,双臂走动式机器人具有15个运动自由度。图33、36与39示各机械手爪的合拢是电磁铁32k驱杆29k牵二侧增力杆96k压二侧爪板97k实现的。半圆环钩28k限定腕管31k。胶套99k内铺有海绵板100k。胶套99k外有一薄弹性胶套24k(类医用的手术套)爪板97k内面铺有海绵板26k(仅表达上侧),腕卷线筒95k使导线适应腕转,其与吸尘器上卷线筒相类似,不再详细表达其内部结构。上下卷线筒5k、83′k使导线适应大臂伸缩。小板簧26k、海绵板26k以及压簧30k使电磁铁断电后手爪分开。图43中的双点划线是图63与86中的S30-S30与R43-R43剖视时的视图所有,且左方的双点划线处的凹槽略掉。右方改为双点划线示的槽后,封口去掉。图44右侧双点划线为图89中示外手85所用的接头56k的形状。加尺寸是外手85大臂悬浮式关节的需要(阅后)。图36右侧双点划线示有尺寸收缩的臂管与图46右侧双点划线示尺寸收缩的闸板150k与臂框49k,均是外手85上的该零部件。图33中右下方与图46左上方、图49下方、图31下方与51中各处双点划线表达的,是将图33右方三电磁铁7k、20k和82k位置改变后的视图。杆7′k、160k、170k是另增的。将此三磁铁位置改变并将图33右方臂管49k与伸缩管41k缩短,即是图63中内手74t与图86中的中手177t的该零部件的位置与形状。图7示双臂走动式机器人的手臂管尺寸较长。图43中所示螺旋166k与传轴167k是外手85的。图63中内手74t、中手177t配套的螺旋3t与95t与传轴2t、94t用图44表达时的中心距尺寸小。图7中的机器人臂管12k与轴38k的方位与图33示方位相差90度。
2、辅助机械手:(1)、图81示辅助举升机械手。当电机200t通电驱轮188t、189t与轴轮201t带动齿条187t推轮杆182t时,可将锅61t掀于图中右方双点划线示位置。掀锅杆182t随锅走,不妨锅运行,齿条187t与掀锅杆182t不固定接触。炸槽66t与蒸煮锅56t均可设掀起装置,图中省略了表达。可增设蜗卷簧牵轮杆182t,使掀起的锅落下时,不仅仅是依靠重力。(2)、翻料辅助手。当需翻料勺159t实现翻动锅内料时,电磁铁285t通电,牵引杆286t拉适应簧287t,将由小簧288t复位的钩282t与钩287t挂于图81中可推动勺159t把的短杆158t上。由曲柄245t驱动勺159t运动翻料。运用曲柄247t与248t驱翻料的原理相同。(3)、图7、8、11、15至22至30示运料机械手。底框7上有槽板限定二螺母100与101直线运动,电机63′驱蜗轮带轮与长螺旋11,使螺母62′带动整个运料手上下运动。电机90驱二蜗轮带螺旋60,使螺母托框5左右移动。电机驱蜗轮、螺旋61,使角螺母100赶料盒8至托框5左端。托框5上有导针124,定料盒8单向行,导杆124穿入被推到的料盒。电缆62与卷线筒38适应的底框7上下行。料盒8可中部有隔板。也可由索道运料或物。(4)、搅拌手。为由电机134t驱蜗轮106t经轮驱动单棒231t仿人用筷子的搅拌。
3、食品加工装置(1)、一般装置:参图63至93,工具架下是走水池65t,炸锅66t里是阶梯漏锅234t,座在阶梯炸锅里。图还示出漏锅内有一平板233t,可机械手用杆手推向右使整鱼类板状料于板上。图63中左上方双点划线示移动室218t的简化正向轮廓。图86中移动室门223t′打开位置与也可设立的导引室向下部下行的槽,均用双点划线表达。图63中搅拌室门45t处的双点划线示门开后的极限位置与开门阀杆。电机148t(参图75)驱蜗轮将螺旋门35t上提后,刷洗搅拌室的水从管道39t入走水槽43t。电磁水阀48t的阀杆由簧顶粘自来水管外壁上的软无毒胶板球堵住水管道。阀通电,阀杆携软胶板球后退,水道通。图61示由微电机经增力杆启闭球堵的水阀,无冲击,可减少摩屑。此阀球堵由管与密封胶片导引堵住水孔。两种水阀均可用。四个风扇电机64t是当图示装置座于台面上时散热用。烤炉52t中上下元件板51t、55t购成品,省略其内部结构详细表达。煮锅56t是平底,可由机械手抓下,换平底煎盘或煮水锅于炉上。图63上方是电8t驱轮5t于齿条10t上转。转动的小炉67t上的小炒杯9t,自来水管21t插辅助料箱20t的自来水室管上,随箱走动。水管21t出水控制阀48t固机框右侧。锅上的盖子90t、92t、96t均有把子,锅上也有把子,均利于机械手抓握。烤炉52t内是烤架54t。图72中电机123t驱轮119t使轮146t于齿条145t上转。带动改为图86中双点划线示高度的辅料箱20t走动图65中注出部分辅料、饮料的名称,这些辅料室内的料及其布置均是可变的,例如:“葱花”室即可与“八角”室互换。搅拌室33t上方可落下料。前槽93t下方槽使暂贮料的移动室218t可沿槽移动。(2)、上辅料装置:图81示各辅料小室的顶部的磁阀170t由线圈、小球杆114t与衔铁组成。线圈通电时,衔铁携球杆114t上行,液料即从小球下方的孔中流出入其它器皿中,对于糊状粉状或颗粒状料参图78,下料杆是叉杆157t或转杆150t。杆157t上段可增套管隔开辅料对下料杆摩擦阻力,也可设小过渡室使辅料先入小室。杆上设有外伸小棒,借以除拱。当不下料时小簧197t使小球堵住液料口,有的杆下料时,杆多次往复。杆157t端伸出小刺可随带驱辅料出口。胶粘薄膜198t隔开电磁阀170t可能的磨屑。下料口尺寸与下料时段或次数的掌握等使辅料量的使用可控。粘固的防屑膜与矩形截面的阀杆上段可防阀杆转。对于需计数的,例如一个蒜瓣5个八角瓣,采用阀杆拉小板152t,使推转杆150t上的刺杆,使杆150t携其上转板156t转动,打开下料口并赶小块料瓣出室。磁阀171断电后,簧151t拉转杆150t复位关料门。各出料口二侧的检测件,检测料有无以及出料数量。(115t与171t均为磁阀)料库41内可放冰,门上有把手,库下有开门机构。小车93上可增加冬季用的保暖包;夏日用的防蝇罩,提供主人到家即食的条件。(采用遥控肘)小车93面板可以转动。(3)、洗涤与备料装置:图94至图122示装置中。电机31′经轮92′、轮98′、轮97′、驱动曲柄80′与杆21′、杆17′、杆18′、杠杆15′、杆16′、钩38′、棘轮33′、锥轮34′、链轮35′、链82′带动链轮57′、使图中示电机60′的轴被驱动,进而经联结块56′带动内桶73′转,而杆15′同时又经杆14′、杆13′、接头管9′、压簧8′、管7′管6′带动捶头5′上下运行,即将桶73′中的需洗衣物挤压洗涤,桶73′转一步,捶头5′上下行挤压衣物一次。需电机60′通电转动时,将闸86′下压使牵绳41′行的圆板76′外推,可使闸瓦54′脱离闸轮53′,从而电机60′的轴可以转动。前述电机60′不通电的情况下,由上述各件驱电机60′的轴转的情况,也是先使闸瓦54′脱离闸轮53′。从而使电机60′可驱内桶72′与桶内被钩71′压住的衣物快速转脱水。旋下栓11′,管7′,捶头5′换图106中的刷头100′,整机可洗菜洗碗,换为图108的搅拌头,整机可以搅拌。换上图109的擦头,可以擦丝,土豆等去皮。换上图110的切刀102′,整机可于切板45′上切菜或剁馅。换上图112的捶头,可给花生去皮。换上图117的槌头,可将泡好的豆子挫为糊,冲出浆,捶米糊花生糊等。如使螺旋64′带动软桶3′升落,可变洗涤盆(桶)体积大小,使整机作为洗衣机用,可洗小件,也可洗大件。整机可以刷洗。推离合锁61于图中右行,使离合轮56下行,即可由机械手推内桶72′转,实现对衣物垢处的重洗。使软桶3′升落是将离合拉手75′推至图中位置,使离合轮84′可驱同步带轮85′,经带50′驱轮49′、带67′、轮66′,从而四个螺旋64被驱转,带动环管1上升或下落实现。图111是图110是左视图;图115是图113的U′-U′剖视图;图114是图120的V-V剖视图;图117是图116中的W-W剖视图图119是图118中的左视图;图103示螺旋。以下对图中各件简介:2′:阀、6′:螺管、8′:压簧、11′:弹垫、12′:漂洗杆、20′:走轮、23′:框、24′:牵板、25′:钥匙、26′:锁钩27′:调节栓、28′:小锁、29′:小锁、30′:小锁、34′:链轮、35′:锥轮轴、36′:压簧、37′:小杠杆39:压杆、40′:顶板、48′:可拉介胶板、51′:机托、52′:小托、55′:压簧、57′:链轮、59′:密封62′:力托、63′:长管、65′:锁、68′:托架、70:水管、71′:压衣钩、73′:外桶、74:盐水环、79′:拉板、87′:琴键开关、90′:小框、93′:小框2、94:拉簧、95′:小框3、103′:切菜螺旋框、104′:小杯(平底与凹底)105′:盘刷。q拣料装置:图132示拣米装置中1q是米室,省略了驱动转盘4q步进转动装置的表达,盘4q转动室将米理顺于盘孔内,当上下光电检测件3q给信号表示转盘4q孔中的米是好米时,扫板5q不动,转盘4q转时,好米入好米堆;当光电检测件给信号表示转盘孔中的米是霉米时,扫板转动,转盘4q转时,坏米入坏米堆。
4、走动装置与导航装置。①图7中的走动小车台面可绕中心转,小车的导线卷线筒与图7中走动式机器人的相同,不再表达,也可无线通讯。②图7中的走动机器人由走轮35同轴的电机36驱动,由电机29驱动单轮30′换向,为3轮走动。走动地面可铺地毯或地板砖,走轮取耐摩材料制造。③导航:由图11中地毯95下微开关94与94′给出走轮的位置信息。图14中放大图示微开关94于地毯表面织物97下方的塑板98的窄槽中。图12中I4室(导航盘)指的是图167示装置类似的搜索信息元件。该装置用于导航时,可增元件个数,例如增图中的118个信号光电管。也可改集成制造。
5、洗衣、清扫、裁剪、雕琢、绘画、理发装置。①图94示洗刷切碎装置可兼为洗衣装置。图中的挤压头5′即是仿人挤压式洗涤工具。中部的电机60′是脱水电机。洗涤剂由烹调装置图86上的磨液室213t提供。挤压头5′可据所洗织物更换。②图9示吸尘器30与左侧工具架上的扫把50均是清扫工具。图中省略表达扫床的扫把,擦玻璃的有把子海绵(避高精度)等。③图123示裁剪装置由可拔起插下定住织物的活针5d,可卷起且可于上重复划刀的软薄托布料胶板4d,(该板可内藏微传感件)有压住布料的珠40d与切割布料的裁刀32d的活架13d,以及托板6d、7d等组成。带动活架13d走X、Y二维平面的步进电机9d、20d与配套装置由需要快速并连续裁剪人购之,此时机器人仅上下料,并将布料铺平定好。图中的1d是多媒体计算机,其以机器人的控制计算机为控制中枢(即共用机器人控制装置),裁板四周设有检测元件,例如光电检测元件。④雕琢:此处一般是家宴雕琢有视觉机器人是直接握刀对另一手握住的食品雕刻。无视觉可是二手做简单雕琢,也可用图123示装置,增纵向移动也可以的夹料装置,取板4d为中空。⑤绘画、书法:图129示多色可调节油画笔60d,由微电机62d驱减速器63d,带动可搅匀油墨并压墨下落,挡住并打开落油墨孔的薄板轴64d转、螺旋61d调落墨孔大小(也可用非油画笔)。用画笔插入上述裁剪活架上的孔中或用胶带粘固架上。机械手摆活架携笔60d于活针定住的布或纸上绘画、书法。⑥理发:图131中软金属罩11或薄金属罩11于人的上部。弧形端部电动发推31被限于半圆形架61上往返走动,其可沿导板41上下移动,导板可于沿弧形导板上走动的接头51上转,半圆形架61截面为圆弧形,接头51于上可以调发推角度。罩11上有孔,可露出头发。发推把上有光电或其它检测元件21。
三、脱挂离合:参图7至53与图57。
1、脱挂离合实现一个动力装置驱动多个关节或装置。①、图7中电磁铁34经杆27、增力杆28驱动牙嵌26上行与上牙嵌轮23接合,(也可是下摩擦盘与上摩擦盘接合),使电机29经轴驱键25与下牙嵌26转动时,带动上牙嵌23与大齿轮24上框20以及机械手转,实现腰的转动。电磁铁34断电,杆27牙嵌26均恢复于图示位置。由电磁铁83′驱力杆32与块31顶大轮端面贴板,锁住腰部。一般是先电机断电,后锁腰再电磁铁34断电。如电机29的下端轴伸与换向轮30联接处也增设脱挂离合装置,可行进中走轮换向与腰转互不干涉。②、图8与9与图18中显示电机18可经蜗轮17轴76驱离合盘70转。图9中的牵杆72与2个力杆74是左右二侧均有一套,为表达清晰,仅左侧给出牵杆72,右侧给出二增力杆74。当图9中左侧电磁铁73驱牵杆72拉力杆74顶离合盘70左行与接头盘69接合时,电机18即经蜗轮16轴76离合盘70接头盘69带动大臂接头108与整个手臂转动。电机18制动后,电磁铁73断电,图9左侧下电磁铁79通电,即经牵杆72驱增力杆119、120(参图21)与顶杆78,顶住接头盘69,锁住大臂关节。图9中与上电磁铁对称的右侧上方电磁铁73与簧71省略没画,下电磁铁79是两侧都有,通电时将簧挂于力杆74上的簧71也拉伸。簧71补充上电磁铁73力不足问题。③二半圆环109上的短轴联接力杆74与离合盘70(左侧)(或牙嵌77(右侧)),图33中的电磁铁20k经杆77k驱二次杆74k与二增力杆76k顶压杆70k压离合盘67k与接头盘69k接合,当有动力装置驱动锥轴53k时,轴即带动盘67k以及与盘69k固联的大臂管49k运动,运动至预定的位置后,动力装置制动,大臂电磁铁82k通电,经杆45k牵二次杆,与增力杆44k。46k顶住接头56k顶住接56k上的圈60k,使大臂49k与接头56k之间无相对运动。电磁铁20k断电,簧牵杆77k、杆72k、76k又处于图33所示位置,盘67k与盘69k由于压簧65k作用而分离。④图36与41示电磁铁128k驱牙嵌113k与牙嵌112k接合后轮47k转时。使轴129k、轮130k、117k螺旋116k使臂管41k于管49k内移动。螺旋116k自锁。电磁铁128k断电。簧128′k即牵牙嵌复位。⑤电磁铁83k通电,驱增力杆85k、杠杆86k压盘90k与盘91k接合,可当轮43k驱轴38k转时,经与轴38k弹性联接的盘91k带动盘90k框92k小臂管12k运动。轴38k由主传制动后,电磁铁7k通电,驱杆6k、增力杆3k与2k顶闸瓦10k与拉另一半闸瓦14k压紧闸轮11k,使小臂管12k与大臂管49k之间无相对运动。电磁铁83k断电,盘90k即脱离盘91k。⑥图35与45中,电磁铁107′k通电,驱杆104k增力杆105k、106k牵拉杆103k拉小板101k(参图53)可驱轴102k转,带动图36示开口板119k压牙嵌35k与图33中的牙嵌轮37k接合。当牙嵌轮37k被轮43k驱动时,即带动牙嵌35k与腕管31k转动。当牙嵌轮37k因主传动链被制动而被制动,电磁铁110k经杆108k驱增力杆94k,使图53中示牙杆190k靠近腕管31k。使腕管31k不再转,电磁铁107′k断,簧107k牵杆104k、105k又恢复至图35中示位置。如增设图53中双点划线示的牙杆,可变为抱闸。增加推力轴承后,此处的牙嵌35k与牙嵌轮37k也可改为摩擦传动;牙杆190k及腕管31k上与牙杆的接触部位也可改为摩擦制动相同的材料与结构,以提高精度。⑦图57中电磁铁通电19t′,可驱牙轮与内牙轮接合,从而当轴32t上的大轮驱小轮转时,可经牙轮19t带动螺旋18t转动。由图44可见,螺旋转动将推动接头56k内螺母165k使接头沿螺旋移动,由图33可见,手的臂管49k于接头56k之中,所以整个手臂将随接头沿螺旋移动。当电磁铁断电时,簧16t即牵引牙轮19t上行,脱离牙轮,从而下牙轮的转动不影响螺旋。螺旋不转时,接头将因螺旋自锁而被锁住。此即外手整体移动自由度。⑧内手也有一个整体移动自由度。当电磁铁3a通电驱图58与图65示牙嵌1a移动并与牙嵌轮接合时,当轴2t驱牙嵌轮转动时,经键带动牙嵌1a螺旋转,从而使图63中的内手臂因于接头内而随接头内的螺母被螺旋3t一齐驱动。电磁铁3a断电,簧牵杆2a带动牙嵌1a脱离轮。⑨中手也有一整体移动自由度。图81中电磁铁175t通电牵引杆154t经半圆环压锥轮100t与图65中螺旋95t左端锥轮齿合。当螺旋3t驱锥轮100t转动时,即驱螺旋95t转动,使图86中的中手177t因于接头内而随接头内螺母一齐被驱动。电磁铁175t断电,小簧牵杆154t带锥轮100t脱离螺旋95t左端轮。图33中机械手的大臂关节离合轮,对于内手与中手也可是牙轮离合轮。例如小模数齿轮(系统内的机械手可分为高低不同精度的)。
各处的脱挂离合装置可以是牙嵌离合、齿轮离合、(包括花键离合)、摩擦离合(考虑轴承结构),也可是其它形式的离合装置。
2、悬浮式关节:图33中机械手臂绕大臂轴53k回转时,其重力由接头56k多量负担,这使摩擦传动可有一定负载。
脱挂离合也可是运行之中脱挂离合,例如图36与41所示的牙嵌离合,可当主传动链运行时使活牙嵌113k与牙嵌轮112k接合或分离,图33示的大小臂离合装置结构可以互换使用。各关节的倒向运动可由控制动力装置倒向运动实现。显然,将大臂或小臂的转轴加长,并增设一换向轮与一套离合装置,大小臂或腕等各关节均可实现由离合装置实现的倒向运动。取大功率电磁铁等出力较大的装置与将上述离合装置中的各杆轮等尺寸取大,用高负荷材料制造摩擦传动时不将臂重由接头负担也可高负载,可走动式机器人两大臂转动关节中取摩擦传动的可做细活,也可两大臂均取摩擦传动。当转动大臂将其设于近似水平面内摆动时,臂重也为接头负担,关节变为浮重的悬浮关节。大小臂摆关节驱动离合器也可改摩擦离合器为牙轮离合器,为压缩说明节篇幅,机器人H.D参数不再详述,其手臂的尺寸与结构均可调整。
四、精度与速度:
1、精度(1).图46中调隙栓151k下的弹垫152k更换,可使栓151k推衬块16k与轴164k微移,补偿轴承的磨损(图中上下各有一套相同装置)。图33中轴38k上的环推锥轮微移,补偿轮的磨损量。图33中的可换顶锥78k为栓顶紧。栓下有可调垫片。可换垫片64k与87k使摩擦盘之间的间隙较小,可换球52k有同样作用。离合摩擦锥盘67k与90k被压下时,自动补偿间隙。(2).摩擦离合器与制动器可减少腰转与大臂等各关节定位误差(腰部改用推力轴承后也可改用摩擦离合)。(3).导杆44减备料装置51于图7中右移时的定位误差,也可改为螺旋驱动。(4).螺旋84对接并牵引移动机器人,以减其处于烹调位置时的定位误差。(5)将图63中步进电机y驱动,改为图65中双点划线示的增加2个步进(或无刷)电机直接驱动,可提高精度。(6).适当增加导航微动开关的数量,可提高走动机器人的定位精度。(7).多处传动件取轴由木槌打入孔,消除间隙(或压入)。(8).于小臂上设电机单驱动。将图63与65中齿轮设偏心轮与调隙弹簧调隙等现有方法也可提高精度。(9).利用爪部其它处适应性微动开关等传感件搜索中自适应定位,例如图81中开关186t改为灵敏可变电阻。(10).手部海绵,各被抓持件的抓握部位形状适应,以及精度要求分开,例如:外手沿纵向长螺旋的移动,臂重由接头负担部分,取摩擦传动,配合手爪的上下合拢,操作精度要求高的工作,而腕转均做粗活,等等,可实现降低精度要求,降造价。(腕也可改为摩擦传动与制动,适当的结构与适当的安排,使机器人精度要求达到而造价低。如外手爪内表面上侧二开关先被触动。可整体沿螺旋上移至爪内下侧二开关也被触动。此时合爪抓碗把子等。
2、速度:(1).对于3个动力装置各驱动5个关节运动的情况,采用多CPU系统,使多手同时操作,提高速度。(2).设辅助手,同时运动。(3).设单个小电机经齿轮齿条推杆182t,将锅掀起,适应锅快速离火的工艺要求。(4).低速曲柄或快速曲柄可驱动翻料辅助手时,取快速曲柄适应245t烹调工艺上火口等要求,低速曲柄是适应低速要求。另外电机调速,或增图57右侧示离合件运动也可调。(5).通常从料架上抓料盒是从中部抓,减少拐弯抹角,必须两侧料架格子也用时,方用之。(6).多炉可同时加工,提高速度,例如:煮与烤与炒菜同进行。(7).采用图33中部双点划线示电机直接驱动小臂摆动与腕转,可提高控制精度与提高操作速度。
五、智能化:1、对号入座的整体结构,是无视觉的低价机器人物料识别的保证,这包括料加9上料盒8的编号,辅料箱20t内辅料编号,工具架上工具的编号。器具室内器具编号以及装置各部分位置的相对固定、料库内的分类与固定位置排放。2、遍布系统的触觉神经元:(1).机械手部:图33示手爪内外表面上的触球22k、导板98k构成微动开关。爪端的球杆23k与二导板25k也构成微动开关,爪上触球22k与导板98k距离近的,测被抓物表面形状与爪到位情况;与导板距离远的,主测爪合拢后与物体接触情况。爪端触球23k主靠海绵弹性复位。(2)图65示微动开关91t测中手、内手整体移动位置。图65示微动开关87t测外手整体上下移动到达位置。(3).辅料箱盖171t上鼓块80t碰微动开关245t,测辅料箱20t运动位置。(4).移动室218t上微动开关221t碰前槽93t上设的板,220′t检测移动室位置。(5).小炒杯9t上方衬块上的微动开关7t碰辅料箱盖171t上的鼓块79t检测小妙杯9t的位置。(6).图86中炒杯体235t两端微动开关231t、232t内部结构与图26至28表达的开关相类似,检测炒杯底受力轻重。(7).图86中炸锅炉64t下的微动开关63t检测锅内油最低限量,检测被炸料有无入锅。(8).图81中炒锅炉62t左侧的微动开关186t检测炒锅受力状况。炒杯处与此处的开关均可改为连续的变阻器。(9).炒锅61t下的开关183测顶锅齿条187t的位置。(10).图72中烤炉左端开关142t与烤炉52t门前的微动开关136t测烤架54t位置。(11).煮锅56t下微动开关与炒锅炉开关相同,检测煮锅受力状况测入料量。(12).抓料盒8放入料架9格内时,图11中料架9上每个格子的左右活板88t与89t微动开关,测知爪碰到哪个活板。(13).图8中微开关64测料盒8有无推入。(14).图11中料架9右外侧一排开关91,测走动式机器人手爪摸到位置。(15).增反射光强弱检测知锅内是否还有料,可减少手多次扫描扒料出锅次数。图8料架9内壁上鼓块63与运料辅手上的微开关90′测运料辅手位置。(16).图22中微开关126测取于框5上的料盒8的方位;开关86测料盒8有无走至图7示压下开关86位置。(17).图23中开关128测料盒底门位置。图30示底门127上有孔,使开关128间歇动作。(18).图7示料架9下方有检测器皿是否推入的微开关40。图左侧微开关49测工具有无放入并指示手爪位置。(19).图11示微开关96指示手爪位置,辅助导引手抓工具。(20).图11中小车台面93上铺的海绵桌布下的微开关94检测碗盘有无到位,有无歪斜,碗盘内料的重量。(21).图63中微开关40t测搅拌室门45t有无打开。双点划线示微开关23t检测运料手上托框5运行位置。浮子50t与微开关50′t测水管内水压。微开关70t、69t测工具有无到位或取下。微开关起指示作用。(22)图86中电机210t旁微开关与鼓块测碎涤粉电机210t有无转动。(省略了减速器表达)微开关217t测移动室门有无打开,微开关229t、230t测碗等器皿是否放入。微开关225t测工具有无到位或取走。(23).图72中微开关、133t测搅拌装置有无运转。(24).图91中微开关274t测驱翻料手的钩275t的位置。图81中碗下微开关178t测碗有无。(25).图81中微开关183t测升降手的位置。(26).图72中上下微开关129t分别测压蛋杆112t上下二位置。(27).图93中斜杆292t与微开关293t测杠杆268t位置。(28).图11中地毯95下微开关配合图9中由图17中电机107驱曲柄83,带动杆80、81、锤82,测走动机器人轮30的位置。(29).图11中电机90旁的方板使托框5运行时,其上开关知位置。3、其它:(1).图68示光敏管113t与给光元件120t组成光电检测辅料有无出料。(2).图81中热敏元件181t于炉小孔中,测该处炉温。(3).图9中双点划线示机器人头内注“CCD”是指CCD摄像机。
六、控制装置
1、驱动:本机器人可以是气动、液压或电动等任一种动力装置中的一个动力装置动力配备也灵活胸样:(1)方案1:机械手:外手、中手、内手。三个手中仅中手是各关节由单电机驱动,而内手、外手采用离合装置,如图33中所示,由图63与图65中双点划线β与γ电机各驱动一手的大臂各关节。方案2:三手均采用离合装置,均各由一个电机驱动,此情况略掉轮,即图63与图65所示的αβγ三电机。方案3:尝试内、中、外3个手由一个电机驱动。图86中右上方双点划线框中“码盘组件”指电机配套部件,电机取无刷电机,还可尝试造价更低的驱动装置,电机左侧的制动抱闸为备用。也可尝试用一个步进电机或开关磁阻型电机(Sr)驱动,例如外手、中手、内手仅由图右上方γ步进电机驱动。(2).图7走动装置上的机械手(包括腰)驱动方案与上述外、中、内3手的驱动方案相近,仅走动驱动装置与其共用动力装置,例如腰的转动共用一个电机仅增设离合装置。(3)走动部分,①轮式:方案1:走动换向各用一动力装置,例如电机驱动;方案2:设离合装置,单电机驱动,需换向时,换向部分挂上驱动装置。②足式:方案1:腿与足上各关节均由一个动力装置驱动;方案2:设离合装置,取一个动力装置驱动一个以上关节,以上所说的电机可是任一种适用的电机。
2、本例的控制装置取图145示暂定系统2时:图155是主从中枢TP-801单板机的框图,图155中下方给出k1至k10几个开关是示意性的,表示该线路可以接通也可切断。双点划线示的单数开关k1、k3等表示接图中TPBUGROM、RPOM1PROM2、RAM1、RAM2的线路切断后开关位置。图中开关是两两同时动作,即k1与k2、k3与k4……是成对的同时动作,而单数开关是切断线路,双数开关是接通线路。开关旁省略号示各开关是开关群的简化表达,存贮器旁省略示还有其它存贮器,详细的结构参阅图171。图171中的存贮器2732与6116即是此处的ROM与RAM,螺母30v接头上的导片群与辅插座上的导板群。构成此处的开关k1至k4或k1、k2、k5、k6开关群运动的螺母携带的开关群使图示的主从CPU可与存贮器群中的任一芯片线路对接。图171中只表达了一套电机,螺母切变装置,其余省略表达。电路图154中右下方与左上方的4片CD4512输入的32个信号是:辅料库机械手运行位置开关1个;爪触觉12个,两手各手是6个;1个测机械手运动的光电码盘输入脉冲;增测各关节有无运动切换有无到位6个;扩展存贮器图169中螺母30v行程的一个位置开关,4个测辅助手有无运动开关;内中外3个机械手运动位置8个开关;图165图166中光电检测位置开关各1个;扩展输入图165运动的光电输入信息1个。辅料与饮料有无出料4个光电检测;炒锅、煮锅、烤炉内外计4个。电路图154中左方上下四个CD4099输出的32个信号是:控制驱辅料库单相电机正反转计2个;小炒杯炉通断电1个;炒锅升锅电机1个,烹调水阀1个;炸、炒炉通断电各1个;运动切换阀16v1个(光电隔离);机械手除大臂伸缩其它关节的离合切换与制动以及爪合拢等电磁铁计24个,报警铃1个。图156、157、158中给出各线路并用省略号示相同线路,用双点划线框起的光电隔离部分采用现有技术,由隔离部分驱电器装置。图163示图145中PIO与步进电机部分的接线图。电路图175左上方k1与k300开关右侧的光电转换件用虚线框围起,代表图中框形成的暗室,符号“v”与其旁的长箭线表示光敏管是运动的。图左上方接CD4099的阀,下方有圆弧箭头与符号“v”,表示阀是运动的。阀即是图166中轮上的电磁阀16v。图176中阀周围元件的线路开关有双点划线箭头指向阀,表示这些开关均由阀运动中(动作时)驱动实现通断。这些开关所在线路的旁侧或下方的省略号表示类似线路的省略表达。口味佐料麻辣等卷线筒,下料电磁阀是点动下料。图64中的多级开关为测不同重物作用而设。图145是采用多CPU的控制系统,由2个Z80单控电机,掌握3个主机械手的运动,一个Z80控制各辅助机械手与家用装置,另一个Z80协调二部分的运动,也可增走动装置部分。
3、控制执行装置补充说明:(1).切变室8中有变电炉电压的运动件,装置与图169示装置相近,也是电机驱螺母运动,顺带将开关打开与闭合。只是此处改变电炉串接入线路的电炉丝个数。控制炉温。例如:将1Kw的电炉用5个200w的炉丝供电,可以是仅用2个或1个或4个供电等等。对于烤炉是采用管状元件多个或几条板元件,控通电个数。切变装置不再详细表达。(2).采用两个电源给3个步进电机供电时,切变室9中设有类同切变室9处的电磁铁,牵开关切换电源线路。
转换控制法运用:采用上述的装置,已可由外手将料架9上的料盒8内的米或配好佐料切好的肉块抓于台板上,由中手将煮锅盖90t抓于炒锅盖9t上,随后运料手经移室218t将米或肉块倒于煮锅内,上水阀给煮锅上水后,中手将煮锅盖复位,控制中枢给煮锅炉通电,进行一般的食品加工。进一步可用扩展的PIO,再增设一套类似接口板上的64个信号接线I/O装置,也可用此线接通用芯片8255,使系统的输入输出量与信息存贮量有更多的增加,从而使系统外设增加,扩大整机功能,也可用MCS-96系列单片机为主机,利用其高速输入,提高系统性能,均可用现有技术实现,不另叙述。此处采用了新型的转换控制法(专利公开号:CN1161486A)扩展系统的输入输出量,并且用此法实现了存贮器扩展。(1).图165是输入接点扩展装置,由框四周上下两排交叉布放的118个输入信号的给光元件7v与8v将外设备的118根导线传输信息点给出的信息,由一根电缆联接的上下两个光敏管5v、6v随电机10v经轮1v驱动的大轮4v运转中逐一搜索将给出信号,输入中枢,电路图175示四片CD4512的32个接点中设有1个接点,供转换输入中枢信息,光敏管3v配合给光管2v传给控制中枢大轮4v上光敏管3v运动位置的信息,使中枢可据两次输入信号的时段加上软件处理,知道是在有外信号输入时,118个给信息元件中的哪一个始出的信息,图中的9v是有耐扭转套导线。118个元件仅表达了图右侧的上下两排的30个。(2).图166是输出接点扩展装置,控制中枢经4片CD4099中的一个接点控制轮17v上的两个电磁阀16v中的一个动作。(可增微电机经轮驱导片于可相互绝缘的二等分的圆弧导板上转动,使二电磁阀分别先后导电)电机18v经小减速装置驱轮17v上的阀16v运动,阀16v运动中动作,吸引周围的大盘上固定的82个开关中的一个动杆14v,使动杆14v驱杆13v与杆19v前行,被钩20v因簧条22v作用而勾住。(也可用录音机暂停键机构或市售类似开关。)从而使与该开关串联的外设因动杆14v运动压开关中的触点簧片动作接通线路而通电。对于短时点动的,不设钩20v。外设的断电,也即通电定时,由中枢控制两个电磁阀16v中的一个第2次吸该开关的动杆14v,使动杆上的小杆19v前行时顶起钩20v,并因簧条22v余力使钩20v微转,从而动杆14v被微触点簧片带回原位置。识别82个微开关中的任一个方法与图165示输入装置识别输入信号件相同,可光敏元件随盘转动,固定的给光位置元件配合其。图中对82个开关仅表达了一部分。双点划线表达的交流电器开关设下方且用行程开关。(3).图169是存贮器扩展装置,几排EPROM与RAM芯片的数量可据需要定,也可是可插拔更换的。芯片型号不一定是2732与6116,微电机43v经蜗轮44v驱螺旋36v转动,从而使螺母块30v携带缆31v与群弹性导板一齐运动。在运动中,各弹性导板42v与辅插座上的导板32v接触,形成电流通路,从而使与辅插座上各弹性导板接通的各存贮器芯片内电路,经软电缆31v与控制中枢的总线相接通,这可使系统图145中的主CPU与从CPU不仅存贮量无限,相互可调用信息,且可主从CPU同时用同一存贮器所存信息。图169中的螺母块上弹性导片40v上焊的导线是穿过接头上的孔后与带缆上导线粗端头焊接,并将弹性导片与余导线一齐涂胶后推入接头上的槽中。接头座的弹性导片33v与导线的焊接与固定也用类似方法,EPROM与RAM固定与走线以及与接头座的插接处导片制作用现有技术,各弹片也可改为光电开关。存贮器切变螺母运行至任一微动开关处,将该存贮器芯片线路与某个子系统或主系统对接后,该系统CPU鉴定此存贮器芯片所在处微动开关代码,以确定否需要此存贮器给出信息。如不需用,即给电机通电,使其驱螺母继续搜索。(仍保留录音机)。(4).图171中的压簧与簧条41v螺母30v走至该处时将一排光电开关推向右方并由钩40v锁住,也可使结构图中的2个或3个结构相同的机械手控制继电装置与接线点仅为一套。当用左手时,将开关推向左方,使这套装置接通左手,当需各执行件线路,用右手时,将开关推向右方,使这套继电装置接通右手各执行件。所用开关定位装置也可是一般录音机的暂停键机构。中枢控制是据位置开关信息第一次推开关走一半行程,第2次推动时走完行程。显然图145中CTC的作为定时或计数作用,也可用此法实现。各图省略了走线等的表达。用运动件切换也使系统中两个或多个步进电机共用一个电源可行。显然无线遥控也可实现转换控制法使输入输出量与存贮量扩展无限。对于可由总线连接,通过接口对其内部寄存器和外接的DRAM/ROM进行存取的VCD系统解码器,可使ROM灵活且易扩展。此情况下VCD可共用机器人的CPU与已有的部件,以降系统造价。上述扩展的118个输入信号点是:运料盘上8个;料架上40个,二运动炉前后4个,烤炉门前2个;炉前碗槽内10个;饮料管口旁2个;台板上6个;工具架上2个;沿小炒杯运动导轨4个;沿移动室移动导轨4个;小炒杯下2个,移动室门升降2个;升锅螺旋沿途3个;炸锅内油量检测1个;翻料钩旁3个,小炒杯下2个;开蛋装置处3个;机械手上8个,均是微开关。电路图175中用K1和K110加省略号表达。主水管内水压检测1个,炉温检温5个,冷库顶部温度检测,内部温度检测3个,均取是否过限的开关量。其它增设的,例如导航部分等,不再详述。(如本部分也设行走装置,也可由主CPU部分的PIO处理导航输入部分),上述扩展的82个输出信号点是:辅料室出料与饮料出料,计52个电磁铁;口味电机1个,开蛋阀与电机4个;烤、煮两炉通断电开关;隔板启闭阀1个,锁炒杯与水阀4个;拌室门、涤液室门启闭阀各1个,移炒杯与搅拌电机各1个;1个磨涤粉电机。大臂伸缩电磁铁3个,水槽门启闭阀1个。
4、电源:(1).对于图153示PUMA560的电源不再叙述。图12中部二插头1′a是电柜12中部的电源插头。图示给系统2配备的电源,取自现有的打印机电源,详电路图不再给出,该打印机一单片机控制系统。此处用双电源供电给出的5v电压在此处给各Z80单板机供电。每个电源给2个Z80系统供电。其中,35v提供电流1.5A、12v提供电流0.2A(双电源为0.4A),5v提供电流1A,双电源为2A。12v为接口板上的12v芯片供电,35v接口板上的24v元件,供电时增设分压器,如串联分压电阻。(2).如搅拌电机与驱辅助料箱20t运动电机,取用单相电机,且有的电磁铁、磁阀也用交流电,另一个插头1′a接电源插座,给这些电器供电。(3).驱机械手电机电源:图12底方示插头1a,是电柜最低处步进电机电源插头。对于用结构图中αβγ 3个步进电机的,此处配备2个电源(3个也可以),相同型号的电机,以使切换件将其线路切换,实现3个电机共用2个电源。如仅用图86示的1个电机控制3个机械手,即为用1个电源。电源可购电机配套成品。(4).图12下插头1a旁的插头是电炉等交流电器电源插头。据电炉功率可考虑增电源接插件,图9中的插座1′供图12中部插头接插。配电盘2也省略了内部表达,与一般家庭配电盘比多自动切变开关等元件且功率高、电流值高。
5、键盘:图153示PUMA560控制器以及其它系统的键盘等操作装置不再叙述,此处说明图12上方的键盘105与显示部分104。图12最上方3个键103是电路图154中的起动、停止、复位3个键,大框内的上排3个格子是显示装置105,下方是键盘105。均取TP801相同的装置。大框外下方是方式选择开关,转动旋钮106,使其上红点与旋钮106,上方半圆弧上的指示线相对,可对主机运行编程等方式选择。考虑油炸食品对人类健康不利,遥控的,当无人于附近时使用的,也可不取炸槽,下方不设炉,炸槽仅为沥油槽。图中开蛋阀断电使开杆复位时,隔离绵压杆也可抬起。
6、其它控制装置简述:(1).本系统如采用图153示PUMA560控制装置,将其6个电机改为1个电机,即是图86中电机。如改为3个电机,即是图63与65中所示α、β、γ3个电机。如仍用6个电机,可将内手、中手、外手均设有图33中部双点划线表达的电机,改摩擦传动为齿轮传动。对于6个电机改为1个或3个的情况,将检测件、功放部分、接口板等各部分均压缩删减。图153中的DLV-11/T是串行接口板。CRT软盘、示教盒、备用视觉均据需要定取舍。电位器等本系统结构图中没表达的,可参现有技术增。增设8255芯片,电炉与其它部分控制可由I/O部分解决。(2).系统图148中的80386与8086以及图151中的8088是美国英特尔公司生产的微处理器,也可用该公司生产的80586等性能更好的微处理器代替图中的80386微处理器。图中的8255是通用接口芯片。“多电机”可是无刷电机。系统图147中的8279与8155也是通用接口芯片。各系统图中均省略了电源、时钟、存贮器以及总线控制器、中断控制、DMA控制器定时计数、I/O等部分线路的的表达,均可采用现有技术。(3).图7中的控制装置是示意性表达图。图145中的“步进电机4与5”、“走动装置与走动机械手”据需要定,其旁开关K设图12中的切变室8内,由电磁阀驱动开关,由簧复位。
七、控制:
1、机械手控制:(1)采用图145示全步进电机驱动方案时,用开环控制或轴上的码盘组件给出关节实际的运动信息反馈,构成步进电机混合伺服系统,均为现有技术,不另叙述。不同点:①本机器人取一个动力装置驱动多个关节的方案,驱动某关节前,先制动主传动链,然后由离合装置将需被驱动关节挂于主传动链上,再启动主传动链并同时将该关节的锁止装置脱离,当不需该关节运动时,制动主传动链,该关节的锁止装置锁住该关节,再由离合装置将该关节脱离主传动链。②运动控制:可以是α:采用一个关节控制到位后再控制另一关节到位;β:多关节同时综合控制。γ:上二法同时运用。可据示教时码盘给出的脉冲数定各关节分别挂上或脱离主传动链的时刻。
2、采用图153示PUMA560控制与驱动装置时,采用现有技术,不另叙述。
3、编程方法:(1)示教:可取手把手示教法。如取单电机驱动,可将图86中蜗轮26t拆下。图56中光敏管12t接显示器,给出各关节运动时的脉冲数,人记录或自动记录。对于多于一个电机驱动情况,可增码盘组件。例如外手85是于长轴32t底端增设,而中手177t是于α电机轴上设,并将β电机驱动的轴上的码盘组件改于β电机处,由β电机的另一侧轴伸驱动。(2)编程一例:按菜谱:有厨师面视校正的情况下,按现场操作程序编程;对于用Z80单板机作为主机的情况,编程语言可是汇编语言。以下给出按《家常菜谱》(上海文化出版社79年版)中家畜类第6道菜“鱼香肉丝”菜谱编程的过程。无实物的空操作,整机重复示教人示教的各步动作或各步控制程序,并反复调整。原菜谱的内容是:“原料:猪腿肉三两,青椒丝一两。调料:鸡蛋一只,葱段一钱,蒜泥三分,豆瓣辣酱四钱,醋二钱,味精三分,干淀粉四钱,细盐一分,姜末五分,猪油八两(实耗一两)白糖二钱,酱油五分,黄酒二钱,水淀粉一钱。制法:一、腿肉切成一寸五分长,如火柴梗粗细的丝,加盐、打散的鸡蛋、酒、干淀粉拌匀上浆。另将糖、醋、酱油、酒、味精、水淀粉放入小碗,调成卤汁待用。二、锅烧热,加猪油烧到四成热时,将肉丝下锅划散至熟,再加青椒丝划一下,倒入漏勺沥油,原锅留余油五钱,下葱、姜、蒜泥、豆瓣辣酱煸出香味后,再把肉丝、青椒和卤汁倒入翻匀,起锅装盆即成。特点:呈橘红色,酸甜带辣,香鲜可口,有四川风味。”示教与各步控制程序:①外机械手85从料架9上抓此道菜的料盒8出室后,下移机械手,据托框5上微动开关信号知料盒8已至框5上,盘7上电机91′驱蜗轮带动螺旋61,螺母100,将料盒8推至托框5左端,再经电机63′驱同步带轮螺旋11转,驱盘7升至料架9上方后,电机90经螺旋60驱螺母101,驱托框5至加工机上部的搅拌室33t的上方。框5上接线柱137给对接供电的料盒8上电机127′通电,驱轮133、轮134、轮138转,使料盒8的齿条底门127运动,使主料米纸包的拌有干淀粉与酒的肉丝下落入搅拌室33t,米纸包冻猪油块经已打开门的移动室入炒杯9t中。待炒杯9t上方移动室门223t关上后,电机90又通电经螺旋60推托框5前进几步至已走到搅拌室33t旁的移动室218t上方,料盒电机127′又通电,料盒门127继续移动,使料盒第3室中的青椒丝入移室218t。装置中各传感件传给控制中枢各运动件的运动位置信息。②当图11中双点划线示的外机械手85也抓有图81中双点划线示杯172t,且辅料箱20t被电机123t经轮146t齿条125t驱左行至图65中味精料室下虚线示出液料管于杯下方且停住时,菜谱所定调卤汁所需液体辅料室的阀170t动作,使醋、酱油等液料经出液料管入杯中。按厨师所定量,取定时下液料与多次运动阀杆下散体料于杯中,水淀粉提前放于杯中,酒放于“机动”料室中,杯中上糖时可走动辅料箱20t,使糖料室于杯上方。杯172t上好料后由中机械手抓图86中示棒227t插入外机械手抓的杯中,转腕搅拌,随后中手转腕将棒于池穴中洗刷净后放回原处,外手将杯放台面218上待用。③、参图91,阀110t驱压杆82下行,使开杆83t上摆,打开蛋壳,电机109t通电,经杠杆269t驱动开杆83t水平移动,将蛋壳拉开,同时阀271t驱动蛋黄分隔板转下,使蛋黄也流下。随后电机109t驱动杆269t继续走动,电磁铁110t断电,弹簧207t使压杆82t下行。使转板86t将蛋壳翻出机外,转板86t复位并抬起压棉板12t,蛋又滚压棉板12t下面。④小电机134t驱仿人搅拌棒13t运动,将拌室中料拌匀,同时小炒杯9t上电机8t驱炒杯9t至搅拌室33t下,炒杯炉通电,同步走动的中手117t将预先抓好的凹槽铲223t放于小炒杯体235t杯中油热后,阀43t通电,将搅拌桶门45t打开,运动,搅棒131t将拌好的料下入炒杯235t中,同时中机械手177t抓铲223t转腕动臂往返划散肉丝并且炒杯与中手,移动室均移到炸锅66t上方后,电机222t通电开移动室门,青椒丝落入炒杯9t中,中机械手177t抓铲223t往返的同时,内机械手74t将手中漏勺73t移至杯235t口处,杯炉64t断电,中手177t抓铲223t推入室青椒前行出炒杯落下入漏勺73t沥油。同时外手85抓炒锅盖92t放于煮锅盖90t上,中手抓铲转腕从杯235t内勺油抬起、停顿,再转倒入炒锅61t后,电机123t驱轮146t于齿条上转,使辅料库20t运动至某所需辅料室至炒锅61t上方时,停住辅助料库,按所需该辅料量,定料室门是一次打开(如葱段、蒜泥)还是多次下推,据输入的口味要求定。“机动”室内有姜末、豆瓣辣酱。炉62t与电磁铁284t通电,挂上连杆与勺159t往复运动,反复推锅内料,煽出香味后,内机械手74t抓漏勺73t向炒锅61t翻转将沥过油的肉丝青椒倒入炒锅61t后漏勺收回,外机械手85抓调料杯172t转腕将杯内料倒入炒锅内,并将料杯放回。翻料手不停翻料均匀后,电机200t通电,使举升手182t将炒锅掀起离火,并整机断电,蜂鸣通知菜已做好或中机械手抓铲往返扫描式用铲将菜扒入锅61t前外机械手85已抓到的碗内。(勺或铲等件也可附设反射型红外光电探测元件与滤色片,检测锅或杯内等处有无料或残料等。炒杯235t中余油由中手腕转翻铲勺取出放于外手抓到的碗内。)待整机各步工作程序符合名厨师要求,再按谱将料洗好切好,送到料架9上指定格子内的料盒中。辅料放入辅料室,按已调试好的程序运行整机,经多道菜且变参数对比,例如炉温与烹调时段的改变,比较烹调结果,且名厨师对用控制装置的指令做出这道菜满意后,调好的此道“鱼香肉丝”菜的各步控制程序即可由写入器写入EPROM,或是由内存转贮于磁带中,其它菜也可如此编程。存贮的这些单个菜的制作程序,即是将中式各系、西式各系的各道菜由机器人自动制出的指令。用户可据需中式菜系或西式菜系购相应的存贮芯片(固于图12的存贮室中)盘或磁带,当然用台式等高档计算机作为控制中枢时,也可用磁盘或其它存贮件存贮指令,此情况时用户购磁盘或其它存贮件,厂商可告诉用户用法。对某些常用辅料,如油、酱油等,其料室号一般不变(利于编程)。(3).用户口味选择:图172、173给出的口味选择装置也可设于面板上。图172中用部分剖,显示“甜”按键内部结构,其它酸咸等键的内部给构相同,电机2w由控制中枢控制。触头7w碰导板8,即使辅料库中的糖室的电磁铁170通电出糖。其它的类似。用户需要某道菜辣,即按下键,中枢据烹调程序给口味电机2w通电,驱轮4w转,压下小锁5w推触头7w,使辅料室电磁铁动作。压簧使键杆6w,键头9w复位。当然,于餐桌上增设辣酱、醋、花椒粉、盐、酱(中餐)也是调口味的一种方法。对于控制装置档次高的,当然也可经显示装置设询问语句,然后用户输入口味要求,例如:屏幕上问“咸、中、淡”或“辣、中辣、极辣”等,用户于键盘上将所需对应键按下,也可用数字键实现,例如,将1~100定为口味要求:101至200为用料要求;201至300为烹调熟烂程度等烹调要求;301至1000为菜单编号。对于有口语指令的,当然可以语音问答。另外,提供键盘供用户改菜成分也可。(4).扩展实现:①设机械手换磁带或其它存贮件设自动更换程序。②给出多套相同型号的ROM或EPROM,例如2716EPROM芯片,存贮某些固定的子程序,例如刷锅等,且存贮容量、指令地址安排与原有的ROM、EPROM相同,当需此部分指令时,连动开关使整机复位同时使原ROM或RAM等存贮文件脱离总线等,将扩展的存贮器的接线与总线等接通的工作(每次切换芯片时,均驱RESET键)由机械手或图171中示电机43v,驱螺母开关群30v或其它自换件实现。这使监控程序也可因采用此法而增加。例如运料时换一次,扫地时或洗衣时换一衣,将不同的存贮器与总线相接,以调用不同的控制程序。(5)一餐或多餐后设整顿程序。例如:空料盒送还料架上、刷洗各部分。炒杯与移动室均移于料架侧备用。将炸槽中的漏勺提起,油冷凉后,通知使用人取走或不移走。
4、系统运行:采用图145示主从式全步进电机方案时,(1)。由各Z80主控级负责α:系统初始化,①主控级Z80汇编语言初始化程序,②各Z80子系统的初始化;③各执行件复位状况检查。④主控级通过PIO主检查各子系统给出的初始信息码定各子系统运行的程序是否是现行要求运行的一套程序,如不是,即指令各机械手控制级调为正确的。⑤控制图12中各切变室中有运动件切变线路的装置中的驱动装置运行,并鉴定其是否运行正常,存贮器切变螺母走至端。β:初始关节位置标定,可是设耐用备用电池,内存设记录单元,记下各关节的即时位置,可由记录码盘脉冲数实现,也可参照图153示PUMA560机器人控制器,由测量电位器给出各关节的初始位置。电池可用锂电池,定期更换。对于设内存记录单元的情况,同时设记录该关节当时运动方向是正向或倒向的代码。各关节运动位置的起始记录,由生产组装厂家在调试时执行,并自定义各关节的零点位置。例如,可令y步进电机不通电,人将外手85扳至图11示伸入料架内的位置,然后启动计算机,控制y步进电机运行驱动外手大臂向料架9右方转动,将码盘记下的运动脉冲数,以及大臂转向代码均存入内存。图11示外手大臂于料架内位置即是大臂关节的零点位置。⑥负责系统保护,如:短时故障时,控制阀切断大电流线路。⑦协调各机械手与辅助机械手以及其它家用装置,例如电炉等的运行。⑧鉴定键盘命令并响应。⑨显示控制。⑩负责切变主控部分的输入输出与存贮器,实现扩展。例如控制驱动光电开关群的运动件,将主CPU与不同的存贮器芯片线路对接,由刷新线路保持主CPU给出过信息并脱离了主CPU的存贮器中的信息。与不同的ROM芯片对接,取新信息。(2).由机械手控制级负责①机械手的运行,并将运行结果经PIO(主)通知主控级。②接收主控级指令。以上两点例如:外手将空碗抓于炒锅前台面上后,通知主控级碗已到位,主控级即通知中手控制单元碗已到位;中手控制单元对主控级信号的搜索有了答复,即控中手将炒锅里已做好的菜扒于碗里,并通知主控级菜已入碗,主控级随将此信息通知外手,外手对主控级信号的搜索有了答复,即抓台面的碗放于小车台面上等等。③切变本子系统的输入输出与存贮,实现扩展。(3).主控级与机械手控制级的通讯:①系统启动即相互搜索信息。②经PIO(主)用代码通讯,可是相互均可理解的。例如:主控级要求外手控制级控制外手抓碗,可给出001一串码,外手控制级的PIO在约定的时段内接收一串码中的每个码,例如1毫秒1个码是1电平,第2个ms再鉴定,如是0电平,即是10,等等。③还可设图169示实现存贮器扩展的运动件,将主CPU与从CPU给出的信息,由运动件切变主CPU与从CPU的线路,使各自与不同的存贮器对接,实现相互间通讯。此类似系统图151示的相互通讯。
5、走动控制:图7中的三个有走轮装置:左侧备料、中部烹调、右侧机器人,与图11中车均可配备驱动走动装置与控制装置,此处简述图7右侧的机器人主体的走动控制。因为家用机器人运行于结构化环境中,可用探测加扫描式走路,先做清扫工作,使用其携带的吸尘器。此处探测给信息的是地毯下方的微动开关,可将开关按行列编号,也可二维平面上按计算出的最佳路径走路,边走边对照地毯上微开关的号码,图9中电机经曲柄力杆驱探棒82探知换向轮30位置。
6、非机械手装置的控制:①控制掀锅高度控制炉温、与控接入线路炉丝段数、与电炉调压等法控炉温。②调电机转速与正倒向变换加定时定量,实现搅拌控制。③食品熟烂程度用定时控制或探棒检测,有反馈的控制。④洗衣用定时或是用模糊控制。⑤其它的参阅后述工作部分。
八、工作过程简介与使用方法:
(一)工作过程简述:
1、食品加工工作过程简述:(1).烹调主流程:炒菜是运料手,给炒杯与移动室上料,在辅料库上辅料的配合下,中手将炒杯内料予炒后推下炒锅,翻料手将炒锅,内料炒翻,外手将碗盘室内的碗抓到炒锅前,中手抓勺将炒锅内炒熟料扒入碗内(锅掀起)外手将有料碗抓于小车上。(2).炒菜:已于“鱼香肉丝”菜的制作过程中简述。(3).煮:锅上料与“炒菜”处类似,可由抓料放入,先将锅盖抓烤炉顶,水阀控水管21t,从辅料箱液料口给煮锅上水。阀定时启闭定水量。需撇浮沫的,外或中机械手抓勺撇后倒于走水槽65t中;需防糊底的,电磁铁273t将连杆挂曲柄48t上,使翻料铲推动运动的煮锅内的料;辅料的添加由中枢控辅料库20t运动,所需辅料室的控制执行件当该料室于煮锅上方时,停止运动。下料量的掌握同“炒菜”处,也是定开液料门的时段长短与运动散体料室内的阀杆的次数定辅料出室的量,开锅盖与加锅盖也同炒菜处。煮定时达,煮锅炉断电,电铃通知。如转于碗中,是炒锅类似的齿轮,齿条将煮锅慢慢掀起,中手抓勺铲操作。(4).蒸:上料是中机械手先将煮锅盖抓于烤炉顶,外手水平抓将料与煮锅内水隔开的铝或竹木的有锥形槽盘58t的上下两面,从工具室内移于煮锅上方后,下降外手至槽盘碰到煮锅,(煮锅下方检测元件知)中手抓棒217t(端段有簧,可伸缩)插入盘58t的孔中。松开外手向后平退使盘落下入煮锅,随后主传驱煮锅低速运动,中机械手抓棒触盘,推平盘,上水阀给锅上水,移动室移至煮锅上方,移动室内已送至的料下落入煮锅,中手抓棒,平移使煮锅内料平整,随后外机械手抓煮锅盖平移至煮锅上方后后退,使煮锅盖的弧形端于煮锅外再下行稍许后,微松手爪,前移锅盖使进入锅上部槽中后退手爪。煮锅炉通电至定时达。断电,电铃通知,(也可抓锅盖或漏勺于移动室下接料再翻倒于煮锅内。调蒸食卤汁同炒菜处。(5).炸:炸槽装入备于辅料油室中的油,并加热(定时)。需拌的料,于拌室中的搅拌后转于炒杯内,移炒杯9t于炸槽66t上方,内机械手抓沉于油中的小漏勺接中机械手用小板226t推出的少量料,再沉勺于热油中。定时达后转臂抬勺沥油片刻(此时电炉断电。转腕将炸好料倒炒锅中,再移勺于炒杯前接料。至二小微动开关231t给信号。(内机械手提起漏勺时,将料渣沥油,并由内手抓漏勺倒于炒锅内。再掀炒锅,用铲勺扒出。)对于入热油锅片刻即出的炸鱼等,是内手将漏勺234t,抓起移动室开门将鱼或其它料转于漏勺中,由内手抓漏勺载料入油槽片刻后再升起,需划散的,由中手抓钗划散。(6)烤:外机械手从料架上与烤炉平行的格子中抓已上好待烤料的烤盘,返转将盘弧形端段放于烤炉内的烤架54t外端段上,然后中手推烤盘内移至烤盘下方被挡住信号给出,机械手松开并退后。随后烤炉元件通电,定时达后断电,对烘烤时需加辅料的,由中手拉接烤盘出炉,外手抓调料杯向下浇于烤盘中或中手抓烤料刷上辅料,需翻转的,由中机械手抓住摇把转,此情况被烤料串于摇把转轴上。(7).调饮料:取辅料箱后排饮料群料室内的饮料的方法与调卤汁相近。需加冰,插花装饰或其它添加物的,由外手从料架下方室中或料库中取。
2、洗衣、清扫、裁雕、警务、理发:洗衣:使用人将图7左侧的洗刷切碎部分右推至烹调机台板前(也可增设驱此部分右行装置)。图94中上水管0′较长,于机底地面上,接图65右侧水阀。阀2′可始终打开。衣服预洗是中枢控水阀,经上水管0′给分盆72′里已放入的待洗衣物上水,电机31′通电经轮杆19′、18′、17′、16′、15′、14′等驱涤头反复下行,挤压已挂上主传链而不停转动的盆72′里的衣物,定时达到后停上水,继续挤压,再定时达后,外手抓出水管70′先上行后下行,将盆里水放出。定时达后外手抓出水管70′又上行。图86中顶部阀动作,打开涤液室门,将洗涤液加入盆,仍挤压衣物的涤头使涤液渗入衣物,定时达,阀断电停止上涤液,不断转盆与挤压至定时,上水阀又经上水管给盆72′上水,开始漂洗,定时达后停上水。出水管70′又下行,放出盆里水并随后又上行,再给盆里上水,挤压一段时间后再外手抓出水管放水。如此多反复几次后停止。洗好衣物的脱水,可是主人用图94中活钩71′压住衣物,掀键87′给脱水电机60′通电,驱盆72′转脱水,也可增设聚中活筒,将衣物聚中,由脱水电机60′通电脱水,脱水后衣物的干燥,可是主人自行晾干,也可是中机械手抓起衣物转腕,外机械手抓电吹风上下移动,实现基本自动干燥。多指手可仿人手洗,也可用示教法。清扫:图7中的走动式机器人是在地毯或地板砖下导航件的辅助下,扫描或走动,使其携带的吸法器吸尘,如使用拖把,可是扫描走一段,记录该点位置,抓拖把往水池冲刷后,返回该点再冲刷。一般低档的不设清扫部分。图131示理发面罩按头型自选。理发时,机械手握发推按理发师对该人理发示教时的给出的控制程序走发推。人可当机械手周转重复动作时,将头罩前方下拉,使被压住没剪断的头发露出。人坐转椅为步进电机驱动,配合发推周期性动作。雕琢、防盗等等不再详述。裁剪装置上下二步进电机于家用情况下不用,是用中机械手移动活针,压布料,外机械手握裁刀走动裁布料,当然也可是外手握取下裁刀,弹性对接插上的笔60d,运动画线,由使用人自行剪开(此也即包括了书法与简单绘画)。
(二)使用方法简述:
1、备料一例:菜名:鱼香肉丝,于以下料室中放入料。(暂按图65注各室名称)蛋室中放鸡蛋几个,葱段室中放葱段几钱,机动室中放蒜泥3分与豆瓣辣酱四钱(阀杆冲下料)醋室、味精室、盐室、姜末室、白糖室、酱油室、黄酒室、水淀粉室已有备料。于料架的中部格子中的编号盒内放予洗净切为火柴梗粗细的猪腿肉3两(拌干淀粉四钱)同盒格中放于洗净切为5毫米宽的青椒丝一两(米纸包起)同盒第3号格中放入冻猪油块8两。
2、运行操作:烹调是使用人按菜谱要求查料架与辅料箱各室知是否已将料备好,如已备好即按下图12中,操作面板上的启动键,有显示以后,按下口味键用数字键给出口味要求、熟烂程度要求、量要求、菜成分调节要求,并按下需菜编号,使中枢驱运动件调该菜于ROM中程序并自动执行该套程序。待整机经电铃给信息并停止运转,即示该道菜已操作完毕。使用人如需第2道菜,可重复上述各步。对于洗衣等家务,也是给出编号。使用人不使用本机时,将停止开关按下,各插头拔下。当控制程序是存贮于其它类型的存贮体中时采用相应的使用方法。
九、有关问题
1、补充说明:也可单设工作台或台板218t尺寸加大。运输料或成品或其它物,也可用运输带。图134示内设式的传输带装置为全自润滑。冷冻室温度控制在耐低温传输带装置允许范围,且带上块料一般予切块,是铺平摆放,使出料量不会误差过大。图133中转盘48运动时,其盘下软毛不断擦去下方光敏元件表面的粉尘。也可用反射式光电检测。图21中与左方剖视部分相同的各件拆下没画。图9中右方与左方簧71、电磁铁73等相同部分拆下没画。簧71下方勾于71上。图86中的R43-R43剖视图、图63中的S30-S30剖视图与图89中的R42-R42剖视图相近。均用图44表达。图7中活杆48经电磁铁46驱动可拉起离地槽,杆48起定位作用。图8中的弹片59使料盒8个与料架9中时不受振动影响。图7中录音机10为扩展存贮量设立,据需要定。系统图147中单片机控制步进电机的实例可参照《单片微机与测控技术》(东南大学出版)对要求高的可用MCS96单片机。图21中的拉杆72没画出剖切线。图9中两侧对称的零件,仅给出任一侧的标号,另一侧相同零件标号相同。图23中右上方是抓料盒的机械爪。各图中的触觉微动开关,有的用现有市场出售的微行程开关,有的用图26至28以及图64示多重开关。图11中的微开关94既代表桌面93上的微开关,也代表地毯95下的开关,图33中大锥轴与中部小锥轴38k处均有圆形与近矩形剖视表达,示该处截面形状。图21中的小框122使联接力杆74与牙嵌77的半圆环109不外移,左侧没画出的小框122也使联接左侧的力杆74与离合盘70的半圆环109不外移。图9底部双点划线示吸尘器30的轮廓。图11中电机84′经齿轮驱螺旋84。图7中的录音机10为信息存贮备件。图11中用双点划线表达了外机械手(外手)85的三个不同位置。图中的微开关94与94′结构相同,与94′小虚线圆圈相同的圆圈均是微开关。几道虚线框内均有类似微开关。这些开关的数目可是几百到几千或几万,也可集成制造。取下涤液室给蛋室上料。光。图63中烤炉52t内的多个圆环示羊肉丝。省略了驱煮炉向前运动装置的表达。饮料室内的料,按季节定是否加冰。也可设专用程序,由机械手操作磁带放入录音机。大电流电炉是由控制中枢控制图12底部继电器动作切变接触器实现通断电,图中省略了表达,图166中双点划线表示的行程开关启闭电炉实现通断电,是电器单设一侧,其它元件有屏蔽罩。板218t上有槽限图81中板218t下方炉轮181′右行位置,辅助掀锅。推出辅料库20t取下盖171t可经各辅料室上料。搅拌室门45t周围粘有软腊密封件。旋钮237t控流出的涤液量。增设防翻料晃动活扣,可将煮锅56t取下或换其它工具。
第6页附图的作图比例较第4、5两页附图的作图比例小。
2、制造、组装:多是冲压或铸件,塑料多为注塑。搅拌各传轴压入轮。整机多处有弹性联接。开蛋阀处三塑块是先左后中再右次序到位。操作臂尽量用铝合金等轻型材料制造。爪部与地毯下的触觉微动开关是导线焊接导片上后。涂胶粘嵌于隔离膜上或基底上小槽内。爪上导板是粘隔离膜上,膜是粘爪板上。图33示机械手上的小框与臂管焊接后,再将电磁铁到位,左侧方形口放于后翻转到位。小臂轴处的内圈是弧形板框92k,是待臂管12k与滚子轴承、离合盘91k、90k轴到位后方到位。料盒上驱小料盒门127的小锥轴由电机处先放入,然后电机127′到位。图33中爪端球杆23k填入内套后,外层薄性胶套方套上。触球杆推的开关的另一导板25k是粘小塑块上,小塑块粘海绵块槽内。
3、卫生:①采用无毒耐腐蚀材料制作各与食品接触件。②定期清洗。③料架内可设冷气通入装置。④各处所设的隔挡使运动件产生的磨屑不入食品。⑤搅拌室有走水门使机械手抓水管冲刷时可以走水。(外设水槽41t)⑥料架9上的料盒8由送菜人每次送菜时取走刷洗,并顺带查看辅料库上各室内的料是否变质,将需更换的予以更换送菜人新送到的料盒是洗刷过的,也可是使用人或机械手操作图7左侧的洗刷切碎装置进行刷洗。刷洗烹调工具由每次烹调前仿人上水烧热后刷,并掀锅向外倒水。斜坡与走水槽65t使刷洗水可走,2个刷洗管81t有配对电动水刷,使水不飞喷,图中省略了表达。后立柱可增上下行套刷,可对双点划线示放下的隔板124′t等外部刷洗。隔板124′t可挡不使用的辅料室下料口。水槽管使刷水远走。运动辅料库可擦其四周(增设擦刷绵)工具架上的擦刷件,供给走动手用来擦刷各锅前、上面、机内前侧(先外手持水管冲刷移动室,后刷锅盖)二侧用开水冲液料盒。机内擦刷绵使各锅后行可以刷擦后部,且让机械手抓棒推刷机内,料库下隔离层与隔板将辅料与热源隔开,料架格内可放入冰,夏日限当日菜,可以使物料保质。⑦饮料输出管道可由端点白开水或自来水冲刷。仍须定期用除垢剂除垢。⑧辅料阀堵小球用软木塞或无毒塑膜。
4、安全:(1)机器人外罩弹隔离衣,隔离衣为绝缘体。(2)理发时限定驱动电机低速运行且人坐转椅与机械手的距离是机械手伸直操作(指男式理发)。(3)切换切变室9与器内的开关线路的电磁铁驱动的杆是绝缘件。(4).电源线设护套。(5).炸盘,由机械手定时抓工具室内的擦拭工具擦除爬油与锅内可能的跳水油。(6).各部分多由金属材料制造。(7).称重开关63t旁的几板簧使炸槽内的油如少于200g,即开关动作使电炉自动断电。各锅内料与初上油加热,有双重定时,防起火问题。(9).人接近整机与整机不用时,磁铁4将电机、电炉等大电流电器的线路切断。(10).弹性海绵与软非金属刷都是轻质铝合金或塑料,也可设活动围栏或初始限角落使用。(11).炸槽中油初始可由使用人移走。(12).饮料群初始不设白酒。(13).辅料群中的油料室用金属制造,以防万一。(14).设有备用的报警装置。(15).据情可设装置交流电源线外套防火管。(16.)各炉温设检测件,炉的通电有多道开关,消灭导火源,也可初始不设炸槽台板,限其可能着火的范围,配合报警装置。
5、润滑、密封、散热、排油烟蒸气:α:散热。对于加工机械也座于冷库上方的整机除冷库框架材料与尺寸改变外,加工机足用塑料下垫胶板制造,且冷库与加工机之间有一层隔板形成两层空气隔离,隔板兼抗辐射,换气扇通风,必要时可增设隔板以增隔离层。且可于隔板上涂复抗辐射或反射涂物。整机为亮开式,且其侧面可增设排油机。β:润网、密封。(1)图33示机械手腕管31k与小臂管12k之间有一塑套33k,与半圆环钩28k之间有一塑板。弹性胶板27k与半圆环钩28k接触部位还可嵌粘一薄塑圈。大臂管49k与伸缩管41k之间可增设一塑套,滴油滑润也可。3个锥轮37k、43k之间用脂润滑,其轴承与垫板均用含油轴承与含油板、锥轮轴管82k′与大臂锥轴53k的轴承均是稠油或脂润滑或含油轴承。齿轮112k、锥轮50k、82k′均取脂润滑。压离合盘的杠杆70k、86k与可换片64k、87k的接触部位嵌入有含油薄片。密封圈66k、84k将离合盘67k、90k与带油件隔开。轮47k旁双点划线示可增一薄塑板。图41中的二小齿轮117k、130k是脂润滑。伸缩螺旋116k是油壶滴油润滑。图44中臂轮50k与小轮为稠油润滑。图36示驱爪合拢的杆96k为塑杆。图31示各杆2k、3k、4k为涂脂装配,与转轴不是弹性联接的杆,与其接触轴上有涂有脂的槽。隔油板1k、9k粘于槽边。图33中杆46k上下隔油件可使油不至闸瓦与闸圈60k接触处。图33中部隔板与密封圈防油入离合盘90k处。其旁的增力杆85k等用脂或稠油润滑。大臂锥轴53k处的盘、杠杆、增力杆等用涂脂装配,接触轴凹槽中存脂润滑。图46图49示增力杆46k杆为涂脂装配,接触轴上摩擦部位有凹槽存脂。粘嵌于增力闸杆四周板框的毡圈或胶圈,为防各杆件频繁运行时造成的脂变为流体。于本系统运行,一般此情况不多,且可避开。顶轴的块78k与装配时表面也涂有脂。大臂增力闸也可改同小臂闸,加长直线往返的闸杆,密封段长,效果好。图44中的螺母165k是塑螺母。(2)对于单电机驱动的系统,图86顶部蜗轮26t与其它运转件取滴油润滑。图63中δ与图86中δ处有可伸入油壶嘴的孔。(3)对于图下走动式机器人,蜗杆16下是稀油粘板密封向稀油槽。大轮24与衬块19是塑料。半圆环钩22′与上框20之间是含油半圆环。走轮的轴有含油轴承。各增力杆也都取运动轴有含油轴承。图18示锥轮取滴油润滑,其它多取自润。(4)辅助机械手与其它辅助装置多取自润滑或滴油润滑或脂润滑。旋下小栓,可将运料盒8上小盖拿下,取出电机127′,给小轮133、134等滴油。(5)对于较高速运行的,可增设风扇冷却,例如图中电机左侧风扇,图12的电源室内有配套风扇,主机室与各切变室、电机电源室有风扇,没表达的各隔尘板均有通风网孔、网罩嵌固。风轴向枢板上有孔。
6、振动、平衡、防松、减噪:洗衣脱水是活圈内移,将衣物聚于盆中部,洗衣装置由杆与大质量的烹调部分固联。防松多取粘与弹垫、减噪主要是运行部分,可将电机另增一隔音箱。
7、备料:外手与中手配合可用图7左侧的洗刷切碎装置备烹调料,使用人往菜市或电话从菜市订购已备好并配好的盘菜也可,并可将菜谱交给配盘菜的商家,由他们按菜谱备料并每日或几日送至用户家中或料架上指定的格子中。也当然,用户自己购料备料或购盘菜也可。
十、可靠性:家条活有繁有简,此处所说的可靠性暂指做一般家务的系统图2示系统的可靠性
1、抗干拢:(1).走动机器人内腔中部孔走电机导线,信号线从体外走。(2).图12中存贮室2向上的各电风扇,通常不用,仅热带高温季节时运转,寒冷地区的家庭通常不设,也可(柜外设立,风道拉风,四季常用。(3).主机远离电机、电炉等电流元件,并于屏蔽室中,且走线分开,走线屏蔽。(4).图165与图169用转换法的运动件设于屏蔽室中。(5).电路图显示采用光隔输入信号,光隔驱动步进电机。(6).图7未金属槽板托起线路板,且线路板所在屏蔽室酌情可增多层屏蔽。(7).合适的接地,均参现有技术。
2、工艺难点浅析:家务活繁琐、细微,有的有高速与较高负载的要求:
1、烹调:α、备料①蔬菜剔黄须检测;②块、片、条、散等多类料的洗净以块状料夹缝中泥土去除,片状料洗净后不毁损,条状料洗净后不散乱、散料(如碎粉丝)洗后不丢失且无掺杂较难;③肉类料如有粘土且所处部位薄衣迭加,不易洗净;④分割:软料不易掌握其切碎的尺寸精度;肉类的剔筋须识别筋的部位;⑤水产:鱼的去鳃剖腹剔鳞,虾的去须,除必须识别部位,还要防滑。种类繁多,如带鱼、桂鱼,鳖等,予处理均不同。⑥蛋煮熟的去壳并不划伤内部,须掌握精度;⑦禽除毛剖腹不留杂须识别;⑧油、面、佐料的准备,佐料的准备要用地道的、自备加工装置为好。β、加工①炒,一锅瓜类块料的翻炒有一定负载,锅要晃动。炒面火要准。炒香菜量少,但要翻匀,蛋炒饭时,饭不得有较大的块状,等;②蒸煮,料要放匀,撇浮末不得留杂太多,翻料有负载;③炸,一种不科学的加工方法,但短时处理物料可以催熟。油渣积聚,短时不易除,翻料准确且少形变对于鸡蛋有要求。④烤,厚料不易烤匀,体积小的加佐料不易涂匀等;⑤雕刻,已接近工艺品,式样讲究,要求高,但家宴有其点缀,使主人有满意的感觉。2、洗衣,垢处要识别。3、清扫,角落与较高工具方可清扫处不易清扫。4、裁、缝、织,以缝为要求高,改为粘,要求也高。5、理发:安全第一,女式发型要求手部自由度多,男式的有视觉不易留残发,等等。
难点解决:1、转移:由卖菜人剔黄,块料分割,鸡、鱼等去杂分割以及肉类软料的切丝、切片以及粘土薄衣切除等。2、渐进走步:主人可参与部分工作,例如,蛋炒饭可主人将块状饭用筷或匀压碎,煮鸡蛋自己剥壳等。3、延续:例如,洗衣仍用洗衣机。4、避:例如理发可暂时避开,仍往理发馆理发,就医也是。
上述解决方法为显而易见可行。
3、关于实时控制:由于家务活对操作时段要求不严,仅烹调火口掌握,防糊底与油过热等有快速要求,可以用转换手段解决,由辅助装置(低价)补偿可以。
十一、为主人做非家务工作。1、服务业的裁剪,即用图123示装置;工作过程也同前述,只是最好台上下二步进电机保留,在业务忙时,可适应快速要求,很小的布件裁剪可以是仅画线,由使用人自行裁,逐渐过渡到多指手的全自动裁。2、医务:图174示具有近170个自由度的超多关节家用机器人有5个仿人28自由度五指手(人手拇指第1关节可独立运动),可作为医务工作人员在家中或医疗站工作的仆人。多手是为手术设立,也可再增手臂,不作手术的,可减少手臂。机器人旁是辅助检查病人的床86,共用机器人控制计算机的各诊断仪89设一旁,弹性套85是隔离件。该机器人的内部详细结构另行公开,床旁的搜索套87上有搜索脉搏的传感器,机器人将其套病人臂上移或转动找脉搏,机器人使用B超探测装置等诊断装置不另详述。家用机器人作为万用机为主人可做的工作遍及各行各业,此处仅简举2例,其它不再叙述。图中88是凳,80是语音对话装置,81是打印机,83是显示屏,84是除软件控制经电缆与机器人控制中枢对接的医用设备,另增的插座。可由机器人自行插接,以使其中枢控制不同的医用仪等设备。
十二、扩展、发展、展望:1、扩展:(1)控制部分升级可是采用现有技术。例如将CPU主板更换,并调整接口板等等。(2)可设接插件,例如槽或板,接插增设的元件。(3)可增设一个存贮小柜,将家务活与主人的业务工作操作程序存贮件分开。由电缆对接。(4)辅助家务装置可扩展至系统图示各种装置。(5)手臂均可于大臂接头处取下,换为更灵巧的多指手臂。⑥增传感检测部分。2、发展:将与各种机器人的发展有联系,发展铺开于万能操作手臂、新材料新技术的运用,新控制技术、思维推理部分等等,也将体现在食品加工工艺、洗涤工艺、清扫工艺等方面的发展,做家务辅助装置的发展,例如:机器人的艺术表演装置,警务防范装置等等。3、展望:未来的世界是高技术普及的世界,机器人以其特有的性能将进入人类生活与工作的方方面面,它越能迅速进入人类的生活与工作的各方面,其本身的发展也越迅速。它的思维速度与信息存贮空间已超越了人类。它的肢体已接近人类并且关节数与力量已超越了人类。它已可以迅速接收200个亿以上的信息点给出的信息。它的肌肤乃至内脏器官都有再现并超越人类的可能。
实施例1第2子例:内设式。图134是冰箱内机械手操作的例子的结构图,其中拆去了冰箱门,省略了同第1实施例的中机械手172t的表达。本例结构多样,也可如图137中双点划线表达的轮廓,将外机械手9r(中部双点划线简化表达)也设冰箱内。图137中左侧的双点划线简化表达的机械手1r,与右侧表达的可达绕轴转、臂可伸缩,且可整体左右移动的机械手4r的结构与图33所示的机械手的结构均相近,省略其内部结构的表达。右侧手4r由类同例1第1子例且省略详细表达的运料盘5r载运沿纵向螺旋8r上下行。图134中省略了长螺旋的表达。传输带6r或7r将料传至盘上,箱内手4r可抓右侧各层料架3r上料。类同前第1子例给出的加工机11r设于左侧上方(也可增设桌子使设于右方,加工机座于桌上),散热装置10r保持冰箱顶与侧面不受热。冰箱顶部的门2r当运料盘走至顶部,将料传出冰箱时由机械手打开,或电磁铁开。也可是箱内手4r将料递出冰箱,图134顶部用简化图表达的类同第1子例外手并沿纵向上下移动的左机械手1r也可抓运料盘上的料。图中省略了冰箱压缩机、冷凝器等部分的表达,均采用现有技术。步进电机0r(或无刷电机)驱动左手。中手、外手同例第1子例,其内部结构与驱动电机均省略表达。箱内与运料盘5r上均可增设加工装置。
实施例1第3子例:双列式。图135与图136是该子例结构简图。其简化左视图显示与第1子例结构相近的机械手15r于框架18r二侧齿条17r上移动。主料箱12r辅助料箱13r于上方移动。两端有进行其它加工的工作室14r,可进行电路焊接,糊包装盒等等,室内有辅助工作装置。电机16r驱动机械手。结构类同第1子例。
实施例1第4子例:群体式。图138、139给出了烹调装置群的实例,当然也可是其它的工作装置群。此类家用机器人已不仅可帮助主人做家务,而且可帮助主人外加工。图中上方是主辅助料箱20r,下方是工作装置21r,机械手23r简化表达,结构类同第1子例。
实施例1第5子例:流水线式。图140简示左侧上料可经左侧第1次加热,又到中部第2次加热,还可到右部炉44r上第3次加热。类同第1子例的单搅拌捧39r将带49r传上的面粉掺水(图中省略上水装置的表达),叉板41r、推板42r、搓板38r将面团43r运输到馅桶36r下,压板35r压片后,切板37r切断面带,并上馅推下包起。油管31r给盘47r上油。电机45r驱转辅料箱34,可给炒锅煮锅46r上料。辅料箱群中有空格,让包起馅的面团下落。本例机械手32r与驱动装置也同第1子例。
实施例1第6子例:圆座式。料库、工具室、备料室、涤室设于近似半圆形的框架56r上。机械手50r于大齿圈52r上走动,可抓框架56r上物。电机54r可驱辅料箱53r转,电机57r可经轮驱整体转。机械手50r也类同例1。此处省略详细结构表达。以上2至6子例的机械手均取简化表达。
实施例2:廉价多关节农业机器人。图2所示农业机器人右方的双点划线示机械手与图33所示机械手结构类同,所以不再给出其内部详细结构。机械手的驱动装置设于大臂接头下方,直接驱动图44所示的小轮,详细结构也不再详细表达,取为3轮走。其后二轮11a的轴21a由动力装置2a经锥轮14a、锥轮12a、锥轮20a驱动,从而使整个装置可以行驶。步进电机24a经蜗杆10a驱蜗轮9a控制前轮换向,从而控制整个机器人的行驶方向。机器人的走轮与轮轴承可用与现有非机动或机动车上相同的,不另给详图。整机可增缓冲减振装置。例如,增设运载车所用的弹簧或弹钢板等。电池25a固于步进电机旁。图中步进电机配套原件等设于减振装置16a下方,计算机设于减振装置16a中,开关19a给计算机通断电。图2中1至10号各件是现有农业人背负式喷药装置组成主体,其详细结构取现有技术,不另表达,整个装置已经放大。此处增设自控装置。动力2a经曲柄1a、连杆3a、一对力杆8a、杆7a牵杆6a,将塞杆5、皮腕8驱上行时,进水球阀10上行,液体进入筒6;当杆6a左端下行而压塞杆5下行时,阀10关而阀9上行,液体被压入室7。不断驱塞杆5运行,即使室7内液体增多,气压增大,当电磁铁15a驱开关1打开,室7内液体即经喷杆2、喷头3喷出,喷射距离由变加压大小调整。电机5a经蜗轮4a与小曲柄驱杆13a牵喷杆2摇摆,加上整机的行驶,实现均匀喷撒。经由管18a给液桶4供水的是动力装置轴经键驱动的泵17a。此处的泵17a是空吸泵或离心泵等,其吸水部分取现有技术,内部结构不再表达。当电磁铁15a断电时,电磁铁内的复位簧即下压将开关1又压复位,停止喷撒。本装置可为自动浇水或喷药用,取下液桶4等喷灌用件,本机可为运输用;机两端设割刀,可为收割机;排涝时,泵17a为主,由管18a输水。电池25a给整机各电器供电。
实施例3:廉价多关节工业机器人:前述家用机器人也可作为工业机器人。图5是较家用机器人负载高场所用的工业机器人,仅简举一例。其腰转关节的脱挂离合与制动类似图7中的走动式机器人。底部动力装置17可是电机等适用装置。轴18驱锥轮1、轮2、轴5为主传动链,设离合电磁铁驱牵锥轮块6右移,可使锥轮15与大锥轮14啮合,从而使大锥轮可驱螺旋12带动爪13上下移,电磁铁驱盘4移动,也可使盘4压动盘,从而螺旋3转,使臂管16左右移动。
以上实施例1的2至6子例与第2、3二实施例的控制器均可与实施例1第1子例的控制器相同,所以不再详述。
显然各实例可兼作它用,装上轮或不装上轮,均可于工厂、医院等其它部门作为多用机器人用,可增设许多行业的辅助设施
本发明随后将给全各菜系以及新型科学配比菜系各菜制作程序及其存贮件。给全家用机器人做其它工作控制程序及存贮件以及配套设备。本发明将在现有基础上进一步给全缝、织、医护等辅助工具,给全裁、美发美容等的解决程序及其存贮件,给全其应用于工业、农业等各个行业的应用程序与辅助装置。
本发明与现有技术相比有如下显著进步:
1、本发明解决了实用家用机器人实现的一系列关键问题,打开了全面家庭自动化大门,将使人类从繁琐的家务劳动中解放出来。使多数家庭的家务劳动量大大下降,影响家庭和睦。对人类进步有深远影响。
2、本发明将改善多数人的饮食现状,并影响许多人的饮食习惯、饮食结构,它将丰富人类的生活,提高饮食卫生水平,科学搭配,合理饮食将提高人类的身体健康。
3、为饮食服务行业提供了一种可用的自动生产装置,加速饮食服务业自动化的实现。
4、本发明使“2004年实用家用机器人进入家庭”的专家预言提前多年实现。
5、脱挂离合使原15个微处理器控制15个电机驱动的3个机械手的15个关节变为3个微处理器控制3个电机甚至1个微处理器控制1个电机实现;转换控制法使信息传感密与执行件密而造价低;机器人控制装置共用法使机器人性能价格比高;加上高载高速转移等手法,使本机器人大幅降价,使普通家庭买得起,搬开了普及机器人的最大障碍。
6、走动式机器人随人走入厂或加工点,与家用机器人的外加工,配上适当的减载装置,给全社会机器人化时代的诞生提供了条件。不仅给许多老弱病残人带来福音,而且加速人类从辛苦劳作中的解放。
7、本发明将使人类的家庭生活步入初步全自动时代。

Claims (10)

1.多关节机器人,由动力装置,控制装置、操作臂等组成,其特征是:机器人系统中设有实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置。
2.家用机器人,其特征是:机器人系统中设有实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置,且设有做家务装置。
3.一种工业机器人,由动力装置,控制装置、操作臂等组成,其特征是:机器人系统中设有实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置。
4.一种农业机器人,由动力装置,控制装置、操作臂等组成,其特征是:机器人系统中设有实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置。
5.一种烹调机器人,由动力装置,控制装置、操作臂等组成,其特征是:机器人系统中设有实现一个动力装置驱动多个关节各自独立运动的装置。
6.根据权利要求1至5所述的机器人,其特征是:实现装置是将机器人驱动关节运动的装置与主传动链脱挂离合的装置。
7.根据权利要求1至5所述的机器人,其特征是:实现装置中设有控制装置。
8.根据权利要求1至5所述的机器人,其特征是:实现装置的控制部分中设有运动件参与切变线路接点。
9.根据权利要求1至5所述的机器人,其特征是:实现装置的控制部分对接有可与机器人联系的其它设备的电元件。
10.根据权利要求2所述的机器人,其特征是:机器人系统中做家务的装置是辅助机械手。
CN98111135A 1998-01-27 1998-01-27 多关节机器人(家用机器人) Expired - Fee Related CN1123428C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN98111135A CN1123428C (zh) 1998-01-27 1998-01-27 多关节机器人(家用机器人)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN98111135A CN1123428C (zh) 1998-01-27 1998-01-27 多关节机器人(家用机器人)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1196290A CN1196290A (zh) 1998-10-21
CN1123428C true CN1123428C (zh) 2003-10-08

Family

ID=5221139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN98111135A Expired - Fee Related CN1123428C (zh) 1998-01-27 1998-01-27 多关节机器人(家用机器人)

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1123428C (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI607706B (zh) * 2017-03-13 2017-12-11 Zheng Yue Xie Bakeware pan remover

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008033778A1 (de) * 2008-07-18 2010-01-21 Sensordrive Gmbh Gelenkarmroboter
CN102261240B (zh) * 2010-08-23 2013-06-05 鞍钢集团矿业公司 精确监控牙轮钻机钻孔深度的装置及其监控方法
CN102689297B (zh) * 2012-05-10 2014-07-30 广西工学院 碗筷收集擦桌机
CN108344625A (zh) * 2018-01-05 2018-07-31 中山大学 一种岩土试验智能清整感控系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0488669A1 (en) * 1990-11-28 1992-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Operating control device and method for wound-rotor induction machine
US5513106A (en) * 1991-12-20 1996-04-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling locomotion of a walking robot having a sensor for detecting externally exerted forces

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0488669A1 (en) * 1990-11-28 1992-06-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Operating control device and method for wound-rotor induction machine
US5513106A (en) * 1991-12-20 1996-04-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha System for controlling locomotion of a walking robot having a sensor for detecting externally exerted forces

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI607706B (zh) * 2017-03-13 2017-12-11 Zheng Yue Xie Bakeware pan remover

Also Published As

Publication number Publication date
CN1196290A (zh) 1998-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105167567A (zh) 全智能大厨机器人
CN108013841A (zh) 一种智能洗碗机、智能烹调机及其厨电设备
CN1123428C (zh) 多关节机器人(家用机器人)
CN109998423A (zh) 自洗拖帕扫地机
CN110141133A (zh) 煎饼自动售卖机
CN108042073A (zh) 一种用于视觉识别的智能洗碗机及其控制方法
CN108433523A (zh) 一种智能烹调机
CN115034773A (zh) 一种无人自主经营餐厅系统与智能终端应用
CN1210776A (zh) 多关节机器人
CN211432228U (zh) 一种自动炒菜机
CN105249895A (zh) 自动扫地拖地车
CN105147141A (zh) 机器人厨师系统
CN205018784U (zh) 菜肴自动炒制设备
CN208033127U (zh) 一种家用养殖人工礁清洗机
CN1676072A (zh) 中餐菜肴炒制机械化的方法、机械系统和核心设备
CN206949290U (zh) 一种蝇蛆分离装置的表面清扫机构
CN204995188U (zh) 全智能大厨机器人
CN1093458C (zh) 机器人控制装置共用法
CN208999791U (zh) 一种智能厨房控制系统
CN112008743A (zh) 半无人式餐厅的一体化服务机器人
CN110326975A (zh) 一种使用净菜盒的共享式自动烹饪设备
CN208864037U (zh) 一种基于液压和电机驱动的新型翻炒系统
CN201139417Y (zh) 自动炒菜机
CN214257903U (zh) 水果清洗装置
CN113031463B (zh) 一种智能烹饪系统及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee