一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂

1.本发明涉及营养膳食均衡领域，更具体地说，涉及一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂。


背景技术：

2.营养膳食均衡是指人类理想的膳食，也是营养科学的一个重要长远的目标，想要保证膳食营养均衡，首先就要保证饮食种类的丰富，比如有肉类、禽类和水产品提供的充足优质蛋白；有蔬菜水果和菌藻类食物提供足够的矿物质、维生素和抗氧化物以及膳食纤维；有五谷杂粮和薯类食物提供的碳水化合物和维生素、矿物质；当然也有必须的脂肪摄入；
3.现有技术中公开了一种用于生产供料的智能机械臂(申请号：cn110281250b)，其结构包括电动云台、保护壳、电机、升降台和润滑装置，通过在限位台顶部设置了润滑装置，由第二电动推杆进行工作顶出内部的活塞杆，带动压板向下移动挤压润滑油，当壳体内部的压力值超过第一弹簧和第二弹簧的弹力值时，第一转动件和第二转动件沿着插销进行旋转挤压第一弹簧和第二弹簧，使第一弹簧和第二弹簧受力进行压缩，打开第一转动件和第二转动件，使两块密封垫分离，露出缝隙，使润滑油沿着两个密封垫形成的缝隙流入丝杆上，对丝杆进行加油润滑，达到方便使用的效果。
4.该智能机械臂虽然能够实现对丝杆进行加油润滑，但在具体使用过程中，需要让智能机械臂应用于营养膳食均衡的选择当中，其中智能机械臂能够对食物进行检测，以便机械臂抓手抓取食物，由于一般的智能机械臂的机械臂抓手抓取的力度较重，使得机械臂抓手一下子就抓破食物，使得食物从机械臂抓手中脱落下来，则无法抓取相对应的食物，不利于智能机械臂挑选所需要食物的使用，且由于智能机械臂自身只能抓取较为方形的食物，而当遇到一些圆形的食物时，机械臂抓手对圆形食物的弧面施加抓取力，就会让食物滑出机械臂抓手，导致智能机械臂抓取食物的效果较差，难以适应不同形状的食物，从而影响到营养膳食均衡的应用。
5.为此，提出一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，包括安装底座，安装底座的内部两端转动连接有螺纹转杆，螺纹转杆的一侧贯穿安装底座并延伸至安装底座的前侧，螺纹转杆的外表面中部螺纹连接有移动平台，移动平台的上端面安装有智能机械臂主体，智能机械臂主体的右端外表面安装有方形块，方形块的前端面转动连接有安装转轴，安装转轴的前端外表面固定连接有连接臂；
8.连接臂的右端外表面安装有u型固定架，u型固定架的两端内侧转动连接有往复螺纹杆，往复螺纹杆的外表面两侧螺纹连接有两个导向移动板，导向移动板的右端外表面连
接有弯型板，弯型板的后端面滑动连接有安装抓手板，且安装抓手板的一侧贯穿弯型板并延伸至弯型板的前侧；
9.连接臂的上下两侧分别连接有第一l型支撑板，第一l型支撑板的上端外表面连接有第二l型支撑板，第二l型支撑板的下端外表面安装有电动推杆，电动推杆的下端外表面固定连接有伸缩圆盘，第一l型支撑板的下端面滑动连接有夹板柱，夹板柱的一侧贯穿第一l型支撑板并延伸至第一l型支撑板的上方。
10.进一步的，螺纹转杆的前端外表面固定连接有第一伺服电机，安装底座与第一伺服电机之间连接有第一电机安装板，第一电机安装板的后端将第一伺服电机固定在安装底座的前端。
11.进一步的，安装底座的内部两端固定安装有两个第一固定横杆，两个第一固定横杆之间相互平行设计，安装底座的前后两侧分别固定连接有连接座，连接座的上端面螺纹连接有两个连接螺栓，安装底座的左右两侧分别安装有延伸台。
12.进一步的，安装转轴的一侧贯穿方形块并延伸方形块的后侧，安装转轴的后端外表面固定连接有第二伺服电机，方形块与第二伺服电机之间连接有第二电机安装板，第二电机安装板的前端将第二伺服电机固定在方形块的后端。
13.进一步的，连接臂的上端外表面连接有竖向板，竖向板的上端面安装有rgb摄像头，u型固定架的内侧两端固定连接有两个第二固定横杆，两个第二固定横杆之间相互平行设计。
14.进一步的，安装抓手板与弯型板之间连接有第一复位弹簧，第一复位弹簧的一侧连接有安装抓手板，且第一复位弹簧的另一侧连接有弯型板。
15.进一步的，安装抓手板的后端外表面固定连接有定位凸点，安装抓手板的后端面开设有弧面凹槽，安装转轴的外表面安装有第一连接带轮，往复螺纹杆的外表面后侧安装有第二连接带轮，第一连接带轮与第二连接带轮之间通过连接皮带传动连接。
16.进一步的，第一l型支撑板与夹板柱之间连接有第二复位弹簧，第二复位弹簧的一侧连接有第一l型支撑板，且第二复位弹簧的另一侧连接夹板柱，u型固定架的左端面开设有镂空槽。
17.进一步的，移动平台的前端面开设有滑孔，滑孔贯穿移动平台并延伸至移动平台的后侧，滑孔与第一固定横杆相适配，第一固定横杆的外表面通过滑孔与移动平台的前端面滑动连接。
18.进一步的，弯型板的后端面开设有活动孔，活动孔贯穿弯型板并延伸至弯型板的前侧，活动孔与安装抓手板相适配，安装抓手板的外表面通过活动孔与弯型板的后端面滑动连接。
19.相比于现有技术，本发明的有益效果：
20.(1)本发明通过连接皮带的传动作用而带动连接臂发生转动调节，同时还可以带动安装抓手板能够以适应性的力度来抓取食物，保证食物能够稳定安全的被智能机械臂抓取起来，从而避免机械臂抓手的力度较差而抓破食物，这样既可以让智能机械臂的连接臂实现角度的调节，还可以同时驱动安装抓手板进行抓取工作，提高智能机械臂的使用效果；
21.(2)本发明通过利用夹板柱内侧呈现的波纹形状以及安装抓手板内侧的弧面凹槽，让圆形食物更好贴合到安装抓手板的内侧，这样便可对圆形食物的四周进行同时抓取
定位，让圆形食物不易滑出智能机械臂，这样智能机械臂就可以不同形状的食物，方便智能机械臂进行营养膳食均衡的应用；
22.(3)本发明通过移动平台可以保持平稳的状态在螺纹转杆上移动调节，使得整个智能机械臂可以随着螺纹转杆的转动而调节位置，从而增加智能机械臂的工作范围，让智能机械臂调节使用起来更加方便，这样智能机械臂就可以更好应用于营养膳食均衡中，来挑选抓取放置更多的食物，最大程度保证居民的健康饮食。
附图说明
23.图1为本发明的安装底座的结构示意图；
24.图2为本发明的螺纹转杆的安装示意图；
25.图3为本发明的u型固定架的结构示意图；
26.图4为本发明的第一固定横杆的安装示意图；
27.图5为本发明的导向移动板的结构示意图；
28.图6为本发明的安装抓手板的结构示意图；
29.图7为本发明的夹板柱的结构示意图。
30.图中标号说明：
31.1、安装底座；2、螺纹转杆；3、移动平台；4、智能机械臂主体；5、第一伺服电机；6、第一电机安装板；7、第一固定横杆；8、连接座；9、连接螺栓；10、延伸台；11、方形块；12、安装转轴；13、第二伺服电机；14、第二电机安装板；15、连接臂；16、竖向板；17、rgb摄像头；18、u型固定架；19、往复螺纹杆；20、导向移动板；21、弯型板；22、安装抓手板；23、第一复位弹簧；24、定位凸点；25、弧面凹槽；26、第一连接带轮；27、第二连接带轮；28、连接皮带；29、第二固定横杆；30、第一l型支撑板；31、第二l型支撑板；32、电动推杆；33、伸缩圆盘；34、夹板柱；35、第二复位弹簧；36、滑孔；37、活动孔；38、镂空槽。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1至图7，一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，包括安装底座1，安装底座1的内部两端转动连接有螺纹转杆2，螺纹转杆2的一侧贯穿安装底座1并延伸至安装底座1的前侧，螺纹转杆2的外表面中部螺纹连接有移动平台3，通过螺纹转杆2与移动平台3的配合使用，移动平台3可以随着螺纹转杆2的转动而来会调节自身的位置，方便灵活的抓取不同范围内的食物，移动平台3的上端面安装有智能机械臂主体4，智能机械臂主体4的右端外表面安装有方形块11，方形块11的前端面转动连接有安装转轴12，安装转轴12的前端外表面固定连接有连接臂15，通过安装转轴12与连接臂15的安装使用，连接臂15随着安装转轴12的转动而调节连接臂15的角度，以便更好的将机械臂移动到食物的附近，更好灵活的进行抓取工作；
34.连接臂15的右端外表面安装有u型固定架18，u型固定架18的两端内侧转动连接有
往复螺纹杆19，往复螺纹杆19的外表面两侧螺纹连接有两个导向移动板20，导向移动板20的右端外表面连接有弯型板21，通过往复螺纹杆19、导向移动板20以及弯型板21的安装使用，往复螺纹杆19的转动带动导向移动板20处的弯型板21一同向着食物的方向靠近，以便抓取工作的进行，弯型板21的后端面滑动连接有安装抓手板22，通过安装抓手板22的设置，两个安装抓手板22分别卫位于往复螺纹杆19的两侧，由于往复螺纹杆19的两侧设有两个相反的螺纹，这样便可带动安装抓手板22同步移动而抓取使用，使用方便，弯型板21的后端面开设有活动孔37，活动孔37贯穿弯型板21并延伸至弯型板21的前侧，活动孔37与安装抓手板22相适配，安装抓手板22的外表面通过活动孔37与弯型板21的后端面滑动连接，且安装抓手板22的一侧贯穿弯型板21并延伸至弯型板21的前侧；
35.连接臂15的上下两侧分别连接有第一l型支撑板30，第一l型支撑板30的上端外表面连接有第二l型支撑板31，第二l型支撑板31的下端外表面安装有电动推杆32，电动推杆32的下端外表面固定连接有伸缩圆盘33，第一l型支撑板30的下端面滑动连接有夹板柱34，通过电动推杆32、伸缩圆盘33与夹板柱34的安装使用，随着电动推杆32的启动伸长而带动伸缩圆盘33挤压夹板柱34，让得以调节伸缩的长度，让夹板柱34来进一步定位夹板柱34所抓取的食物，提高对不同形状食物抓取时的稳定性，夹板柱34的一侧贯穿第一l型支撑板30并延伸至第一l型支撑板30的上方。
36.螺纹转杆2的前端外表面固定连接有第一伺服电机5，安装底座1与第一伺服电机5之间连接有第一电机安装板6，第一电机安装板6的后端将第一伺服电机5固定在安装底座1的前端，安装底座1的内部两端固定安装有两个第一固定横杆7，通过第一固定横杆7的设置，两个第一固定横杆7滑动连接在移动平台3中，这样可以让移动平台3保持稳定的状态移动调节位置，移动平台3的前端面开设有滑孔36，滑孔36贯穿移动平台3并延伸至移动平台3的后侧，滑孔36与第一固定横杆7相适配，第一固定横杆7的外表面通过滑孔36与移动平台3的前端面滑动连接，两个第一固定横杆7之间相互平行设计，安装底座1的前后两侧分别固定连接有连接座8，连接座8的上端面螺纹连接有两个连接螺栓9，通过连接螺栓9的设置，利用四个连接螺栓9可以将整个安装底座1上的智能机械臂安装起来，让智能机械臂安全的使用，安装底座1的左右两侧分别安装有延伸台10，通过延伸台10的设置，延伸台10上可以加长安装底座1左右的距离，方便放置维修工作，安装转轴12的一侧贯穿方形块11并延伸方形块11的后侧，安装转轴12的后端外表面固定连接有第二伺服电机13，方形块11与第二伺服电机13之间连接有第二电机安装板14，第二电机安装板14的前端将第二伺服电机13固定在方形块11的后端。
37.连接臂15的上端外表面连接有竖向板16，竖向板16的上端面安装有rgb摄像头17，通过rgb摄像头17的设置，rgb摄像头17通过自身携带的目标检测算法，来对五大类食物进行识别检测，然后使用机械臂抓手抓取每日推荐的五大类食物膳食摄入量，并放入指定的区域，保证合理的膳食结构，同时智能机械臂中的算法可以根据输入的身体状态进行合理搭配食物，从而满足大众的需求，u型固定架18的内侧两端固定连接有两个第二固定横杆29，通过第二固定横杆29的设置，第二固定横杆29处于滑动连接在导向移动板20上，这样可以让导向移动板20保持不变的移动状态，两个第二固定横杆29之间相互平行设计，安装抓手板22与弯型板21之间连接有第一复位弹簧23，通过第一复位弹簧23的设置，利用第一复位弹簧23的形变能力让安装抓手板22可以适应性的抓取食物，减轻抓取的力量，第一复位
弹簧23的一侧连接有安装抓手板22，且第一复位弹簧23的另一侧连接有弯型板21，安装抓手板22的后端外表面固定连接有定位凸点24，安装抓手板22的后端面开设有弧面凹槽25，通过定位凸点24与弧面凹槽25的配合使用，两者一同使用，可以贴合食物，增大与食物的摩擦力，可以更好的抓取不同的食物，安装转轴12的外表面安装有第一连接带轮26，往复螺纹杆19的外表面后侧安装有第二连接带轮27，第一连接带轮26与第二连接带轮27之间通过连接皮带28传动连接，第一l型支撑板30与夹板柱34之间连接有第二复位弹簧35，通过第二复位弹簧35的设置，当电动推杆32收缩时，就会解除对夹板柱34的挤压力，让夹板柱34因第二复位弹簧35的弹力而恢复到原位，以便进行下一次的食物抓取，第二复位弹簧35的一侧连接有第一l型支撑板30，且第二复位弹簧35的另一侧连接夹板柱34，u型固定架18的左端面开设有镂空槽38。
38.工作原理：该应用于营养膳食均衡的智能机械臂在使用时，通过启动第二伺服电机13，让第二伺服电机13的输出轴带动安装转轴12得以旋转转动，由于第一连接带轮26与第二连接带轮27之间套接有连接皮带28，利用连接皮带28的传动作用便可带动往复螺纹杆19在u型固定架18的内部转动，接着随着往复螺纹杆19的转动，就可以带动往复螺纹杆19上的两个导向移动板20以及弯型板21同步移动调节位置，当智能机械臂上的rgb摄像头17检测到所需要抓取的食物时，智能机械臂以及连接臂15可以发生一定角度的转动，从而移动到食物的附近，然后两个弯型板21之间相互靠近，就可以带动两侧的安装抓手板22一同向着食物靠近而抓取食物的前后两侧，此时被安装抓手板22所挤压的第一复位弹簧23，就会让安装抓手板22逐渐收缩，使得安装抓手板22能够以适应性的力度来抓取食物，同时安装抓手板22内侧的定位凸点24还可以增加对食物的摩擦力，保证食物能够稳定安全的被智能机械臂抓取起来，从而避免机械臂抓手的力度较差而抓破食物，这样既可以让智能机械臂的连接臂15实现角度的调节，还可以同时驱动安装抓手板22进行抓取工作，提高智能机械臂的使用效果；
39.通过两个安装抓手板22同时抓取到食物并移动到一定高度时，再同时启动上下两侧的电动推杆32，电动推杆32便会伸长自身的长度，让电动推杆32挤压夹板柱34，由于夹板柱34接触食物的一侧呈现波纹形状，这样上下两个夹板柱34就可以同时食物的左右两侧，同时利用被拉伸的第二复位弹簧35可以让夹板柱34具有适应性夹持的能力，接着再配合安装抓手板22内侧的弧面凹槽25，让圆形食物更好贴合到安装抓手板22的内侧，这样便可对圆形食物的四周进行同时抓取定位，让圆形食物不易滑出智能机械臂，这样智能机械臂就可以不同形状的食物，方便智能机械臂进行营养膳食均衡的挑选；
40.通过启动第一伺服电机5，第一伺服电机5的输出轴将会带动螺纹转杆2转动，使得螺纹转杆2上的移动平台3可以来回调节移动，由于第一固定横杆7用于滑动限位移动平台3，这样移动平台3就可以保持平稳的状态在螺纹转杆2上移动，使得整个智能机械臂主体4可以随着螺纹转杆2的转动而调节位置，从而增加智能机械臂的工作范围，让智能机械臂调节使用起来更加方便，这样智能机械臂就可以更好应用于营养膳食均衡中，来挑选抓取放置更多的食物，最大程度保证居民的健康饮食。
41.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，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，包括安装底座(1)，其特征在于：所述安装底座(1)的内部两端转动连接有螺纹转杆(2)，所述螺纹转杆(2)的一侧贯穿安装底座(1)并延伸至安装底座(1)的前侧，所述螺纹转杆(2)的外表面中部螺纹连接有移动平台(3)，所述移动平台(3)的上端面安装有智能机械臂主体(4)，所述智能机械臂主体(4)的右端外表面安装有方形块(11)，所述方形块(11)的前端面转动连接有安装转轴(12)，所述安装转轴(12)的前端外表面固定连接有连接臂(15)；所述连接臂(15)的右端外表面安装有u型固定架(18)，所述u型固定架(18)的两端内侧转动连接有往复螺纹杆(19)，所述往复螺纹杆(19)的外表面两侧螺纹连接有两个导向移动板(20)，所述导向移动板(20)的右端外表面连接有弯型板(21)，所述弯型板(21)的后端面滑动连接有安装抓手板(22)，且安装抓手板(22)的一侧贯穿弯型板(21)并延伸至弯型板(21)的前侧；所述连接臂(15)的上下两侧分别连接有第一l型支撑板(30)，所述第一l型支撑板(30)的上端外表面连接有第二l型支撑板(31)，所述第二l型支撑板(31)的下端外表面安装有电动推杆(32)，所述电动推杆(32)的下端外表面固定连接有伸缩圆盘(33)，所述第一l型支撑板(30)的下端面滑动连接有夹板柱(34)，所述夹板柱(34)的一侧贯穿第一l型支撑板(30)并延伸至第一l型支撑板(30)的上方。2.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述螺纹转杆(2)的前端外表面固定连接有第一伺服电机(5)，所述安装底座(1)与第一伺服电机(5)之间连接有第一电机安装板(6)，所述第一电机安装板(6)的后端将第一伺服电机(5)固定在安装底座(1)的前端。3.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述安装底座(1)的内部两端固定安装有两个第一固定横杆(7)，两个所述第一固定横杆(7)之间相互平行设计，所述安装底座(1)的前后两侧分别固定连接有连接座(8)，所述连接座(8)的上端面螺纹连接有两个连接螺栓(9)，所述安装底座(1)的左右两侧分别安装有延伸台(10)。4.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述安装转轴(12)的一侧贯穿方形块(11)并延伸方形块(11)的后侧，所述安装转轴(12)的后端外表面固定连接有第二伺服电机(13)，所述方形块(11)与第二伺服电机(13)之间连接有第二电机安装板(14)，所述第二电机安装板(14)的前端将第二伺服电机(13)固定在方形块(11)的后端。5.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述连接臂(15)的上端外表面连接有竖向板(16)，所述竖向板(16)的上端面安装有rgb摄像头(17)，所述u型固定架(18)的内侧两端固定连接有两个第二固定横杆(29)，两个所述第二固定横杆(29)之间相互平行设计。6.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述安装抓手板(22)与弯型板(21)之间连接有第一复位弹簧(23)，所述第一复位弹簧(23)的一侧连接有安装抓手板(22)，且第一复位弹簧(23)的另一侧连接有弯型板(21)。7.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述安装抓手板(22)的后端外表面固定连接有定位凸点(24)，所述安装抓手板(22)的后端面开设
有弧面凹槽(25)，所述安装转轴(12)的外表面安装有第一连接带轮(26)，所述往复螺纹杆(19)的外表面后侧安装有第二连接带轮(27)，所述第一连接带轮(26)与第二连接带轮(27)之间通过连接皮带(28)传动连接。8.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述第一l型支撑板(30)与夹板柱(34)之间连接有第二复位弹簧(35)，所述第二复位弹簧(35)的一侧连接有第一l型支撑板(30)，且第二复位弹簧(35)的另一侧连接夹板柱(34)，所述u型固定架(18)的左端面开设有镂空槽(38)。9.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述移动平台(3)的前端面开设有滑孔(36)，所述滑孔(36)贯穿移动平台(3)并延伸至移动平台(3)的后侧，所述滑孔(36)与第一固定横杆(7)相适配，所述第一固定横杆(7)的外表面通过滑孔(36)与移动平台(3)的前端面滑动连接。10.根据权利要求1所述的一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，其特征在于：所述弯型板(21)的后端面开设有活动孔(37)，所述活动孔(37)贯穿弯型板(21)并延伸至弯型板(21)的前侧，所述活动孔(37)与安装抓手板(22)相适配，所述安装抓手板(22)的外表面通过活动孔(37)与弯型板(21)的后端面滑动连接。

技术总结
本发明公开了一种应用于营养膳食均衡的智能机械臂，属于营养膳食均衡领域，包括安装底座，安装底座的内部两端转动连接有螺纹转杆，螺纹转杆的一侧贯穿安装底座并延伸至安装底座的前侧，螺纹转杆的外表面中部螺纹连接有移动平台，移动平台的上端面安装有智能机械臂主体。本发明通过既可以让智能机械臂的连接臂实现角度的调节，还可以同时驱动安装抓手板进行适应性力度的抓取工作，提高智能机械臂的抓取效果，通过利用夹板柱内侧呈现的波纹形状以及安装抓手板内侧的弧面凹槽，便可对圆形食物的四周进行同时抓取，让圆形食物不易滑出智能机械臂，这样智能机械臂就可以不同形状的食物，方便智能机械臂进行营养膳食均衡的挑选。方便智能机械臂进行营养膳食均衡的挑选。方便智能机械臂进行营养膳食均衡的挑选。


技术研发人员：吉涛 梁美玉 桂思思 杜宣月
受保护的技术使用者：安徽信息工程学院
技术研发日：2022.12.15
技术公布日：2023/10/6