CN107025728A - 智慧食堂菜品自动配送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了智慧食堂菜品自动配送系统，属于餐饮自动化控制系统技术领域。该装置包括总控制平台，餐盘递送装置，传菜装置，配菜通道，配菜装置，餐盘提取装置，餐盘提取通道，取菜窗口以及取号器。总控制器平台通过无线WIFI局域网与餐盘递送装置、传菜装置、配菜通道、配菜装置、取菜窗口、取号器、餐盘提取通道、餐盘提取装置通信。该系统旨在解决现有智慧食堂消费管理系统线下“人工打菜、多次取菜”的问题。该系统完全实现了自动化配菜，一次性提取，即能够节约人工成本，也可以大大提高工作效率。同时，能够精确控制餐盘和菜品的位置。

Description

智慧食堂菜品自动配送系统
技术领域
本发明涉及智慧食堂菜品自动配送系统，特别涉及一种适用于食堂或餐厅的自动配置菜品和传送菜品的系统，属于餐饮自动化控制系统技术领域。
背景技术
食堂是学校、机关和厂矿企业等为学生或职工提供食物并进行饮食的场所。目前最先进智慧食堂消费管理系统，采用线上订单模式，消费者在线上订单平台就可以选择菜品和结算支付，消费数据汇总服务器，解析后的信息可以指导厨师对菜品的制作，具有信息化程度高、菜品选择便捷、支付安全等优点。但是，在线下提取菜品时，依然是人工模式，即提供订单信息，工作人员根据订单信息依次打菜给消费者。这种“人工打菜，多次取菜”方式，工作效率很低，容易导致排队，极大的限制了智慧食堂消费管理系统的工作能力，影响消费者的消费体验。同时，由于在菜品分配过程中往往涉及多个菜品，分配过程中菜品需要经过多次转移，菜品的精确定位和分配，餐盘的餐具的准确转移和精确定位也是一直以来难以解决的问题。
发明内容
为突破上述技术瓶颈，提高智慧食堂消费系统的工作效率，以自动模式代替人工模式，提高菜品分配过程中的定位和转移精度，本发明提供了智慧食堂菜品自动配送系统，所采取的技术方案如下：
智慧食堂菜品自动配送系统，该系统包括控制装置，餐盘递送装置1，传菜装置2，配菜通道3，配菜装置4，餐盘提取装置5，餐盘提取通道6，取菜窗口7以及取号器8；
所述餐盘递送装置1包括通过环形运动实现餐盘位置转移的餐盘传送机构12；
所述配菜通道3的一端与餐盘传送机构12相邻承接餐盘，另一端与餐盘提取通道6连接；
多个传菜装置2的传菜通道垂直于配菜通道3，均匀分布在配菜通道3的两侧；
所述配菜装置4设有构造于配菜通道3和传菜通道2上方的配菜电磁吸盘30，配菜电磁吸盘30通过水平和竖直位移推杆器实现吸取菜品的水平和竖直位移；
所述的配菜通道3至少有一条，配菜通道位于配菜装置4的下方；
所述取菜窗口7通过餐盘提取通道6与多个配菜通道3连接；
所述控制装置包括总控制平台9，网络通信装置和控制站；总控制器平台9通过网络通信装置构建的通信网络与餐盘递送装置1、传菜装置2、配菜通道3、配菜装置4、取菜窗口7、取号器8、餐盘提取通道6及餐盘提取装置5上的控制站信号连接，以实现各装置协同控制。
所述信号连接，可以使通过WIFI等无线网络信号进行连接，也可以是通过电线、光纤等有线信号连接。
各个控制站与电机、传感器、显示器等现场执行机构连接，以执行由总控制平台9下发的控制指令。
优选地，所述餐盘递送装置1包括在垂直方向上环形运动的餐盘传送机构12以及位于餐盘传送机构两端的护板14；餐盘传送机构12包括电机，与电机连接的餐盘递送电机控制器和环形传送带，沿环形传送带宽度方向垂直安装于环形传动带外表面的餐盘托板，以及餐盘托板旋转至水平位置处安装的红外位置传感器。餐盘递送装置1的控制站可安装在护板14外侧，与电机控制器和红外位置传感器连接，以控制餐盘传送机构12上环形传送带的转动，并收集餐盘的位置信息。
优选地，所述配菜装置4包括电磁吸盘15、水平电动推杆I19、垂直电动推杆I16、滑块18、导轨和支架20。电磁吸盘15安装在垂直电动推杆I16的动杆末端，垂直电动推杆I16的电机端固定在滑块18上，滑块18套在导轨上，滑块18的一端与水平电动推杆I19的动杆相连，水平电动推杆I19的电机端固定在支架20上，导轨的两端分别与两个支架20连接，导轨的取菜位置内嵌安装电阻应变式压力传感器17。滑块18上设有提取菜品位置传感器21，在导轨上设有与提取菜品位置传感器21对应的配置菜品位置传感器22。其中，提取菜品位置传感器21和配置菜品位置传感器22可以分别为红外位置传感器的红外线发射管和红外线接收管。配菜装置4的控制站可固定安装在支架的外侧，与各推杆的电机和各个传感器连接，以实现推杆的运动，并收集相关位置信息。
优选地，所述配菜通道3内设有沿配菜通道长度方向设置的餐盘精确停位机构；所述餐盘精确停位机构包括档板电机23、挡板支架24和挡板25，挡板25安装在挡板支架24之间，挡板电机23与挡板支架24连接并通过挡板支架24带动挡板动作。餐盘精确停位机构安装在配菜通道左侧，挡板长度为餐盘宽度的2/5～3/5；餐盘采用2×3布局，餐盘精确停位机构采用三层挡板模式，即一个机构，三块挡板。
优选地，餐盘提取装置5包括带云台电机的托盘29、水平电动推杆II32、电磁吸板30、垂直电动推杆II26、小车28；带云台电机的托盘29水平设置，水平电动推杆II32的电机端与带云台电机的托盘固定连接，水平电动推杆II32的动杆末端安装有电磁吸板30，电磁吸板30可在动杆的带动下在带云台电机的托盘29内沿托盘29的长度方向运动，将餐盘吸附到带云台电机的托盘29内；安转于带云台电机的托盘29下方的小车28的下部与垂直电动推杆II26的电机端固定连接，垂直电动推杆II26的动杆末端与托盘的云台电机连接。其中，带云台电机的托盘29的宽度、高度、长度略大于餐盘的宽度、高度、长度以便于承载餐盘。电磁吸板30的长度与餐盘宽度一致或稍小，宽度略小于餐盘的高度。云台机构，一端固定在推杆，一端连接托盘底部；小车的前部安装红外避障传感器27，小车的后部安装微型电磁阀33；垂直电动推杆外套电线导管34。
优选地，所述餐盘提取通道6为轨道式环形结构，轨道中部有环形孔道，将轨道分为外环轨道36和内环轨道35；餐盘提取通道中心有内环支撑柱，支撑柱上安装有集线环39；轨道与配菜通道和取菜窗口的交汇处，轨道底部安装位置ID芯片38，在内外环轨道内侧开有拦阻孔37；小车28准确停位机构包含位置ID芯片38，小车后部的微型电磁阀33，内外环轨道内侧的拦阻孔37，其中拦阻孔形状略大于微型电磁阀的动杆末端大小。
优选地，所述取菜窗口7包括显示器42、餐盘存储柜40、窗口挡板机构41；取菜窗口7上设有贯穿餐盘存储柜40的取菜口，在取菜口外侧设有显示菜品提取信息的显示器42，取菜口出口设有由安装在餐盘存储柜40的电机驱动的窗口挡板机构41。取菜窗口7采用3×5结构，五个取菜口，一个取菜口有三层餐盘。所述显示器，优选OLED显示器，显示器内可集成数字键盘，以便于使用者进行选取操作。
优选地，控制装置采用以STM32单片机为核心的分布式控制方式，总控制器为采用STM32F407ZGT6型单片机，餐盘递送装置1的控制站、传菜通道2的控制站、配菜通道3的控制站、配菜装置4的控制站、餐盘提取装置5的控制站、取菜窗口7的控制站和取号器8的控制站以STM32F103C8T6型单片机为控制核心，各控制站通过传感器、电机、读卡器、显示器等现场执行机构，执行控制站指令，实现各自控制功能和现场信息的采集。各控制站之间相互协调，互不影响。
优选地，所述网络通信装置，以ESP8266串口WIFI搭建通信局域网，各控制站和总控制平台9根据物理地址分配固定IP号，以固定IP作为设备的身份识别号，操作管理机和控制站、控制站和控制站之间自由通信。
优选地，无线网络的无线通信协议由HEAD、ID、CMD、LEN、DATA、CRC、END组成；HEAD，“协议标示”为每条数据或命令的开始固定为：命令报文头“@START”，应答报文头“@RTART”；ID，“设备号”为目标设备编号，1字节；CMD，“功能标识”为双方通信所要实现的功能,固定为1字节；LEN，“数据长度”为发送的数据的长度，不包括协议的其它字段，1字节；DATA，“数据”为所发送的数据，其格式视数据类型的不同而不同；CRC，“校验”为数据的CRC校验值；END，“结束标志”为每条数据或命令的结束固定为：“END\r”。
同时，本发明还提供了一种含有所述智慧食堂菜品自动配送系统的管理系统，该管理系统包括菜品自动配送系统、线上订餐平台、数据库服务器、后厨管理系统以及餐具回收系统；其中，线上订餐平台进行线上选择和线上结算，并将订单信息发送给数据库服务器；数据库服务器将订单信息汇总分析，并下发给菜品自动配送系统执行配菜工作；同时，订单统计信息下发给后厨管理系统，指导厨师对菜品的制作；餐盘回收系统由传送带餐盘回收平台、半自动餐盘清洗机、一体化消毒剂烘干机组成，餐盘、筷子、餐碗进入后厨管理系统和菜品自动配送系统再次使用。
相对于现有技术，本发明获得的有益效果是：
本发明的智慧食堂菜品自动配送系统，可以根据来自服务器的餐饮人员订单信息，自动执行配菜工作，餐饮人员在取菜窗口一次性提取就行，这大大避免了餐饮人员在选菜时造成的拥堵，同时自动配送装置彻底减掉了人工打菜的时间，餐饮人员取餐时间缩短，系统工作效率更高。
本发明的智慧食堂菜品自动配送系统，包含有取号器装置，该装置可以动态的根据取菜窗口的使用情况以及配菜通道空闲情况，为前来就餐的餐饮人员分配取餐窗口号。通过分配取菜窗口号，可以有效的调节人流，进一步避免人流交叉导致的拥堵。
本发明的智慧食堂菜品自动配送系统，可以根据装置应用场合的餐饮人员流量，采用单边单通道配菜模式，双边单通道模式，双边多通道模式；餐盘存储柜可以改变行列数，调整餐盘存储柜的存储能力。在无需进行结构大调整的情况下，可以方便的调整装置的配菜工作能力，实用性和适用性更强。
本发明的智慧食堂菜品自动配送系统，采用分布式控制方法，实现了分散控制、集中管理，总控制器负责任务的下发和对系统运行状态的监控，各控制站完成各自特定的任务，现场设备执行特定功能。这种模式有效的避免了因某个环节故障而导致整个系统无法工作的问题，分散控制的同时，也分散了控制故障风险。同时集中管理，更有利于管理人员对整个系统的管理，在总控制台即可实现对整个系统运行状态的监视，以及对现场设备的控制。本系统相比于单控制器控制系统，各控制功能更加协调、工作效率更高、系统抗风险能力更强、管理操作更加方便。
本发明的配菜装置和餐盘提取装置采用电动推杆与位置传感器配合的方式，通过控制装置的控制能够精确有效地控制菜品的配制过程和餐盘的提取过程中的位置。
附图说明
图1为本发明一种优选方案中智慧食堂菜品自动配送系统的自动配菜系统方框图。
图2为本发明一种优选方案中智慧食堂菜品自动配送系统的分布式控制结构图。
图3为本发明一种优选方案中智慧食堂菜品自动配送系统的系统工作流程图。
图4为本发明一种优选方案中菜品自动配送装置的结构示意图。
图5为本发明一种优选方案中餐盘递送装置的结构示意图。
图6为本发明一种优选方案中配菜装置的结构示意图。
图7为本发明一种优选方案中餐盘的区域划分示意图。
图8为本发明一种优选方案中配菜通道餐盘精确停位机构示意图。
图9为本发明一种优选方案中餐盘提取装置的结构示意图。
图10为本发明一种优选方案中餐盘提取通道的结构示意图。
图11为本发明一种优选方案中取菜窗口的结构示意图。
图12为本发明一种优选方案中配菜装置的工作流程图。
图13为本发明一种优选方案中餐盘提取通道的工作流程图。
图14为包含本发明的智慧食堂消费管理系统服务器客户端软件界面图。
其中，1，餐盘递送装置；2，传菜装置；3，配菜通道；4，配菜装置；5，餐盘提取装置；6，餐盘提取通道；7，取菜窗口；8，取号器；9，总控制器平台；10，传送带电机拖动机构；11，餐盘水平位置传感器；12，餐盘传送机构；13，餐盘；14，护板；15，电磁吸盘；16，垂直电动推杆I；17，应变式压力传感器；18，滑块；19，水平电动推杆I；20、支架；21，提取菜品位置传感器；22，配置菜品位置传感器；23，挡板电机；24，挡板支架；25，挡板；26，垂直电动推杆II；27，红外避障传感器；28，小车；29，带云台电机的托盘；30，电磁吸板；31，餐盘移入位置传感器；32，水平电动推杆II；33，微型电磁阀；34，电线导管；35，外环轨道；36，内环轨道；37，拦阻孔；38，位置ID芯片；39，集线环；40，餐盘存储柜；41，窗口挡板机构；42，数字键盘及显示器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明做进一步详细说明，但本发明不受以下详细说明的限制。
具体实施方式一
本具体实施方式提供了一种优选地的智慧食堂菜品自动配送系统，本系统的管理方法如图1～3所示。图1为智慧食堂菜品自动配送系统的自动配菜系统方框图。图2为智慧食堂菜品自动配送系统的分布式控制结构图。图3为智慧慧食堂菜品自动配送系统的系统工作流程图图。
智慧食堂菜品自动配菜系统方框图如图1所示，总控制器存储来自服务器处理后的订单信息，处理来自取号器的消费者信息，并且协调、监控餐盘递送装置、配菜通道、传菜通道、取菜装置的运行。取号器根据订单结算信息，为消费者分配取菜窗口号。餐盘递送装置在接收到配菜指令后，自动将餐盘放入配菜通道。传菜通道放置厨师制做完成的菜品。配菜通道根据订单信息，将菜品配入餐盘。餐盘提取装置和餐盘提取通道将配置完的餐盘移入餐盘存储柜。取菜窗口存储配置完成的菜品，并且消费者可以根据身份信息一次性提取菜品。
智慧食堂菜品自动配菜系统分布式控制结构图如图2所示，管理计算机即总服务器，处理来自线上的订单信息，下发处理后的订单信息，存储管理消费数据。操作管理机即总控制器，以大容量、多接口的STM32F407ZGT6为控制器核心，实现对系统运行的监控，协调各控制站的运行。餐盘递送控制站、传菜通道控制站、配菜通道控制站、取菜装置控制站、取号装置控制站，以高性能、低功耗的STM32F103C8T6为控制器核心，实现各自的控制功能，各控制站可以相互协调，又互不影响，实现分散控制模式。传感器、电机、读卡器、显示器等现场执行机构，执行控制站的指令，完成现场信息采集。通信网络以安信可ESP8266串口WIFI组建通信局域网，实现操作管理机和控制站，控制站和控制站之间的通信。
智慧食堂菜品自动配菜系统工作流程如图3所示，消费者在线上提交订单后，订单信息经过服务器解析后，下发给总控制器。当消费者前来就餐时，从取号器获取取餐窗口号，取号器分配窗口号后，将相关信息发给总控制器，总控制器处理数据后，对餐盘递送装置、配菜通道、机械抓手装置下发配菜信息。餐盘递送装置收到信息后递送餐盘，配菜通道对餐盘写入身份信息，并且控制餐盘的运行，机械抓手装置提取相应菜品放入餐盘中。配菜完成后，餐盘提取装置将餐盘放入橱柜中。消费者在取菜窗口输入身份信息，取走菜品。这种工作方式能够通过信息的收集、分配、获取和反馈等过程，结合线上线下模式，从而有效地控制打菜窗口处的人员拥堵。
本具体实施方式所提供的优选智慧食堂菜品自动配送系统的结构如图4～11所示。其中，图4为菜品自动配送装置的结构示意图。图5为餐盘递送装置的结构示意图。图6为配菜装置的结构示意图。图7为餐盘的区域划分示意图。图8为配菜通道餐盘精确停位机构示意图。图9为餐盘提取装置的结构示意图。图10为餐盘提取通道的结构示意图。图11为取菜窗口的结构示意图。
从图4可知，该智慧食堂菜品自动配送系统是由总控制平台9，餐盘递送装置1，传菜装置2，配菜通道3，配菜装置4，餐盘提取装置5，餐盘提取通道6，取菜窗口7以及取号器8组成。其中，餐盘递送装置1的后端与配菜通道3的前端接近，传菜装置2对称地分布在配菜通道3的两侧。配菜通道3的后端与餐盘提取通道6连接，餐盘提取通道6的另一侧与取菜窗口7连接。其中，餐盘递送装置1，配菜通道3以及餐盘提取通道6是依次连接的。配菜装置4横跨配菜通道3，两端分别与传菜通道2连接。此外，取号器8可独立设在在取菜窗口7，通过信号与总控制平台9连接，以便于将使用者的用餐需求信息传送给总控制平台9。
从图5可知，餐盘递送装置1是由支架，餐盘传送机构12以及护板14组成。餐盘传送机构12包括电机，餐盘递送电机控制器，环形传动带以及餐盘护板。餐盘传送机构12包括电机，与电机连接的餐盘递送电机控制器和环形传送带，沿环形传送带宽度方向垂直安装于环形传动带外表面的餐盘托板，以及餐盘托板旋转至水平位置处安装的红外位置传感器。餐盘递送装置1的控制站可安装在护板14外侧，与电机控制器和红外位置传感器连接，以控制餐盘传送机构12上环形传送带的转动，并收集餐盘的位置信息。餐盘递送装置工作过程：开始营业前，餐盘预先安置在餐盘递送装置中。餐盘递送装置等待来自总控制器的递送指令。餐盘递送装置收到递送指令后，启动滚筒电机，餐盘在传送带带动下旋转。电机停止控制采用双保险模式，保险一：位置传感器检测控制，当位置传感器检测到餐盘运动到水平位置，电机制动控制。保险二：时限控制，电机运行达到时间上限后，电机制动控制。餐盘递送装置硬件选型：电磁继电器模块选用5V供电的松乐继电器；正反转固态继电器选用康泰集团的PQSSR-3ZFN型号的三相交流继电器，其具有体积小，无触点，无火花抗干扰，采用5-32V宽电压为控制电压，方便单片机控制。本装置相比与现有的餐盘递送机构，具有结构简单、控制精确、使用方便等特点。
从图6可知，配菜装置4包括直流电磁吸盘15、水平电动推杆I 19、垂直电动推杆I16、滑块18、导轨和支架20。电磁吸盘15安装在垂直电动推杆I16的动杆末端，垂直电动推杆I16的电机端固定在滑块18上，滑块18套在导轨上，滑块18的一端与水平电动推杆I19的动杆相连，水平电动推杆I19的电机端固定在支架20上，导轨的两端分别与两个支架20连接，导轨的取菜位置内嵌安装电阻应变式压力传感器17。滑块18上设有提取菜品位置传感器21，在导轨上设有与提取菜品位置传感器21对应的配置菜品位置传感器22。其中，提取菜品位置传感器21和配置菜品位置传感器22可以分别为红外位置传感器的红外线发射管和红外线接收管。配菜装置4的控制站可固定安装在支架的外侧，与各推杆的电机和各个传感器连接，以实现推杆的运动，并收集相关位置信息。
配菜装置工作流程图如图12所示：配菜装置处于待命状态，判断是否接收到配菜请求，当接收到配菜请求，水平电动推杆回缩动作移动吸盘到提取位置处，到达后垂直电动推杆推出，直到到达餐碗边沿，吸盘通电吸住菜碗，压力传感器检测到压力有较大变化，即吸以及吸住菜碗，此时垂直电动推杆回缩和水平电动推杆推出，待配菜位置的传感器检测待吸盘到达，水平电动推杆停止动作，垂直电动推杆推出，当压力传感器检测到压力有较大减小，即菜碗到达餐盘，垂直电动推杆停止动作，同时电磁继电器断电释放，垂直电动推杆回缩，水平电动推杆回缩，执行下一个配菜请求。配菜装置硬件选型：电动推杆选用直流电机伸缩杆，12V供电，行程最大可达500mm；电动推杆的直流电机驱动模块选用L298N电机驱动板，它能够驱动5V-35V的直流电机；配菜机械臂的吸盘选用直流电吸盘电磁铁，ELE-P100/40最大吸力达到12KG，其供电为24V；配菜机械臂的重力传感器选用电阻应变式压力传感器，其最大检测重力达到40KG。本装置通过控制电动推杆的伸缩运动来实现对滑块-吸盘-菜碗位移运动的控制，通过电磁吸盘实现抓取工作，并且具备重力检测和位置检测功能，彻底省略了人工配菜操作，大大提高了工作效率。同时，相比与采用机械臂抓取的方式，具备结构简单、技术成熟、控制方便、安全可靠、成本低等优点。
从图7、8可知，配菜通道3内设有沿配菜通道长度方向设置的餐盘精确停位机构；所述餐盘精确停位机构包括档板电机23、挡板支架24和挡板25，挡板安装在挡板支架之间，挡板电机通过挡板支架带动挡板动作；餐盘精确停位机构安装在配菜通道左侧，挡板长度为餐盘宽度的2/5～3/5；餐盘采用2×3布局，餐盘精确停位机构采用三层挡板模式。具体而言，配菜通道包括两个平行竖直设置的护板，在护板之间设有传动带，在左侧或右侧护板上沿配菜通道3的长度方向安装餐盘精确停位机构，以对餐盘的位置进行精确控制。配菜通道3工作过程：当餐盘放入配菜通道时，配菜通道通过RFID读写器将身份信息写入餐盘IC芯片。配菜装置处的位置传感器和餐盘精确停位机构检测餐盘是否到达需要配菜的位置，控制配菜通道的运行，实现餐盘的精确停位。餐盘精确停位机构包括档板、挡板电机、支撑台。餐盘内菜品按照3×2布局，所以餐盘相对配菜装置有三个位置，对应餐盘的第1、2、3行位置。餐盘精确停位机构采用三层挡板模式，实现在三行位置处停车。
从图9、10可知，餐盘提取装置包括带云台电机的托盘29、水平电动推杆II32、电磁吸板30、垂直电动推杆II26、小车28；带云台电机的托盘29水平设置，水平电动推杆II32的电机端与托盘固定连接，水平电动推杆II32的动杆末端安装有电磁吸板30，电磁吸板30可在动杆的带动下在带云台电机的托盘29内沿带云台电机的托盘29的长度方向运动，将餐盘吸附到带云台电机的托盘29内；安转于带云台电机的托盘29下方的下车28的下部与垂直电动推杆II26的电机端固定连接，垂直电动推杆II26的动杆末端与托盘的云台电机连接。其中，带云台电机的托盘29的宽度、高度、长度略大于餐盘的宽度、高度、长度以便于承载餐盘。电磁吸板30的长度与餐盘宽度一致或稍小，宽度略小于餐盘的高度。云台机构，一端固定在推杆，一端连接托盘底部；小车的前部安装红外避障传感器27，小车的后部安装微型电磁阀33；垂直电动推杆外套电线导管34。
餐盘提取装置工作流程图如图13所示：餐盘提取装置等待提取餐盘请求，接收到请求后，小车运动，当RFID读写器检测到目的地ID位置芯片时，小车制动，同时微型电磁阀释放，实现拦阻停位。小车到位后，向配菜通道发出就位信息，同时电磁吸板30通电推出，位置传感器检测餐盘是否移入托盘，电磁吸板30吸住餐盘，电磁吸板30回缩，餐盘被移入托盘。微型电磁阀通电收起拦阻，小车启动运行。小车运行到换向点，云台电机动作，调换方向。小车运动，当RFID读写器检测到目的地ID位置芯片时，小车制动，同时微型电磁阀释放，实现拦阻停位。垂直电动推杆推出，托盘上升，到达指定存储口，电磁吸板30推出，将餐盘移入餐盘存储柜。电磁吸板30放电，回缩。微型电磁阀通电收起拦阻，小车启动运行。到达预备点，小车调换方向，同时集线环收紧电线。餐盘提取装置硬件选型：云台电机选用25GA370R减速电机，其额定转速为3.75r/min，额定扭矩3.75kg.cm，12V供电；餐盘提取装置的推排内置直流电吸板电磁铁，ELE-P30/25最大吸力达到12KG，其供电为24V；运载机构采用智能小车地盘，车轮电机选用ZGB37RG12-30，24V供电，额定扭矩10kg.com；供电线柱内置电机选用ZGB37RG6-15，12V供电，额定扭矩5kg.com；微型电磁阀选用DS-0420，电磁铁微型电磁阀，弹簧复位，5V供电；红外避障模块，采用距离可调的，探测距离2～30cm，供电电压3.3～5V。
从图11可知，取菜窗口7包括显示器、餐盘存储柜、数显键盘、窗口挡板机构；餐盘存储柜采用3×5结构；窗口挡板包含挡板、挡板动作电机。取菜窗口完成餐盘的暂存和消费者提取功能。餐盘存储柜存储餐盘，其高度略高于配置完菜品的餐盘高度；在取菜口，安装数字键盘，用来输入提取编号；数字键盘上方安装12864显示器，用来显示状态信息；取菜口安装有挡板，在输入正确的提取编号后，挡板自动打开，消费者即可提取餐盘；餐盘柜采用3×5结构，五个取菜口，一个取菜口有三层餐盘。取菜窗口装置工作过程：当餐盘提取装置将餐盘放入橱柜后，发送餐盘就位信息给取菜窗口装置。取菜窗口装置更新当前橱柜使用情况，以及记录该菜品位置信息和身份信息。当消费者在该位置输入正确的身份信息后，取菜口挡板打开，消费者取走菜品。定时一段时间后，挡板关闭。同时，取菜窗口装置更新当前橱柜使用情况，并且将该信息发给取号器装置。
具体实施方式二
本实施方式提供了一种包含具体实施方式一的用于食堂的智慧食堂消费管理系统，该系统除了含有菜品自动配送系统以外，还包括线上订餐装置、数据库服务器、后厨管理系统以及餐具回收系统。
其中，线上订餐平台进行线上选择和线上结算，并将订单信息发送给数据库服务器，数据库服务器客户端软件如图14所示；数据库服务器将订单信息汇总分析，并下发给菜品自动配送系统执行配菜工作；同时，订单统计信息下发给后厨管理系统，指导厨师对菜品的制作；餐盘回收系统由传送带餐盘回收平台、半自动餐盘清洗机、一体化消毒剂烘干机组成，餐盘、筷子、餐碗进入后厨管理系统和菜品自动配送系统再次使用。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，包括控制装置，餐盘递送装置(1)，传菜装置(2)，配菜通道(3)，配菜装置(4)，餐盘提取装置(5)，餐盘提取通道(6)，取菜窗口(7)以及取号器(8)；
所述餐盘递送装置(1)包括通过环形运动实现餐盘位置转移的餐盘传送机构(12)；
所述配菜通道(3)的一端与餐盘传送机构(12)相邻承接餐盘，另一端与餐盘提取通道(6)连接；
多个传菜装置(2)的传菜通道垂直于配菜通道(3)，均匀分布在配菜通道(3)的两侧；
所述配菜装置(4)设有构造于配菜通道(3)和传菜通道(2)上方的配菜电磁吸盘(30)，配菜电磁吸盘(30)通过水平和竖直位移推杆器实现吸取菜品的水平和竖直位移；
所述的配菜通道(3)至少有一条，配菜通道位于配菜装置(4)的下方；
所述取菜窗口(7)通过餐盘提取通道(6)与多个配菜通道(3)连接；
所述控制装置包括总控制平台(9)，网络通信装置和控制站；总控制器平台(9)通过网络通信装置构建的通信网络与餐盘递送装置(1)、传菜装置(2)、配菜通道(3)、配菜装置(4)、取菜窗口(7)、取号器(8)、餐盘提取通道(6)及餐盘提取装置(5)上的控制站信号连接，以实现各装置协同控制。
2.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述餐盘递送装置(1)包括在垂直方向上环形运动的餐盘传送机构(12)以及位于餐盘传送机构两端的护板(14)；餐盘传送机构(12)包括电机，与电机连接的餐盘递送电机控制器和环形传送带，沿环形传送带宽度方向垂直安装于环形传动带外表面的餐盘托板，以及餐盘托板旋转至水平位置处安装的红外位置传感器。
3.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述配菜装置(4)包括电磁吸盘(15)、水平电动推杆I(19)、垂直电动推杆I(16)、滑块(18)、导轨和支架(20)；电磁吸盘(15)安装在垂直电动推杆I(16)的动杆末端，垂直电动推杆I(16)的电机端固定在滑块(18)上，滑块(18)套在导轨上，滑块(18)的一端与水平电动推杆I(19)的动杆相连，水平电动推杆I(19)的电机端固定在支架(20)上，导轨的两端分别与两个支架(20)连接，导轨的取菜位置内嵌安装电阻应变式压力传感器(17)，滑块(18)上设有提取菜品位置传感器(21)，在导轨上设有与提取菜品位置传感器(21)对应的配置菜品位置传感器(22)。
4.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述配菜通道(3)内设有沿配菜通道长度方向设置的餐盘精确停位机构；所述餐盘精确停位机构包括档板电机(23)、挡板支架(24)和挡板(25)，挡板(25)安装在挡板支架(24)之间，挡板电机(23)与挡板支架(24)连接并通过挡板支架(24)带动挡板动作。
5.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，餐盘提取装置(5)包括带云台电机的托盘(29)、水平电动推杆II(32)、电磁吸板(30)、垂直电动推杆II(26)、小车(28)；带云台电机的托盘(29)水平设置，水平电动推杆II(32)的电机端与托盘固定连接，水平电动推杆II(32)的动杆末端安装有电磁吸板(30)，电磁吸板(30)可在动杆的带动下在带云台电机的托盘(29)内沿托盘(29)的长度方向运动，将餐盘吸附到带云台电机的托盘(29)内；安转于带云台电机的托盘(29)下方的小车(28)的下部与垂直电动推杆II(26)的电机端固定连接，垂直电动推杆II(26)的动杆末端与托盘的云台电机连接。
6.根据权利要求5所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述餐盘提取通道(6)为轨道式环形结构，轨道中部有环形孔道，将轨道分为外环轨道(36)和内环轨道(35)；餐盘提取通道中心有内环支撑柱，支撑柱上安装有集线环(39)；轨道与配菜通道和取菜窗口的交汇处，轨道底部安装位置ID芯片(38)，在内外环轨道内侧开有拦阻孔(37)；小车(28)准确停位机构包含位置ID芯片(38)，小车后部的微型电磁阀(33)，内外环轨道内侧的拦阻孔(37)，其中拦阻孔形状略大于微型电磁阀的动杆末端大小。
7.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述取菜窗口(7)包括显示器(42)、餐盘存储柜(40)、窗口挡板机构(41)；取菜窗口(7)上设有贯穿餐盘存储柜(40)的取菜口，在取菜口外侧设有显示菜品提取信息的显示器(42)，取菜口出口设有由安装在餐盘存储柜(40)的电机驱动的窗口挡板机构(41)。
8.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，控制装置采用以STM32单片机为核心的分布式控制方式，总控制器为采用STM32F407ZGT6型单片机，餐盘递送装置(1)的控制站、传菜通道(2)的控制站、配菜通道(3)的控制站、配菜装置(4)的控制站、餐盘提取装置(5)的控制站、取菜窗口(7)的控制站和取号器(8)的控制站以STM32F103C8T6型单片机为控制核心。
9.根据权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统，其特征在于，所述网络通信装置，以ESP8266串口WIFI搭建通信局域网，各控制站和总控制平台(9)根据物理地址分配固定IP号，以固定IP作为设备的身份识别号，操作管理机和控制站、控制站和控制站之间自由通信；无线网络的无线通信协议由HEAD、ID、CMD、LEN、DATA、CRC、END组成；HEAD，“协议标示”为每条数据或命令的开始固定为：命令报文头“@START”，应答报文头“@RTART”；ID，“设备号”为目标设备编号，1字节；CMD，“功能标识”为双方通信所要实现的功能,固定为1字节；LEN，“数据长度”为发送的数据的长度，不包括协议的其它字段，1字节；DATA，“数据”为所发送的数据，其格式视数据类型的不同而不同；CRC，“校验”为数据的CRC校验值；END，“结束标志”为每条数据或命令的结束固定为：“END\r”。
10.一种含有权利要求1所述的智慧食堂菜品自动配送系统的管理系统，其特征在于，包括菜品自动配送系统、线上订餐平台、数据库服务器、后厨管理系统以及餐具回收系统；其中，线上订餐平台进行线上选择和线上结算，并将订单信息发送给数据库服务器；数据库服务器将订单信息汇总分析，并下发给菜品自动配送系统执行配菜工作；同时，订单统计信息下发给后厨管理系统，指导厨师对菜品的制作；餐盘回收系统由传送带餐盘回收平台、半自动餐盘清洗机、一体化消毒剂烘干机组成，餐盘、筷子、餐碗进入后厨管理系统和菜品自动配送系统再次使用。
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