本发明涉及机械臂技术领域，特别涉及一种送餐机器人的摆盘机械臂及使用方法。
背景技术：
机械臂是能模仿人手和臂的某些动作功能，是用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，为机器人的开发奠定了基础，而随着社会发展，普通工作的招工难、用工荒的问题日益严重，简单重复工作交给机器人来做的趋势在各行各业都开始兴起，送餐机器人即是在这一思维下产生的，而目前的送餐机器人最大的问题就是机器人只能把菜端到桌旁，不能完成摆盘，只能由顾客自己动手完成，这样不仅浪费了时间，降低了工作的效率，同时也降低了送餐机器人的实用性，而且送餐机器人在送餐过程中由于外界的抖动，稳定性和和灵活性也有待提高。
技术实现要素：
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种送餐机器人的摆盘机械臂，所述送餐机器人的摆盘机械臂包括升降装置、旋转装置和夹紧装置；
所述升降装置包括bf支撑座，所述bf支撑座的上表面左侧壁焊接有固定立杆，固定立杆的外侧壁滑动连接有滑车，所述滑车的右侧壁固定安装有丝杠螺母座连接器，所述固定立杆的上表面安装有第一电机，且第一电机电连接外部电源，第一电机的输出端固定连接有联轴器，联轴器的下表面套接有bk型丝杠支撑座，且bk型丝杠支撑座的左侧壁固定连接固定立杆，bk型丝杠支撑座的下表面插接有丝杠，且丝杠的下表面固定连接bf型支撑座，所述丝杠的外侧壁套接丝杠螺母连接器；
所述旋转装置包括第二电机和连接板，且第二电机电连接外部电源，所述第二电机的输出端固定连接有第一带轮，且第二电机的左侧壁固定连接丝杠螺母连接器，所述连接板的上表面安装有第二带轮，且连接板的右侧壁转动连接滑车，所述连接板的左侧壁固定连接有第三电机，且第三电机电连接外部电源，所述第三电机的输出端安装有电动推杆，电动推杆电连接外部电源；
所述夹紧装置包括第一固定托盘，且第一固定托盘的右侧壁螺接电动推杆，所述第一固定托盘的上表面左右两端铆接有第一连接板，两个所述第一连接板上表面之间固定连接有第二固定托盘，所述第一固定托盘的上表面中心处安装有第一丝杠，且第一丝杠贯穿第二固定托盘，所述第一丝杠的外侧壁从上到下依次旋接有第四带轮和移动托盘，且第四带轮位于第二固定托盘顶部，所述移动托盘的左右两侧壁转动连接连接杆的一端，所述连接杆的另一端转动连接有爪子，所述第二固定托盘的右侧壁焊接有固定板，固定板的下表面安装有第四电机，且第四电机电连接外部电源，所述第四电机的输入端套接有第三带轮。
所述固定立杆的前后侧壁开设有多个滑道，且滑道的上表面滑动安装有滑车。
所述爪子的底端外侧壁套接有防滑套。
所述联轴器的直径与丝杠直径大小相等且刚好紧密接触。
所述送餐机械人的摆盘机械臂的使用方法，所述方法包括：
步骤1、接通外部电源，启动所述第一电机，所述第一电机通过所述联轴器传递转矩带动所述丝杠转动，所述丝杠旋转带动所述丝杠螺母座连接器上升和下降，所述丝杠螺母座连接器通过左侧壁的连接板和右侧壁的第二电机带动整个装置上下移动；
步骤2、启动第二电机，所述第二电机驱动第一带轮旋转，且所述第一带轮通过同步带将旋转动作作用于所述第二带轮，带动所述第二带轮旋转，从而带动所述连接板转动，所述连接板带动所述第三电机转动，从而带动电动推杆旋转，同时所述电动推杆通过既定速度伸缩到预设位置；
步骤3、启动第四电机，使第四电机带动所述第三带轮转动，所述第三带轮通过同步带带动所述第四带轮运动，从而带动所述第一丝杠旋转，使旋接在所述第一丝杠上的移动托盘上下移动，使所述连接杆和所述爪子围绕所述第一固定托盘转动，完成夹持动作，并将需要夹持的餐盘放到指定位置。
有益效果：本发明通过丝杠传动，并让滑车以固定立架为滑道，在限制了滑车以及螺母座连接器在xoy平面上的运动的同时，保证了机械臂的稳定性，本发明采用两个电机控制旋转，两个自由度的设置使得机械臂在旋转过程中具有更高的灵活性和更大的工作范围，使本发明能够适应更多、更复杂的环境，同时本发明通过连接杆和爪子构成的连杆机构推动爪子围绕第一固定托盘转动，完成夹持动作，实现自动摆盘。
附图说明
图1是本发明提供主视图；
图2是本发明提供的升降结构示意图；
图3是本发明提供的旋转结构示意图；
图4是本发明提供的爪子夹紧状态示意图；
图5是本发明提供的爪子张开状态示意图。
其中，
1、bf型支撑座，2、滑车，3、固定立杆，4、第一电机，5、联轴器，6、bk型丝杠支撑座，7、丝杠，8、丝杠螺母座连接器，9、第二电机，10、第一带轮，11、第二带轮，12、连接板，13、第三电机，14、电动推杆，15、第一固定托盘，16、第一丝杠，17、移动托盘，18、连接杆，19、爪子，20、第二固定托盘，21、固定板，22、第四电机，23、第三带轮，24、第四带轮，25、第一连接板。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图5所示，本发明提供了一种送餐机器人的摆盘机械臂，所述送餐机器人的摆盘机械臂包括升降装置、旋转装置和夹紧装置；
所述升降装置包括bf支撑座1，所述bf支撑座1的上表面左侧壁焊接有固定立杆3，固定立杆3的外侧壁滑动连接有滑车2，滑车2是用来防止丝杠7旋转带来的摆动，所述滑车2的右侧壁固定安装有丝杠螺母座连接器8，所述固定立杆3的上表面安装有第一电机4，且第一电机4电连接外部电源，第一电机4的输出端固定连接有联轴器5，联轴器5的下表面套接有bk型丝杠支撑座6，且bk型丝杠支撑座6的左侧壁固定连接固定立杆3，bk型丝杠支撑座6的下表面插接有丝杠7，且丝杠7的下表面固定连接bf型支撑座1，所述丝杠7的外侧壁套接丝杠螺母连接器8，且丝杠螺母座连接器8可在丝杠7上上下移动，这样的升降装置保证了机械臂在运动过程中的稳定性；
所述旋转装置包括第二电机9和连接板12，且第二电机9电连接外部电源，所述第二电机9的输出端固定连接有第一带轮10，且第二电机9的左侧壁固定连接丝杠螺母连接器8，所述连接板12的上表面安装有第二带轮11，第一带轮10通过同步带与第二带轮11相连，且连接板12的右侧壁转动连接滑车2，所述连接板12的左侧壁固定连接有第三电机13，且第三电机13电连接外部电源，所述第三电机13的输出端安装有电动推杆14，电动推杆14电连接外部电源，且电动推杆14可以使第一固定托盘15做往复直线运动，采用了两个电机、两个自由度的旋转装置使得机械臂在旋转过程中具有更高的灵活性，尤其是靠近机器人身体的位置，能够适应更多更复杂的工作环境；
所述夹紧装置包括第一固定托盘15，且第一固定托盘15的右侧壁螺接电动推杆14，所述第一固定托盘15的上表面左右两端铆接有第一连接板25，两个所述第一连接板25上表面之间固定连接有第二固定托盘20，所述第一固定托盘15的上表面中心处安装有第一丝杠16，且第一丝杠16贯穿第二固定托盘20，所述第一丝杠16的外侧壁从上到下依次旋接有第四带轮24和移动托盘17，移动托盘17能够在第一丝杠16上上下移动，且第四带轮24位于第二固定托盘20顶部，所述移动托盘17的左右两侧壁转动连接连接杆18的一端，所述连接杆18的另一端转动连接有爪子19，所述第二固定托盘20的右侧壁焊接有固定板21，固定板21的下表面安装有第四电机22，且第四电机22电连接外部电源，所述第四电机22的输入端套接有第三带轮23第三带轮23通过同步带与第四带轮24相连，带动第四带轮24旋转，且夹紧装置中的第一丝杠16传动稳定，精确度较高，同时爪子19与电动推杆14之间位置相对固定，使机械臂在运行的过程中不容易发生餐品的倾洒。
所述固定立杆3的前后侧壁开设有多个滑道，且滑道的上表面滑动安装有滑车2，滑道在起导向作用的同时，限制了滑车2在xoy平面上的运动，保证了装置运动过程的稳定性。
为了增大爪子19对抓取物品的摩擦力，所述爪子19的底端外侧壁套接有防滑套。
为了保证丝杠螺母座连接器8升降过程中的稳定性，所述联轴器5的直径与丝杠7直径大小相等且刚好紧密接触。
本发明中的送餐机器人的摆盘机械臂的使用方法包括：
步骤1、接通外部电源，启动所述第一电机4，所述第一电机4通过所述联轴器5传递转矩带动所述丝杠7转动，所述丝杠7旋转带动所述丝杠螺母座连接器8上升和下降，所述丝杠螺母座连接器8通过左侧壁的连接板12和右侧壁的第二电机9带动整个装置上下移动，丝杠7传动具有较高的传动精度，较高的传动稳定性；
步骤2、启动第二电机9，所述第二电机9驱动第一带轮10旋转，且所述第一带轮10通过同步带将旋转动作作用于所述第二带轮11，带动所述第二带轮11旋转，从而带动所述连接板11转动，所述连接板11带动所述第三电机13转动，从而带动电动推杆14旋转，同时所述电动推杆14通过既定速度伸缩到预设位置，装置中采用第二电机9和第三电机13两个电机的两个自由度，使得机械臂在旋转的过程中有了更高的灵活性；
步骤3、启动第四电机22，使第四电机22带动所述第三带轮23转动，所述第三带轮23通过同步带带动所述第四带轮24运动，从而带动所述第一丝杠16旋转，使旋接在所述第一丝杠16上的移动托盘17上下移动，使所述连接杆18和所述爪子19围绕所述第一固定托盘15转动，完成夹持动作，同时改变移动托盘17的位置可以夹持不同尺寸的餐盘，并将需要夹持的餐盘放到指定位置。
工作原理：本发明工作时，首先接通外部电源，启动第一电机4，使第一电机4通过联轴器5传递转矩带动丝杠7旋转，由于滑车2滑动连接bf型支撑座1，所以丝杠螺母座连接器8能够在丝杠7的外表面上下移动，实现装置的升降，同时第二电机9启动，第二电机9带动第一带轮10转动，第一带轮10通过同步带将旋转动作传递给第二带轮11，完成第一个自由度的旋转，启动第三电机13，通过第三电机13带动电动推杆14转动，完成第二个自由度的旋转，增强了机械臂的灵活性，扩大机械臂的工作范围，电动推杆14可通过伸缩到达预设位置，此时第四电机22启动，当需要夹紧餐盘时，第四电机22驱动第三带轮23转动，同时通过同步带将旋转动作传递给第四带轮24，使插接在第四带轮24中的第一丝杠16逆时针转动，同时移动托盘17向下移动，通过连接杆18和爪子19绕第一固定托盘15逆时针转动，完成夹持动作；当需要摆盘放下盘子时，第四电机22反方向旋转，使得第一丝杠16顺时针转动，同时带动移动托盘17向上移动，使得连接杆18和爪子19绕第一固定托盘15顺时针转动，张开爪子19，完成摆盘工作。