残障辅助进食机器人进给臂结构设计

　　这款进给臂是面向失能、上肢功能障碍群体日常进食场景开发的执行端结构，核心作用是替代人手完成餐食舀取、递送、喂送的连贯动作，适配居家养老、康复中心、特殊照料机构等场景的日常使用需求，可安装在餐桌侧边、护理床餐板等固定界面上，降低护理人员的重复劳作强度，同时提升使用者的自主进食尊严。

　　从结构功能来看，该臂体采用多自由度关节串联布局，底座部分设置四个圆形沉槽，既可以作为餐勺、餐叉等不同喂食餐具的收纳位，也可临时放置小份餐食容器，减少动作行程冗余；底座内置回转驱动结构，可实现水平方向120度范围内的往复转动，覆盖餐盘区域与使用者口部的水平角度区间，转动副处设置阻尼限位结构，避免转动超程碰擦餐盘或使用者面部。臂段部分采用两段式铰接设计，近端臂与底座回转台连接，可实现竖直平面内的抬升与下放动作，远端臂与近端臂铰接，负责调整喂食端的俯仰角度，保证餐勺在递送过程中始终保持水平，避免餐食洒落。末端执行件采用快拆式勺夹结构，可适配不同规格的硅胶餐勺，方便日常清洁更换，夹头处设置微小的浮动间隙，可抵消递送过程中的位置偏差，降低对口部的磕碰风险。

　　设计过程中优先考虑使用场景的安全性，所有外露棱边均做R3以上的圆角倒钝处理，臂体外壳采用食品接触级的哑光白色工程材质，无突出尖锐结构，关节处的传动间隙控制在0.2mm以内，避免夹伤使用者手指或衣物。驱动部分采用低速大扭矩的传动方案，臂体抬升、转动的线速度控制在50mm/s以内，动作平缓无冲击，同时在关节处设置过载打滑结构，当臂体运动过程中碰到障碍物时可自动卸力停止，不会对使用者造成硬性挤压。

　　安装边界方面，底座整体为圆柱形结构，底面直径控制在120mm，整体高度在收拢状态下不超过180mm，安装时仅需在固定界面预留直径130mm的圆形安装区域，通过底部三个均布的M4螺丝孔即可完成固定，不需要对现有餐桌、餐板做大规模改造；臂体完全展开后的最大水平作业半径为320mm，可覆盖常规400mm宽度餐盘的全部取餐区域，竖直方向的抬升行程为150mm，适配坐姿状态下从餐盘高度到使用者口部的高度差，不需要额外垫高底座即可适配不同身高的使用者。

　　结构细节上，臂体内部走线路径采用内置式设计，所有线缆均隐藏在臂段空腔内，外部无裸露走线，避免日常使用过程中线缆被餐食污渍沾染，也防止线缆勾扯到周边物品。底座侧面设置一个直径2mm的定位销孔，用于安装复位时的基准定位，每次开机后臂体可自动回到初始收纳位置，不占用餐桌额外的使用空间。关节铰接处采用自润滑工程塑料轴套，长期往复转动不需要额外加注润滑脂，避免油污掉落污染餐食，同时降低日常维护的工作量。勺夹末端的角度调整范围为上下30度，可根据使用者的坐姿、口部高度微调喂食角度，适配不同使用习惯的需求，比如部分使用者需要仰头进食、部分使用者习惯低头进食时，都可以通过调整末端俯仰角度找到最舒适的喂食位置。

　　在实际使用逻辑上，该进给臂的动作路径做了专门的优化，取餐时勺端垂直向下进入餐盘，舀取餐食后先小幅抬升10mm确认餐食稳定，再沿平滑的弧线轨迹递送到口部位置，递送过程中勺面始终保持水平，不会出现汤汁、饭粒洒落的情况；喂食完成后沿原路径返回餐盘区域，循环完成取餐喂食动作，整个动作路径无突兀拐点，运行过程噪音控制在40分贝以内，不会对用餐环境造成干扰。底座的四个收纳槽深度为15mm，可稳定放置不同类型的餐具，切换餐具时仅需手动将勺夹上的餐具取下，更换对应槽位的餐具即可，不需要额外工具，操作门槛极低，护理人员或使用者本人经过简单熟悉即可完成操作。