CN112674601A - 一种智能泡茶机器人及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能泡茶机器人及使用方法,它包括机械结构和控制系统组成。所述机器人的机械结构由选茶机构、右侧机械臂、翻杯机构、左侧机械臂、方形茶桌组成。所述机器人采用人工下达指令与机器人自主运行相结合;机器人上的使用Arduino Mege2560作为主控制器。机器人的控制系统由硬件部分和软件部分组成。本发明可实现语音智能控制、智能选茶泡茶等功能,也大大提高现有智能机器人泡茶过程的观赏性。
Description
技术领域
本发明涉及一种泡茶机器人,尤其是一种智能泡茶机器人及使用方法。
背景技术
随着现代生活节奏的加快,品茶并不仅仅为了达到解渴的目的,而且还在品茶中或联络感情,或互通信息,或洽谈贸易,功夫蕴含着丰富的文化内容。但在传统的茶艺活动中用手工方式选茶、泡茶和沏茶,工序复杂,过程冗长,某些场合还需要由专业人士现场服务。
而现有泡茶机基本都依靠特殊设计的泡茶加热容器和连通管道来实现烧水、泡茶、出茶等功能,所以在茶具选择以及冲泡技术上并不能实现对人工泡茶手艺的模仿。同时现有的泡茶机只是完成了对茶叶的简单冲泡,没有考虑到冲法的讲究,并不具有可观赏性,也不能将各种茶叶的香味和口感进行完全的保留。现有的自动泡茶机在泡完茶后不能自动处理残余茶叶,仍需要人工清理。在控制方面,缺少可使用手机等移动客户端进行个性化设定和控制的功能,同时不具有语音唤醒和人机交互功能。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的主要目的在于提供一种智能泡茶机器人及使用方法,可实现语音智能控制、智能选茶泡茶等功能,并达到对人工泡茶手艺的模仿,也大大提高现有智能机器人泡茶过程的观赏性。
为了解决上述技术问题,本发明提出以下技术方案:一种智能泡茶机器人,它包括机械结构和与之相配套的控制系统;
所述机械结构包括选茶机构,所述选茶机构固定安装在方形茶桌上方,所述方形茶桌上装有用于泡茶叶的右侧机械臂;所述方形茶桌上装有用于装杯及温杯的翻杯机构;所述方形茶桌上装有用于上水的左侧机械臂,所述右侧机械臂设置于翻杯机构右前方,所述左侧机械臂设置于翻杯机构左前方;
所述控制系统包括硬件部分和软件部分。
所述选茶机构包括上部分用于储存茶叶的储存机构、中间部分为步进电机驱动的旋转机构和下部分为安装在底座内装用来驱动茶叶选型的第一舵机;
所述旋转机构包括螺旋出料机构,所述储存机构包括用来放置不同种类茶叶的多个茶叶筒,所述茶叶筒通过第一双通铜柱与旋转机构固定连接,所述茶叶筒底部安装有由步进电机驱动的螺旋出料机构,所述选茶机构根据语音音响的语音输入指令或者移动手机端控制将茶叶的出口旋转到指定位置,所述右侧机械臂将茶壶放置到出口下方口,所述步进电机由主控板控制驱动螺旋出料机构将定量的茶叶通过茶叶出口送出至茶壶中。
所述右侧机械臂包括底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂和末端执行结构;
所述底座结构包括第一U梁,第一U梁的底端通过多个第一L连接架与方形茶桌的托盘固定相连;所述第一U梁的顶部通过第二L连接架固定安装有第二U梁;
所述大臂包括一号舵机,一号舵机固定在第二U梁的末端,一号舵机的输出轴安装有金属舵盘,金属舵盘的另一端通过第一大U支架连接有第二双通铜柱,第二双通铜柱的另一端固定有第一小U支架;
所述第一小臂包括固定在第一小U支架上的二号舵机,二号舵机的转轴与第二大U支架固定相连;所述第二小臂和第三小臂采用和第一小臂相同的结构,并依次相连;
所述末端执行结构包括固定在第三小臂末端的第二小U支架,第二小U支架上固定安装有五号舵机,五号舵机的转轴上安装有第三大U支架,第三大U支架的顶部固定有六号舵机和茶壶放置架,六号舵机的主轴上安装有茶杯盖连接件,茶壶放置架用于放置茶壶,茶杯盖连接件用于和茶壶盖相配合,来达到揭开和扣合茶壶盖的作用。
所述翻杯机构包括用来翻转茶杯并对称布置的两侧舵机,两侧舵机固定在单轴多功能舵机支架上,单轴多功能舵机支架固定在方形茶桌的顶部,两侧舵机的主轴上安装有L型支架,L型支架之间安装有茶杯固定环,在L型支架与茶杯固定环安装点处还连接电磁铁安装板,所述茶杯固定环中安放用来品茶的紫砂茶杯,所述紫砂茶杯下方粘贴具有磁力的铁质贴片,所述电磁铁安装板上安装用来吸合紫砂茶杯的电磁铁。
所述左侧机械臂的底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂分别采用和右侧机械臂的底座、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂相同的结构;左侧机械臂的执行末端通过大U支架和小U支架与第三小臂相连,大U支架固定在第二舵机的主轴上,所述小U支架固定在大U支架上,小U支架上固定安装有五号舵机,五号舵机的主轴上安装有一字支架,所述一字支架来固定用于连接开水壶的橡胶管道,达到能准确在此处出热水用于泡茶以及温杯步骤。
所述方形茶桌包括托盘组件、电磁炉和天猫精灵方糖R,所述电磁炉上放有用于清洁茶杯的清洁锅和用于烧热水的热水壶,所述方形茶桌下面放有用于备用的桶装纯净水和用于装废水的废水桶,所述天猫精灵方糖R作为智能音响用于与人交流的应答设备,所述托盘组件上分别固定右侧机械臂、翻杯机构和左侧机械臂。
所述硬件部分包括易微联四路wifi继电器模块、烧水温度传感器、步进电机驱动板、继电器模块、串行总线舵机舵机驱动板和主控板;所述易微联四路wifi继电器模块将信息传给主控板,所述步进电机驱动板分级控制多个步进电机实现对应的动作,所述串行总线舵机舵机驱动板分级控制左侧机械臂的舵机组和右侧机械臂的舵机组,进而通过左侧机械臂舵机组控制左侧机械臂,右侧机械臂舵机组控制右侧机械臂。
所述软件部分包括用于接收指令的主控板,所述主控板将根据语音对话内容或者通过移动手机端控制发送对应的组合指令控制易微连四路wifi继电器模块继电器通断,通过易微连四路wifi继电器模块与主控板数字输入端口实现通讯,可以实现多种指令。
使用Arduino Mege2560作为主控板,输出端口控制四路继电器分别控制上水电机、抽水电机、烧水开关和消毒开关,使用DS18B20烧水温度传感器模块,温度反馈用于控制烧水温度;右侧机械臂以及舵机控制采用专用的串行总线舵机驱动板控制,并通过TX、RX串口和主控板实现串行通讯,主控板通过程序指令调用总线舵机驱动板调试好的舵机程序实现对机械臂的控制;主控板根据继电器通断情况确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构的第一舵机旋转对应茶叶出口到指定位置。
智能泡茶机器人的使用方法,包括以下步骤:
步骤一:手机下载安装天猫精灵App,在技能列表添加绑定“易微联”后就可语音唤醒天猫精灵,语音下达指令“天猫精灵,泡茶”;
步骤二:主控板确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构的第一舵机旋转对应茶叶类型的出口到指定位置,此时热水壶加水烧热至设定温度;
步骤三:右侧机械臂将茶壶移到中间位置,左侧机械臂将茶壶盖上,上水步骤完成;
步骤五:左侧机械臂回到初始位置,右侧机械臂将第一道茶水导入茶杯中,电磁铁接通,茶杯固定,翻杯机构翻转倒掉茶杯中的茶水,洗茶步骤完成;
步骤六:左侧机械臂依次冲洗茶杯,翻杯机构回到初始位置,温杯步骤完成;
步骤七:重复上水过程,右侧机械臂再次将茶水倒入茶杯中,电磁铁断电,茶杯被松开,装有茶水的茶杯可拿起,完成第一道泡茶;
步骤八:第一杯茶饮完后,下达语音指令“续杯”“再泡一次”,智能泡茶机器人将重复步骤七;
步骤九:完成泡茶后,语音指令“喝完了”,先执行上述温杯过程冲洗茶杯,再执行上水步骤,然后右侧机械臂移动到托盘中间将茶壶盖打开,茶壶倾斜将茶叶残渣倒出,重复上水步骤来清洗茶杯三次后回到初始位置。
本发明有如下有益效果:
1、本发明可以用于机器人泡茶领域,可实现语音智能控制、智能选茶泡茶等功能,并达到对人工泡茶手艺的模仿,也大大提高现有智能机器人泡茶过程的观赏性。
2、通过上述选茶机构主要用于根据主控板接受指令情况,来确定用茶人数及用茶种类,选茶机构的舵机旋转对应茶叶类型的出口到指定位置。
通过上述方形茶桌上的烧水壶加水到设定位置,烧水壶加热开关打开,开始加热纯净水至设定温度。
3、通过上述的右侧机械臂主要用于自动加茶叶,在具体使用过程中,将茶壶移动到选茶机构茶叶出口,选茶机构对应步进电机启动驱动螺旋机构将茶叶送出至茶壶中,来达到自动加茶叶功能。
4、通过上述的左侧机械臂主要用于自动上水,右侧机械臂移动到中间位置,左侧机械臂移动将出水口对准茶壶,上水电机启动,加入一定量热水后停止,茶壶盖盖上,进而实现上水功能。
5、通过上述的翻杯机构主要用于洗茶、温杯功能,在具体使用过程中,上水机械臂回到初始位置,右侧机械臂将第一道茶水导入茶杯中,电磁铁接通,翻杯机构翻转倒掉茶水,洗茶完成;左侧机械臂依次冲洗各个杯子后,翻杯机构将杯子翻转回到初始位置,温杯完成;重复上述上水过程,右侧机械臂再次将茶水倒入各个杯子中,电磁铁断电,装有茶水的茶杯可拿起,完成泡茶。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的选茶机构主视图。
图3为本发明图2中的选茶机构A-A视图。
图4为本发明的右侧机械臂结构图。
图5为本发明的翻杯机构结构图。
图6为本发明的左侧机械臂结构图。
图7为本发明的方形茶桌结构图。
图8为本发明的控制原理示意图。
图中:选茶机构10、右侧机械臂20、翻杯机构30、左侧机械臂40、方形茶桌50;
茶叶筒101、步进电机102、茶叶出口103、螺旋出料机构104、第一舵机105、第一双通铜柱106、底座107;
第一L连接架201、第一U梁202、第二U梁203、第二双通铜柱204、第一小U支架205、二号舵机206、第二大U支架207、第一大U支架208、金属舵盘209、五号舵机210、六号舵机211、茶杯盖连接件212、茶壶盖213、茶壶214、第三大U支架215、第二小U支架216、一号舵机217、第一L连接架218;
两侧舵机301、单轴多功能舵机支架302、L型支架303、电磁铁安装板304、茶杯固定环305、紫砂茶杯306、电磁铁307;
大U支架401、第二舵机402、三号舵机403、小U支架404、一字支架405;
托盘组件501、电磁炉502、天猫精灵方糖R503、清洁锅504、废水桶507、热水壶505、桶装纯净水506、废水桶507。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1:
结合参照图1-8,一种智能泡茶机器人,它包括机械结构和与之相配套的控制系统;所述机械结构包括选茶机构10,所述选茶机构10固定安装在方形茶桌50上方,所述方形茶桌50上装有用于泡茶叶的右侧机械臂20;所述方形茶桌50上装有用于装杯及温杯的翻杯机构30;所述方形茶桌50上装有用于上水的左侧机械臂40,所述右侧机械臂20设置于翻杯机构30右前方,所述左侧机械臂40设置于翻杯机构30左前方;所述控制系统包括硬件部分和软件部分。通过采用上述结构的可实现语音智能控制、智能选茶泡茶等功能,达到对人工泡茶手艺的模仿,也大大提高现有智能机器人泡茶过程的观赏性。首先右侧机械臂移动茶壶到选茶机构茶叶出口,选茶机构对应电机驱动将茶叶送至茶壶中,左侧机械臂将出口对准茶壶往里加热水,右侧机械臂将茶水导入茶杯,翻杯机构翻转倒掉茶水然后让左侧机械臂冲洗杯子,右侧机械臂再次将茶水倒入茶杯,进而实现泡茶目的。
进一步的,所述选茶机构10包括上部分用于储存茶叶的储存机构、中间部分为步进电机102驱动的旋转机构和下部分为安装在底座107内装用来驱动茶叶选型的第一舵机105;所述旋转机构包括螺旋出料机构104,所述储存机构包括用来放置不同种类茶叶的多个茶叶筒101,所述茶叶筒101通过第一双通铜柱106与旋转机构固定连接,所述茶叶筒101底部安装有由步进电机102驱动的螺旋出料机构104,所述选茶机构10根据语音音响的语音输入指令或者移动手机端控制将茶叶的出口旋转到指定位置,所述右侧机械臂20将茶壶214放置到出口下方口,所述步进电机102由主控板控制驱动螺旋出料机构104将定量的茶叶通过茶叶出口103送出至茶壶214中。通过上述的选茶机构10能够实现自动添加茶叶的动作。工作过程中,在进行选茶过程中,通过第一舵机105将选中茶叶的茶叶出口103对准茶壶,然后,启动步进电机102驱动螺旋出料机构104,通过螺旋出料机构104将茶叶由茶叶出口103送出,并倒入到茶壶中。
进一步的,所述右侧机械臂20包括底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂和末端执行结构;所述底座结构包括第一U梁202,第一U梁202的底端通过多个第一L连接架201与方形茶桌50的托盘501固定相连;所述第一U梁202的顶部通过第二L连接架218固定安装有第二U梁203;通过上述的整个右侧机械臂20主要用于配合选茶机构10实现茶叶的自动添加。
进一步的,所述大臂包括一号舵机217,一号舵机217固定在第二U梁203的末端,一号舵机217的输出轴安装有金属舵盘209,金属舵盘209的另一端通过第一大U支架208连接有第二双通铜柱204,第二双通铜柱204的另一端固定有第一小U支架205;所述第一小臂包括固定在第一小U支架205上的二号舵机206,二号舵机206的转轴与第二大U支架207固定相连;所述第二小臂和第三小臂采用和第一小臂相同的结构,并依次相连;所述末端执行结构包括固定在第三小臂末端的第二小U支架216,第二小U支架216上固定安装有五号舵机210,五号舵机210的转轴上安装有第三大U支架215,第三大U支架215的顶部固定有六号舵机211和茶壶放置架,六号舵机211的主轴上安装有茶杯盖连接件212,茶壶放置架用于放置茶壶214,茶杯盖连接件212用于和茶壶盖213相配合,来达到揭开和扣合茶壶盖213的作用。
通过上述结构的右侧机械臂20主要用于自动添加茶叶,在具体使用过程中,将茶壶214移动到选茶机构10茶叶出口,选茶机构10对应步进电机启动驱动螺旋机构将茶叶送出至茶壶214中,来达到自动加茶叶功能。
通过采用多个舵机构成的舵机组能够用于控制整个右侧机械臂20实现多自由度的动作,进而提高了其灵和性。
进一步的,所述翻杯机构30包括用来翻转茶杯并对称布置的两侧舵机301,两侧舵机301固定在单轴多功能舵机支架302上,单轴多功能舵机支架302固定在方形茶桌50的顶部,两侧舵机301的主轴上安装有L型支架303,L型支架303之间安装有茶杯固定环305,在L型支架303与茶杯固定环305安装点处还连接电磁铁安装板304,所述茶杯固定环305中安放用来品茶的紫砂茶杯306,所述紫砂茶杯306下方粘贴具有磁力的铁质贴片,所述电磁铁安装板304上安装用来吸合紫砂茶杯的电磁铁307。通过上述的翻杯机构30主要用于洗茶、温杯功能,在具体使用过程中,左侧机械臂40回到初始位置,右侧机械臂20将第一道茶水导入茶杯中,电磁铁307接通,翻杯机构30翻转倒掉茶水,洗茶完成;左侧机械臂40依次冲洗各个杯子后,翻杯机构30将杯子翻转回到初始位置,温杯完成;重复上述上水过程,右侧机械臂20再次将茶水倒入各个杯子中,电磁铁307断电,装有茶水的茶杯可拿起,完成第一道泡茶。
进一步的,所述左侧机械臂40的底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂分别采用和右侧机械臂20的底座、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂相同的结构;左侧机械臂40的执行末端通过大U支架401和小U支架404与第三小臂相连,大U支架401固定在第二舵机402的主轴上,所述小U支架404固定在大U支架401上,小U支架404上固定安装有五号舵机403,五号舵机403的主轴上安装有一字支架405,所述一字支架405来固定用于连接开水壶的橡胶管道,达到能准确在此处出热水用于泡茶以及温杯步骤。通过上述的左侧机械臂40主要用于自动上水,右侧机械臂20移动到中间位置,左侧机械臂40移动将出水口对准茶壶214,上水电机启动,加入一定量热水后停止,茶壶盖盖上,进而完成上水步骤。
进一步的,所述方形茶桌50包括托盘组件501、电磁炉502和天猫精灵方糖R503,所述电磁炉502上放有用于清洁茶杯的清洁锅504和用于烧热水的热水壶505,所述方形茶桌50下面放有用于备用的桶装纯净水506和用于装废水的废水桶507,所述天猫精灵方糖R503作为智能音响用于与人交流的应答设备,所述托盘组件501上分别固定右侧机械臂20、翻杯机构30和左侧机械臂40。通过上述的方形茶桌上的热水壶505加水到设定值,热水壶505加热开关打开,开始加热纯净水至设定温度,控温烧水完成。
进一步的,所述硬件部分包括易微联四路wifi继电器模块、烧水温度传感器、步进电机驱动板、继电器模块、串行总线舵机舵机驱动板和主控板;所述易微联四路wifi继电器模块将信息传给主控板,所述步进电机驱动板分级控制多个步进电机实现对应的动作,所述串行总线舵机舵机驱动板分级控制左侧机械臂40的舵机组和右侧机械臂20的舵机组,进而通过左侧机械臂舵机组控制左侧机械臂,右侧机械臂舵机组控制右侧机械臂。
进一步的,在本实施例中,所述烧水温度传感器型号为DS18B20;所述步进电机驱动板采用ULN2003;主控板采用Arduino Mega2560。
进一步的,所述软件部分包括用于接收指令的主控板,所述主控板将根据语音对话内容或者通过移动手机端控制发送对应的组合指令控制易微连四路wifi继电器模块继电器通断,通过易微连四路wifi继电器模块与主控板数字输入端口实现通讯,可以实现多种指令。
进一步的,使用Arduino Mege2560作为主控板,输出端口控制四路继电器分别控制上水电机、抽水电机、烧水开关和消毒开关,使用DS18B20烧水温度传感器模块,温度反馈用于控制烧水温度;右侧机械臂20以及舵机控制采用专用的串行总线舵机驱动板控制,并通过TX、RX串口和主控板实现串行通讯,主控板通过程序指令调用总线舵机驱动板调试好的舵机程序实现对机械臂的控制;主控板根据继电器通断情况确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构10的第一舵机105旋转对应茶叶出口到指定位置。通过上述的运动控制子系统能够实现整个机器人的多种不同的工作过程,进而控制其完成相应机械臂动作转向。
实施例2:
智能泡茶机器人的使用方法,包括以下步骤:
步骤一:手机下载安装天猫精灵App,在技能列表添加绑定“易微联”后就可语音唤醒天猫精灵,语音下达指令“天猫精灵,泡茶”;
步骤二:主控板确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构10的第一舵机105旋转对应茶叶类型的出口到指定位置,此时热水壶505加水烧热至设定温度;
步骤三:右侧机械臂20将茶壶移到中间位置,左侧机械臂40将茶壶盖上,上水步骤完成;
步骤五:左侧机械臂40回到初始位置,右侧机械臂20将第一道茶水导入茶杯中,电磁铁307接通,茶杯固定,翻杯机构30翻转倒掉茶杯中的茶水,洗茶步骤完成;
步骤六:左侧机械臂40依次冲洗茶杯,翻杯机构30回到初始位置,温杯步骤完成;
步骤七:重复上水过程,右侧机械臂20再次将茶水倒入茶杯中,电磁铁断电,茶杯被松开,装有茶水的茶杯可拿起,完成第一道泡茶;
步骤八:第一杯茶饮完后,下达语音指令“续杯”“再泡一次”,智能泡茶机器人将重复步骤七;
步骤九:完成泡茶后,语音指令“喝完了”,先执行上述温杯过程冲洗茶杯,再执行上水步骤,然后右侧机械臂20移动到托盘中间将茶壶盖213打开,茶壶214倾斜将茶叶残渣倒出,重复上水步骤来清洗茶杯三次后回到初始位置。
Claims (10)
1.一种智能泡茶机器人,其特征在于:它包括机械结构和与之相配套的控制系统;
所述机械结构包括选茶机构(10),所述选茶机构(10)固定安装在方形茶桌(50)上方,所述方形茶桌(50)上装有用于泡茶叶的右侧机械臂(20);所述方形茶桌(50)上装有用于装杯及温杯的翻杯机构(30);所述方形茶桌(50)上装有用于上水的左侧机械臂(40),所述右侧机械臂(20)设置于翻杯机构(30)右前方,所述左侧机械臂(40)设置于翻杯机构(30)左前方;
所述控制系统包括硬件部分和软件部分。
2.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述选茶机构(10)包括上部分用于储存茶叶的储存机构、中间部分为步进电机(102)驱动的旋转机构和下部分为安装在底座(107)内装用来驱动茶叶选型的第一舵机(105);
所述旋转机构包括螺旋出料机构(104),所述储存机构包括用来放置不同种类茶叶的多个茶叶筒(101),所述茶叶筒(101)通过第一双通铜柱(106)与旋转机构固定连接,所述茶叶筒(101)底部安装有由步进电机(102)驱动的螺旋出料机构(104),所述选茶机构(10)根据语音音响的语音输入指令或者移动手机端控制将茶叶的出口旋转到指定位置,所述右侧机械臂(20)将茶壶(214)放置到出口下方口,所述步进电机(102)由主控板控制驱动螺旋出料机构(104)将定量的茶叶通过茶叶出口(103)送出至茶壶(214)中。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述右侧机械臂(20)包括底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂和末端执行结构;
所述底座结构包括第一U梁(202),第一U梁(202)的底端通过多个第一L连接架(201)与方形茶桌(50)的托盘(501)固定相连;所述第一U梁(202)的顶部通过第二L连接架(218)固定安装有第二U梁(203);
所述大臂包括一号舵机(217),一号舵机(217)固定在第二U梁(203)的末端,一号舵机(217)的输出轴安装有金属舵盘(209),金属舵盘(209)的另一端通过第一大U支架(208)连接有第二双通铜柱(204),第二双通铜柱(204)的另一端固定有第一小U支架(205);
所述第一小臂包括固定在第一小U支架(205)上的二号舵机(206),二号舵机(206)的转轴与第二大U支架(207)固定相连;所述第二小臂和第三小臂采用和第一小臂相同的结构,并依次相连;
所述末端执行结构包括固定在第三小臂末端的第二小U支架(216),第二小U支架(216)上固定安装有五号舵机(210),五号舵机(210)的转轴上安装有第三大U支架(215),第三大U支架(215)的顶部固定有六号舵机(211)和茶壶放置架,六号舵机(211)的主轴上安装有茶杯盖连接件(212),茶壶放置架用于放置茶壶(214),茶杯盖连接件(212)用于和茶壶盖(213)相配合,来达到揭开和扣合茶壶盖(213)的作用。
4.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述翻杯机构(30)包括用来翻转茶杯并对称布置的两侧舵机(301),两侧舵机(301)固定在单轴多功能舵机支架(302)上,单轴多功能舵机支架(302)固定在方形茶桌(50)的顶部,两侧舵机(301)的主轴上安装有L型支架(303),L型支架(303)之间安装有茶杯固定环(305),在L型支架(303)与茶杯固定环(305)安装点处还连接电磁铁安装板(304),所述茶杯固定环(305)中安放用来品茶的紫砂茶杯(306),所述紫砂茶杯(306)下方粘贴具有磁力的铁质贴片,所述电磁铁安装板(304)上安装用来吸合紫砂茶杯的电磁铁(307)。
5.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述左侧机械臂(40)的底座结构、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂分别采用和右侧机械臂(20)的底座、大臂、第一小臂、第二小臂、第三小臂相同的结构;左侧机械臂(40)的执行末端通过大U支架(401)和小U支架(404)与第三小臂相连,大U支架(401)固定在第二舵机(402)的主轴上,所述小U支架(404)固定在大U支架(401)上,小U支架(404)上固定安装有五号舵机(403),五号舵机(403)的主轴上安装有一字支架(405),所述一字支架(405)来固定用于连接开水壶的橡胶管道,达到能准确在此处出热水用于泡茶以及温杯步骤。
6.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述方形茶桌(50)包括托盘组件(501)、电磁炉(502)和天猫精灵方糖R(503),所述电磁炉(502)上放有用于清洁茶杯的清洁锅(504)和用于烧热水的热水壶(505),所述方形茶桌(50)下面放有用于备用的桶装纯净水(506)和用于装废水的废水桶(507),所述天猫精灵方糖R(503)作为智能音响用于与人交流的应答设备,所述托盘组件(501)上分别固定右侧机械臂(20)、翻杯机构(30)和左侧机械臂(40)。
7.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述硬件部分包括易微联四路wifi继电器模块、烧水温度传感器、步进电机驱动板、继电器模块、串行总线舵机舵机驱动板和主控板;所述易微联四路wifi继电器模块将信息传给主控板,所述步进电机驱动板分级控制多个步进电机实现对应的动作,所述串行总线舵机舵机驱动板分级控制左侧机械臂(40)的舵机组和右侧机械臂(20)的舵机组,进而通过左侧机械臂舵机组控制左侧机械臂,右侧机械臂舵机组控制右侧机械臂。
8.根据权利要求1所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:所述软件部分包括用于接收指令的主控板,所述主控板将根据语音对话内容或者通过移动手机端控制发送对应的组合指令控制易微连四路wifi继电器模块继电器通断,通过易微连四路wifi继电器模块与主控板数字输入端口实现通讯,可以实现多种指令。
9.根据权利要求8所述的一种智能泡茶机器人,其特征在于:使用Arduino Mege2560作为主控板,输出端口控制四路继电器分别控制上水电机、抽水电机、烧水开关和消毒开关,使用DS18B20烧水温度传感器模块,温度反馈用于控制烧水温度;右侧机械臂(20)以及舵机控制采用专用的串行总线舵机驱动板控制,并通过TX、RX串口和主控板实现串行通讯,主控板通过程序指令调用总线舵机驱动板调试好的舵机程序实现对机械臂的控制;主控板根据继电器通断情况确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构(10)的第一舵机(105)旋转对应茶叶出口到指定位置。
10.权利要求1-9任意一项所述智能泡茶机器人的使用方法,其特征在于它包括以下步骤:
步骤一:手机下载安装天猫精灵App,在技能列表添加绑定“易微联”后就可语音唤醒天猫精灵,语音下达指令“天猫精灵,泡茶”;
步骤二:主控板确定用茶人数及用茶种类,控制选茶机构(10)的第一舵机(105)旋转对应茶叶类型的出口到指定位置,此时热水壶(505)加水烧热至设定温度;
步骤三:右侧机械臂(20)将茶壶移到中间位置,左侧机械臂(40)将茶壶盖上,上水步骤完成;
步骤五:左侧机械臂(40)回到初始位置,右侧机械臂(20)将第一道茶水导入茶杯中,电磁铁(307)接通,茶杯固定,翻杯机构(30)翻转倒掉茶杯中的茶水,洗茶步骤完成;
步骤六:左侧机械臂(40)依次冲洗茶杯,翻杯机构(30)回到初始位置,温杯步骤完成;
步骤七:重复上水过程,右侧机械臂(20)再次将茶水倒入茶杯中,电磁铁断电,茶杯被松开,装有茶水的茶杯可拿起,完成第一道泡茶;
步骤八:第一杯茶饮完后,下达语音指令“续杯”“再泡一次”,智能泡茶机器人将重复步骤七;
步骤九:完成泡茶后,语音指令“喝完了”,先执行上述温杯过程冲洗茶杯,再执行上水步骤,然后右侧机械臂(20)移动到托盘中间将茶壶盖(213)打开,茶壶(214)倾斜将茶叶残渣倒出,重复上水步骤来清洗茶杯三次后回到初始位置。
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