一种行星轮系自动喂饭装置的制作方法

本实用新型涉及医疗护理领域，具体涉及一种行星轮系自动喂饭装置。

背景技术：

随着工伤、交通、自然灾害频发，残疾人口数量急速上升。据统计，截止2005年，中国残疾人口数量将近8000万人；预计到2020年，残疾人口将达1亿人。其中上肢残障而无法正常人活动的人口占近30%；为了给残疾人或不便于独立吃饭的人群提供方便，缓解医疗护理的压力，提高残疾人的幸福感，研究、开发助残机器人具有重要意义，而自动喂饭装置的开发研究具有重大的实际意义。

传统的喂饭装置均由技术成熟的机械臂代替，为了更好的模拟人手吃饭的动作，需要机械臂具有多维度动作的功能，然而随着动作维度的增加，其机械结构及电控结构也逐渐复杂，进而导致造价昂贵，普通家庭难以承担，残疾人依然只能依赖家人进行喂食，而过分依赖家人会给残疾人带来一定的心理负担，给身体复健造成阻碍。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种单一驱动源即可实现多维度、稳定喂饭动作的行星轮系自动喂饭装置，从而使结构更加精简，造价低廉，适合普通家庭使用，利用双动作机构分别对饭、菜交替喂食。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：包括机架，所述的机架上设置有主电机、行星轮系传动机构、汤勺模拟机构、筷子模拟机构及餐盘，所述的餐盘位于汤勺模拟机构及筷子模拟机构下方，所述的主电机包括电机本体及由电机本体驱动下转动的主转轴，所述的行星轮系传动机构包括连接座、行星座、中心齿轮、汤勺传动齿轮、汤勺从动齿轮、筷子传动齿轮及筷子从动齿轮，所述的连接座固定设置于电机本体，所述的行星座转动设置于连接座相对电机本体的另一端，并在主转轴的联动下同步转动，所述的中心齿轮位于行星座中部内并固定安装于连接座，所述的汤勺传动齿轮、汤勺从动齿轮、筷子传动齿轮及筷子从动齿轮均转动设置于行星座，所述的汤勺传动齿轮及汤勺从动齿轮位于中心齿轮相对筷子传动齿轮及筷子从动齿轮的另一侧，所述的汤勺传动齿轮及汤勺从动齿轮沿远离中心齿轮的方向依次啮合设置，所述的汤勺模拟机构包括汤勺、汤勺臂、汤勺传动轴及汤勺座，所述的汤勺座固定于行星座，所述的汤勺传动轴沿汤勺从动齿轮的轴向穿过汤勺座，其一端延伸至行星座内与汤勺从动齿轮同步转动，另一端延伸至汤勺臂使汤勺臂相对汤勺座转动，所述的汤勺固定安装于汤勺臂的端部；所述的筷子传动齿轮及筷子从动齿轮沿远离中心齿轮的方向依次啮合设置，所述的筷子模拟机构包括筷子、筷子传动轴、筷子座、筷子臂及动作转换组件，所述的筷子座固定于行星座，所述的筷子传动轴沿筷子从动齿轮的轴向穿过筷子座，其一端延伸至行星座内与筷子从动齿轮同步转动，另一端延传动至筷子臂，所述的筷子包括两个对称设置的筷子杆体，所述的筷子臂分别设置有供各筷子杆体相对另一筷子杆体移动的筷子杆体轨道，所述的动作转换组件包括转换轴、转换拐臂、转换复位件及转换凸轮，所述的筷子臂设置有供转换轴与筷子杆体移动方向相垂直的方向移动的轴通道，所述的转换轴朝向筷子杆体的端部铰接设置有分别与各筷子杆体铰接的转换杆，所述的转换凸轮固定安装于筷子座，所述的转换拐臂摆动设置于筷子臂，其一端为驱动端贴合于转换凸轮外周面随外周面起伏摆动，另一端为传动端铰接于转换轴，使转换轴沿与筷子杆体移动方向相垂直的方向移动于轴通道，所述的转换复位件安装于转换拐臂与筷子臂之间，并将驱动端向转换凸轮复位。

通过采用上述技术方案，由单一主电机通过行星轮系传动机构，驱动汤勺模拟机构及筷子模拟机构相对主转轴公转的同时，自身能够进行自转，即可使餐盘与汤勺模拟机构及筷子模拟机构切换对应关系，也能使相对应时进行夹取或舀汤的动作，同时省去了电路控制，大大简化了装置结构，降低了生产成本，降低了普通家庭的使用负担，提高了家庭普及率，且饭菜能够间隔喂食，更易于消化，提高实用性，与此同时，残疾人能够通过该喂饭装置自主进行吃饭，提高了残疾人的自主能力，给予残疾人生理及心理恢复提供了很大的帮助。

本实用新型进一步设置为：所述的中心齿轮、汤勺传动齿轮、汤勺从动齿轮、筷子传动齿轮及筷子从动齿轮均为非圆齿轮，所述的汤勺从动齿轮及筷子从动齿轮的外周分别设置有大直径部及小直径部，所述的汤勺模拟机构与餐盘位置相对时汤勺从动齿轮的大直径部处于汤勺传动齿轮啮合状态，所述的筷子模拟机构与餐盘位置相对时筷子从动齿轮的大直径部处于筷子传动齿轮啮合状态。

通过采用上述技术方案，采用非圆齿轮，使齿轮传动的过程中转换为变速传动过程，可在汤勺模拟机构或筷子模拟机构接近餐盘时对其进行减速，保证取起食物的动作准确、稳定。

本实用新型进一步设置为：所述的汤勺臂安装汤勺的端部设置有汤勺安装组件，所述的汤勺安装组件包括弹性调位件、固定板及锁定螺栓，所述的弹性调位件包括本体及位于本体两侧的卡脚，两侧的所述的卡脚向本体自动复位构成夹持汤勺臂端部的夹持腔，所述的本体上端设置有安装平面，所述的固定板一体设置于汤勺并与安装平面相贴合，所述的锁定螺栓穿过固定板及弹性调位件的本体将两者锁定，所述的固定板沿与弹性调位件夹紧方向垂直的方向排布有若干个供锁定螺栓穿过的安装孔。

通过采用上述技术方案，为了满足不同身材的残疾人群，汤勺位置具有两种调节方式，一种为将弹性调位件沿汤勺臂滑移，进行汤勺位置的微调，另一种锁定螺栓对应不同的安装孔进行锁定，即调节固定板与弹性调位件的间距，进行调节汤勺位置的粗调，两种方式相结合，能够准确调节，此外，锁定螺栓的安装方式使汤勺便于取下，进行更换。

本实用新型进一步设置为：所述的筷子杆体呈折弯设置，所述的筷子杆体相对折弯处的两侧分别为夹持部及施力部，两侧的所述的筷子杆体的夹持部相平行，并构成夹持固态食物的夹紧腔，各所述的筷子杆体的施力部沿远离另一筷子杆体的方向延伸，所述的施力部滑移于筷子杆体轨道，并与转换杆相铰接。

通过采用上述技术方案，平行的夹持部使固态食物能够被稳定夹起，由于受到结构限制，施力部不能过于靠近，导致夹持力受限，而将施力部呈折弯设置，使夹持部能够到达任何所需的间距，保证夹持力，提高夹持稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述的行星座设置有防反转机构，该防反转机构包括防反转盘、防反转臂及防反转复位件，该防反转臂一端铰接于行星座，另一端与防反转盘的周面相抵，所述的防反转复位件安装于反转臂与行星座之间将防反转臂向防反转盘复位，所述的防反转盘同轴安装于汤勺传动轴或/和筷子传动轴，所述的防反转盘设置有在汤勺传动轴或筷子传动轴反转时与防反转臂端部限位配合的限位壁；所述的防反转盘设置有在汤勺传动轴或筷子传动轴正转时引导防反转臂端部翻过限位壁的引导面。

通过采用上述技术方案，增设防反转机构，避免食物过硬引起反转，造成食物洒出，同时给予喂饭装置助力，保证正常运行。

本实用新型进一步设置为：所述的机架设置有餐盘切换机构，所述的餐盘的上端面沿周向等距设置有若干个放置固态食物或液体食物的餐盘凹槽，所述的餐盘切换机构包括餐盘切换座、竖向传动轴、水平传动齿轮、水平从动齿轮、变速驱动件及变速从动件，所述的餐盘切换座位于机架底部，所述的水平传动齿轮、水平从动齿轮、变速驱动件及变速从动件均设置于餐盘切换座内，所述的竖向传动轴上端通过锥齿轮组构成与主转轴的联动，所述的水平传动齿轮安装于传动轴下端并与竖向传动轴同步转动，所述的水平从动齿轮转动设置于机架，并与水平传动齿轮相啮合，所述的变速驱动件固定安装于水平传动齿轮并与水平传动齿轮同轴转动，所述的变速驱动件相对转动方向的外周由外凸圆弧部及内凹圆弧部构成，所述的变速驱动件位于内凹圆弧部处向外侧延伸至有联动块，所述的餐盘转动设置于餐盘切换座，并在转动过程中将各餐盘凹槽与汤勺模拟机构或筷子模拟机构切换对应，所述的变速从动件安装于餐盘底部，所述的变速从动件相对转动方向的外周由若干个联动凹槽及凹陷空转部间隔构成，所述的联动凹槽朝向变速从动件外侧设置有供联动块进入的凹槽进口，所述的凹陷空转部与外凸圆弧部位置相对时，变速驱动件与变速从动件呈非联动状态，直至联动块进入下一个联动凹槽构成联动状态，变速从动件随变速驱动件转动，直至联动块脱离该联动凹槽恢复至非联动状态，所述的外凸圆弧部及内凹圆弧部的衔接处设置有切换转角，该切换转角与凹陷空转部相抵，将变速从动件推动至下一个联动凹槽的凹槽进口与联动块位置相对应。

通过采用上述技术方案，餐盘切换机构使喂饭装置的功能更真实、更多元化，即能够间隔提供不同的食物，使残疾人的喂食过程更接近于现实，多种食物保证残疾人的营养供应，及不同口味的满足，提高残疾人的内心愉悦度及心理健康，加速身体恢复进度，此外，餐盘的转动驱动力也来源自主电机，仍保持单一驱动源的优点，简化结构，降低成本，而且，变速驱动件与变速从动件的配合，使餐盘保持转动-停止-转动的动作过程，使汤勺模拟机构及筷子模拟机构在动作时餐盘凹槽能够不改变，提高动作的稳定性，进一步避免食物在取起过程中洒出。

本实用新型进一步设置为：所述的餐盘切换座与餐盘对应设置有供餐盘转动、并与餐盘形状相适配的转动孔，所述的餐盘外周设置有由橡胶制成的弹性密封层，所述的弹性密封层压缩于转动孔与餐盘之间，构成两者的活动密封。

通过采用上述技术方案，增设仅供餐盘转动的转动孔，并配合弹性密封层，避免食物通过间隙进入餐盘切换座内，影响设备的正常工作，降低故障率。

本实用新型进一步设置为：所述的餐盘凹槽包括位于底部的承托平面及环绕承托平面的引导斜面，该引导斜面随着靠近承托平面高度逐渐降低。

通过采用上述技术方案，筷子模拟机构或汤勺模拟机构取起食物的过程中，会使食物在餐盘凹槽内发生移位，承托平面供食物稳定放置，而引导斜面将移位后的食物向承托平面进行位置校正，保证下一次筷子或汤勺的取起动作与食物的位置更加准确，能够持续输送食物，避免空动作。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式的立体图；

图2为本实用新型具体实施方式中行星轮系传动机构的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式中汤勺模拟机构的立体图；

图4为本实用新型具体实施方式中筷子模拟机构的立体图；

图5为本实用新型具体实施方式中汤勺模拟机构的剖视图；

图6为本实用新型具体实施方式中防反转机构的立体图；

图7为本实用新型具体实施方式中餐盘切换机构的立体图。

具体实施方式

如图1—图7所示，本实用新型公开了一种行星轮系自动喂饭装置，包括机架1，机架1上设置有主电机2、行星轮系传动机构3、汤勺模拟机构4、筷子模拟机构5及餐盘6，餐盘6位于汤勺模拟机构4及筷子模拟机构5下方，主电机2包括电机本体21及由电机本体21驱动下转动的主转轴22，行星轮系传动机构3包括连接座31、行星座32、中心齿轮33、汤勺传动齿轮34、汤勺从动齿轮35、筷子传动齿轮36及筷子从动齿轮37，连接座31固定设置于电机本体21，行星座32转动设置于连接座31相对电机本体21的另一端，并在主转轴22的联动下同步转动，中心齿轮33位于行星座32中部内并固定安装于连接座31，汤勺传动齿轮34、汤勺从动齿轮35、筷子传动齿轮36及筷子从动齿轮37均转动设置于行星座32，汤勺传动齿轮34及汤勺从动齿轮35位于中心齿轮33相对筷子传动齿轮36及筷子从动齿轮37的另一侧，汤勺传动齿轮34及汤勺从动齿轮35沿远离中心齿轮33的方向依次啮合设置，汤勺模拟机构4包括汤勺41、汤勺臂42、汤勺传动轴43及汤勺座44，汤勺座44固定于行星座32，汤勺传动轴43沿汤勺从动齿轮35的轴向穿过汤勺座44，其一端延伸至行星座32内与汤勺从动齿轮35同步转动，另一端延伸至汤勺臂42使汤勺臂42相对汤勺座44转动，汤勺41固定安装于汤勺臂42的端部；筷子传动齿轮36及筷子从动齿轮37沿远离中心齿轮33的方向依次啮合设置，筷子模拟机构5包括筷子51、筷子传动轴52、筷子座53、筷子臂57及动作转换组件，筷子座53固定于行星座32，筷子传动轴52沿筷子从动齿轮37的轴向穿过筷子座53，其一端延伸至行星座32内与筷子从动齿轮37同步转动，另一端延传动至筷子臂57，筷子51包括两个对称设置的筷子杆体511，筷子臂57分别设置有供各筷子杆体511相对另一筷子杆体511移动的筷子杆体轨道571，动作转换组件包括转换轴54、转换拐臂55、转换复位件及转换凸轮56，筷子臂57设置有供转换轴54与筷子杆体511移动方向相垂直的方向移动的轴通道572，转换轴54朝向筷子杆体511的端部铰接设置有分别与各筷子杆体511铰接的转换杆541，转换凸轮56固定安装于筷子座53，转换拐臂55摆动设置于筷子臂57，其一端为驱动端551贴合于转换凸轮56外周面随外周面起伏摆动，另一端为传动端552铰接于转换轴54，使转换轴54沿与筷子杆体511移动方向相垂直的方向移动于轴通道572，转换复位件安装于转换拐臂55与筷子臂57之间，并将驱动端551向转换凸轮56复位，转换复位件为扭簧，为普通的现有构件，未在附图中表示，不影响结构理解，由单一主电机2通过行星轮系传动机构3，驱动汤勺模拟机构4及筷子模拟机构5相对主转轴22公转的同时，自身能够进行自转，即可使餐盘6与汤勺模拟机构4及筷子模拟机构5切换对应关系，也能使相对应时进行夹取或舀汤的动作，同时省去了电路控制，大大简化了装置结构，降低了生产成本，降低了普通家庭的使用负担，提高了家庭普及率，且饭菜能够间隔喂食，更易于消化，提高实用性，与此同时，残疾人能够通过该喂饭装置自主进行吃饭，提高了残疾人的自主能力，给予残疾人生理及心理恢复提供了很大的帮助。

中心齿轮33外周设置有变速切面331及与该变速切面331轴向对应的推动块332，汤勺传动齿轮34及筷子传动齿轮36设置有与推动块332对应的延伸块333，当变速切面331与汤勺传动齿轮34相对时，汤勺传动齿轮34的延伸块333与推动块332相抵继续联动，当变速切面331与筷子传动齿轮36相对时，筷子传动齿轮36的延伸块333与推动块332相抵继续联动。

中心齿轮33、汤勺传动齿轮34、汤勺从动齿轮35、筷子传动齿轮36及筷子从动齿轮37均为非圆齿轮，汤勺从动齿轮35及筷子从动齿轮37的外周分别设置有大直径部351及小直径部361，汤勺模拟机构4与餐盘6位置相对时汤勺从动齿轮35的大直径部351处于汤勺传动齿轮34啮合状态，筷子模拟机构5与餐盘6位置相对时筷子从动齿轮37的大直径部351处于筷子传动齿轮36啮合状态，采用非圆齿轮，使齿轮传动的过程中转换为变速传动过程，可在汤勺模拟机构4或筷子模拟机构5接近餐盘6时对其进行减速，保证取起食物的动作准确、稳定。

汤勺臂42安装汤勺41的端部设置有汤勺安装组件，汤勺安装组件包括弹性调位件45、固定板46及锁定螺栓，弹性调位件45包括本体451及位于本体451两侧的卡脚452，两侧的卡脚452向本体451自动复位构成夹持汤勺臂42端部的夹持腔453，本体451上端设置有安装平面454，固定板46一体设置于汤勺41并与安装平面454相贴合，锁定螺栓穿过固定板46及弹性调位件45的本体451将两者锁定，固定板46沿与弹性调位件45夹紧方向垂直的方向排布有若干个供锁定螺栓穿过的安装孔461，为了满足不同身材的残疾人群，汤勺41位置具有两种调节方式，一种为将弹性调位件45沿汤勺臂42滑移，进行汤勺41位置的微调，另一种锁定螺栓对应不同的安装孔进行锁定，即调节固定板46与弹性调位件45的间距，进行调节汤勺41位置的粗调，两种方式相结合，能够准确调节，此外，锁定螺栓的安装方式使汤勺41便于取下，进行更换，锁定螺栓为现有构件，未在附图中表示，不影响结构理解。

筷子杆体511呈折弯设置，筷子杆体511相对折弯处的两侧分别为夹持部512及施力部513，两侧的筷子杆体511的夹持部512相平行，并构成夹持固态食物的夹紧腔514，各筷子杆体511的施力部513沿远离另一筷子杆体511的方向延伸，施力部513滑移于筷子杆体轨道571，并与转换杆相铰接，平行的夹持部512使固态食物能够被稳定夹起，由于受到结构限制，施力部513不能过于靠近，导致夹持力受限，而将施力部513呈折弯设置，使夹持部512能够到达任何所需的间距，保证夹持力，提高夹持稳定性。

行星座32设置有防反转机构，该防反转机构包括防反转盘38、防反转臂39及防反转复位件，该防反转臂39一端铰接于行星座，另一端与防反转盘38的周面相抵，防反转复位件安装于反转臂与行星座之间将防反转臂39向防反转盘38复位，防反转复位件为现有的扭簧，未在附图中表示，不影响结构理解，防反转盘38同轴安装于汤勺传动轴或/和筷子传动轴，防反转盘38设置有在汤勺传动轴或筷子传动轴反转时与防反转臂39端部限位配合的限位壁381，防反转盘38设置有在汤勺传动轴或筷子传动轴正转时引导防反转臂39端部翻过限位壁381的引导面382，增设防反转机构，避免食物过硬引起反转，造成食物洒出，同时给予喂饭装置助力，保证正常运行。

机架1设置有餐盘切换机构，餐盘6的上端面沿周向等距设置有若干个放置固态食物或液体食物的餐盘凹槽61，餐盘切换机构包括餐盘切换座7、竖向传动轴71、水平传动齿轮72、水平从动齿轮73、变速驱动件74及变速从动件75，餐盘切换座7位于机架1底部，水平传动齿轮72、水平从动齿轮73、变速驱动件74及变速从动件75均设置于餐盘切换座7内，竖向传动轴71上端通过锥齿轮组构成与主转轴22的联动，锥齿轮组为两个转轴相垂直且相啮合的锥齿轮76，水平传动齿轮72安装于传动轴下端并与竖向传动轴71同步转动，水平从动齿轮73转动设置于机架1，并与水平传动齿轮72相啮合，变速驱动件74固定安装于水平传动齿轮72并与水平传动齿轮72同轴转动，变速驱动件74相对转动方向的外周由外凸圆弧部741及内凹圆弧部742构成，变速驱动件74位于内凹圆弧部742处向外侧延伸至有联动块743，餐盘6转动设置于餐盘切换座7，并在转动过程中将各餐盘凹槽61与汤勺模拟机构4或筷子模拟机构5切换对应，变速从动件75安装于餐盘6底部，变速从动件75相对转动方向的外周由若干个联动凹槽751及凹陷空转部752间隔构成，联动凹槽751朝向变速从动件75外侧设置有供联动块743进入的凹槽进口7511，凹陷空转部752与外凸圆弧部741位置相对时，变速驱动件74与变速从动件75呈非联动状态，直至联动块743进入下一个联动凹槽751构成联动状态，变速从动件75随变速驱动件74转动，直至联动块743脱离该联动凹槽751恢复至非联动状态，外凸圆弧部741及内凹圆弧部742的衔接处设置有切换转角744，该切换转角744与凹陷空转部752相抵，将变速从动件75推动至下一个联动凹槽751的凹槽进口7511与联动块743位置相对应，餐盘切换机构使喂饭装置的功能更真实、更多元化，即能够间隔提供不同的食物，使残疾人的喂食过程更接近于现实，多种食物保证残疾人的营养供应，及不同口味的满足，提高残疾人的内心愉悦度及心理健康，加速身体恢复进度，此外，餐盘6的转动驱动力也来源自主电机2，仍保持单一驱动源的优点，简化结构，降低成本，而且，变速驱动件74与变速从动件75的配合，使餐盘6保持转动-停止-转动的动作过程，使汤勺模拟机构4及筷子模拟机构5在动作时餐盘凹槽61能够不改变，提高动作的稳定性，进一步避免食物在取起过程中洒出。

餐盘切换座7与餐盘6对应设置有供餐盘6转动、并与餐盘6形状相适配的转动孔71，餐盘6外周设置有由橡胶制成的弹性密封层72，弹性密封层72压缩于转动孔71与餐盘6之间，构成两者的活动密封，增设仅供餐盘6转动的转动孔71，并配合弹性密封层72，避免食物通过间隙进入餐盘切换座7内，影响设备的正常工作，降低故障率。

餐盘凹槽61包括位于底部的承托平面61及环绕承托平面61的引导斜面62，该引导斜面62随着靠近承托平面61高度逐渐降低，筷子模拟机构5或汤勺模拟机构4取起食物的过程中，会使食物在餐盘凹槽61内发生移位，承托平面61供食物稳定放置，而引导斜面62将移位后的食物向承托平面61进行位置校正，保证下一次筷子51或汤勺41的取起动作与食物的位置更加准确，能够持续输送食物，避免空动作。