CN109677892A - 一种自动送餐装置 - Google Patents
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Abstract
一种自动送餐装置，包括末端执行器、三自由度圆柱坐标机械手和磁导引轮式移动模块，所述末端执行器包括餐盘仓储架、托盘叉机构和齿轮齿条推板机构，所述三自由度餐盘摆放圆柱坐标机械手包括直线运动的R轴、Z轴和旋转运动的轴，所述磁导引轮式移动模块包括驱动行走单元、导航定位单元和安全防护单元。本发明提供一种稳定在岗工作、不产生人员流动、工作强度大、单次装载的餐盘多、移动平稳性高的自动送餐装置，本自动送餐装置代替传统的传菜员，有效解决了传统传菜员人员流动率高和人工成本高等问题，可以使许多餐厅基本的传菜服务得到稳定的保障。
Description
技术领域
本发明涉及餐饮行业服务装置领域，具体涉及餐饮行业送餐服务装置领域，特别涉及餐饮行业自动化送餐服务装置。
背景技术
在餐饮行业，人工成本占比很高，且在逐年上升，服务员的流动率高；现阶段大部分送餐机器人基本实现服务人员双足的功能，缺少多自由度的机械手，移动平稳性差，造成餐盘抖动食物外溢，能送的食物品类有限，智能程度不高，只能送餐至餐桌旁而无法实现摆盘。
发明内容
为了克服现有送餐方式的人工成本高、服务员流动率高、大部分送餐机器人缺少多自由度的机械手、移动平稳性差、智能程度不高的不足，本发明提供了一种稳定在岗工作、不产生人员流动、工作强度大、单次装载的餐盘多、移动平稳性高的自动送餐装置，本自动送餐装置代替传统的传菜员，有效解决了传统传菜员人员流动率高和人工成本高等问题，可以使许多餐厅基本的传菜服务得到稳定的保障。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种自动送餐装置，包括末端执行器、三自由度圆柱坐标机械手和磁导引轮式移动模块，所述末端执行器包括餐盘仓储架、托盘叉机构和齿轮齿条推板机构，所述三自由度餐盘摆放圆柱坐标机械手包括直线运动的R轴、Z轴和旋转运动的轴，所述磁导引轮式移动模块包括驱动行走单元、导航定位单元和安全防护单元。
进一步，所述末端执行器中，所述餐盘仓储架上分别设置了三个托盘，托盘竖由高到低直均匀分布在餐盘仓储架上，托盘表面固定了一层防滑垫，防止餐盘因机器加减速和震动而发生滑移，每个托盘上放置需要配送的餐盘。
优选的，所述托盘叉机构包括凸台、激光距离传感器、托盘、梯形丝杠、圆柱导轨、光轴支座、托盘叉支架角铝、应变片、直流电机和托盘叉，所述托盘叉呈L型，上部在圆柱导轨上滑动，下部与梯形丝杠相连，直流电机驱动梯形丝杠，外部承载托盘，托盘叉前端焊接有托盘叉支架角铝，左侧凸台贴有应变片，右侧装有向下测距的激光距离传感器，托盘叉机构通过光轴支座和托盘叉支架角铝与机械手连接。
进一步，所述齿轮齿条推板机构包括齿条、齿条凸台、齿条支架、齿轮、齿条推板连接件、推板、法兰型直线轴承、步进电机和推板圆柱导轨，齿轮齿条推板机构用于将餐盘推送至桌上划定出的固定空位，凸台齿轮套在步进电机轴上，齿条侧边装有凸台以实现齿条支架对齿条的定位，齿条与推板通过L型连接件连接，在末端执行器另一侧设置圆柱导轨与推板相连，齿轮齿条推板机构通过齿条、法兰型直线轴承机械手连接。
所述直线运动的R轴包括推板步进电机连接板、R轴滑块、R、Z轴连接角铝、R轴圆柱导轨、直流伺服电机连接板、R轴直流伺服电机、R轴滚珠丝杠、R轴滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母座和末端执行器连接板，R轴滚珠丝杠螺母通过滚珠丝杠螺母座与Z轴滑块连接，丝杠旋转的同时轴向移动，末端执行器中的光轴支座、R、Z轴连接角铝通过末端执行器连接板与R轴连接，步进电机、齿条支架通过推板步进电机连接板与R轴连接；连接板采用四根R轴圆柱导轨、两个R轴滑块通过4个R、Z轴连接角铝与Z轴连接。
所述直线运动的Z轴包括Z轴圆柱导轨、Z轴滚珠丝杠、Z轴滑块、Z轴滚珠丝杠螺母和带制动器的步进电机，Z轴滚珠丝杠螺母与Z轴滑块固连，Z轴滑块与滚珠丝杠螺母座相连；Z轴滚珠丝杠与Z轴圆柱导轨通过底板与轴连接，Z轴滚珠丝杠旋转时Z轴滚珠丝杠螺母进行轴向移动。
所述旋转运动的轴包括轴承座、蜗轮轴圆螺母、蜗杆轴、轴承座垫块、轴直流伺服电机、蜗轮、圆锥滚子轴承外罩和蜗轮轴，蜗轮轴由一对圆锥滚子轴承支承，圆锥滚子轴承外罩与轮式移动底座连接，蜗轮轴上端与Z轴底板连接，蜗轮下端用两个圆螺母防松。
本发明的有益效果主要表现在：稳定在岗工作、不产生人员流动、工作强度大、单次装载的餐盘多、移动平稳性高，能完成平稳准确送餐和合理摆盘的工作。
附图说明
图1是自动送餐装置装配图示意图。
图2是托盘叉机构的示意图。
图3是齿轮齿条推板机构的示意图。
图4是直线运动的R轴示意图。
图5是直线运动的Z轴示意图。
图6是旋转运动的轴示意图。
其中，1为激光距离传感器，2为凸台，3为托盘，4为直流电机，5为圆柱导轨，6为光轴支座，7为托盘叉，8为R轴滑块，9为Z轴滚珠丝杠螺母，10为带制动器的步进电机，11为R、Z轴连接角铝，12为R轴圆柱导轨，13为推板圆柱导轨，14为齿条，15为齿条凸台，16为R轴直流伺服电机，17为直流伺服电机连接板，18为R轴滚珠丝杠，19为末端执行器连接板，20为Z轴滚珠丝杠，21为Z轴圆柱导轨，22为蜗轮轴，23为圆锥滚子轴承外罩,24为蜗轮轴圆螺母，25为轴直流伺服电机，26为托盘叉支架角铝，27为梯形丝杠，28为应变片，29为齿条支架，30为齿轮，31为步进电机，32为齿条推板连接件，33为推板，34为法兰型直线轴承，35为推板步进电机连接板，36为滚珠丝杠螺母座，37为R轴滚珠丝杠螺母，38为Z轴滑块，39为轴承座，40为轴承座垫块，41为蜗杆轴，42为蜗轮。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明
参照图1～图6，一种自动送餐装置，包括末端执行器、三自由度圆柱坐标机械手和磁导引轮式移动模块，所述末端执行器包括餐盘仓储架、托盘叉机构和齿轮齿条推板机构，所述三自由度餐盘摆放圆柱坐标机械手包括直线运动的R轴、Z轴和旋转运动的轴，所述磁导引轮式移动模块包括驱动行走单元、导航定位单元和安全防护单元。本自动送餐装置代替传统的传菜员，有效解决了传统传菜员人员流动率高和人工成本高等问题，可以使许多餐厅基本的传菜服务得到稳定的保障。
所述餐盘仓储架上分别设置了三个托盘3，托盘3竖直由高到低直均匀分布在餐盘仓储架上，托盘3表面固定了一层防滑垫，防止餐盘因机器加减速和震动而发生滑移，每个托盘3上放置需要配送的餐盘。
所述托盘叉机构包括凸台2、激光距离传感器1、托盘3、梯形丝杠27、圆柱导轨、光轴支座6、托盘叉支架角铝26、应变片28、直流电机4和托盘叉7；所述托盘叉7呈L型，上部在圆柱导轨5上滑动，下部与梯形丝杠27相连，直流电机4驱动梯形丝杠27，外部承载托盘3。托盘叉7前端焊接有托盘叉支架角铝26，左侧凸台2贴有应变片28，右侧装有向下测距的激光距离传感器1。托盘叉机构通过光轴支座6和托盘叉支架角铝26与机械手连接。
所述齿轮齿条推板机构包括齿条14、齿条凸台15、齿条支架29、齿轮30、齿条推板连接件32、推板33、法兰型直线轴承34、步进电机31、推板圆柱导轨13；齿轮齿条推板机构用于将餐盘推送至桌上划定出的固定空位。凸台齿轮套在步进电机轴上，齿条14侧边装有凸台2以实现齿条支架29对齿条14的定位，齿条14与推板33通过L型连接件连接。在末端执行器另一侧设置圆柱导轨5与推板33相连。齿轮齿条推板机构通过齿条29、法兰型直线轴承34机械手连接。
所述直线运动的R轴包括推板步进电机连接板35、R轴滑块8、R、Z轴连接角铝11、R轴圆柱导轨12、直流伺服电机连接板17、R轴直流伺服电机16、R轴滚珠丝杠18、R轴滚珠丝杠螺母37、滚珠丝杠螺母座36、末端执行器连接板19；R轴滚珠丝杠螺母37通过滚珠丝杠螺母座36与Z轴滑块38连接，丝杠旋转的同时轴向移动。末端执行器中的光轴支座6、R、Z轴连接角铝11通过末端执行器连接板19与R轴连接，步进电机31、齿条支架29通过推板步进电机连接板35与R轴连接。连接板采用四根R轴圆柱导轨12、两个R轴滑块8通过4个R、Z轴连接角铝11与Z轴连接。
所述直线运动的Z轴包括Z轴圆柱导轨21、Z轴滚珠丝杠20、Z轴滑块38、Z轴滚珠丝杠螺母9、带制动器的步进电机10；Z轴滚珠丝杠螺母9与Z轴滑块38固连，Z轴滑块38与滚珠丝杠螺母座36相连。Z轴滚珠丝杠20与Z轴圆柱导轨21通过底板与轴连接，Z轴滚珠丝杠旋转时Z轴滚珠丝杠螺母9进行轴向移动。
所述旋转运动的轴包括轴承座39、蜗轮轴圆螺母24、蜗杆轴41、轴承座垫块40、轴直流伺服电机25、蜗轮42、圆锥滚子轴承外罩23、蜗轮轴22；蜗轮轴22由一对圆锥滚子轴承支承，圆锥滚子轴承外罩23与轮式移动底座连接。蜗轮轴22上端与Z轴底板连接，蜗轮42下端用两个圆螺母防松。
本发明运动过程如下：四轮分布移动底座根据设定路线到达指定餐桌位置，餐盘放在仓储架的托盘3上，在餐桌上划定出固定空位以摆放新增餐盘，根据摆盘的功能需求，末端执行器采用托盘叉7移动装有餐盘的托盘，梯形丝杠27实现托盘叉的张合，依靠距离传感器1判断末端执行器到达餐桌，齿轮齿条推板机构将餐盘推送至餐桌上的固定空位。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (7)
1.一种自动送餐装置，其特征在于，所述装置包括末端执行器、三自由度圆柱坐标机械手和磁导引轮式移动模块，所述末端执行器包括餐盘仓储架、托盘叉机构和齿轮齿条推板机构，所述三自由度餐盘摆放圆柱坐标机械手包括直线运动的R轴、Z轴和旋转运动的轴，所述磁导引轮式移动模块包括驱动行走单元、导航定位单元和安全防护单元。
2.如权利要求1所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述末端执行器中，所述餐盘仓储架上分别设置了三个托盘，托盘竖由高到低直均匀分布在餐盘仓储架上，托盘表面固定了一层防滑垫，防止餐盘因机器加减速和震动而发生滑移，每个托盘上放置需要配送的餐盘。
3.如权利要求1或2所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述托盘叉机构包括凸台、激光距离传感器、托盘、梯形丝杠、圆柱导轨、光轴支座、托盘叉支架角铝、应变片、直流电机和托盘叉，所述托盘叉呈L型，上部在圆柱导轨上滑动，下部与梯形丝杠相连，直流电机驱动梯形丝杠，外部承载托盘，托盘叉前端焊接有托盘叉支架角铝，左侧凸台贴有应变片，右侧装有向下测距的激光距离传感器，托盘叉机构通过光轴支座和托盘叉支架角铝与机械手连接。
4.如权利要求1或2所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述齿轮齿条推板机构包括齿条、齿条凸台、齿条支架、齿轮、齿条推板连接件、推板、法兰型直线轴承、步进电机和推板圆柱导轨，齿轮齿条推板机构用于将餐盘推送至桌上划定出的固定空位，凸台齿轮套在步进电机轴上，齿条侧边装有凸台以实现齿条支架对齿条的定位，齿条与推板通过L型连接件连接，在末端执行器另一侧设置圆柱导轨与推板相连，齿轮齿条推板机构通过齿条、法兰型直线轴承机械手连接。
5.如权利要求1或2所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述直线运动的R轴包括推板步进电机连接板、R轴滑块、R、Z轴连接角铝、R轴圆柱导轨、直流伺服电机连接板、R轴直流伺服电机、R轴滚珠丝杠、R轴滚珠丝杠螺母、滚珠丝杠螺母座和末端执行器连接板，R轴滚珠丝杠螺母通过滚珠丝杠螺母座与Z轴滑块连接，丝杠旋转的同时轴向移动，末端执行器中的光轴支座、R、Z轴连接角铝通过末端执行器连接板与R轴连接，步进电机、齿条支架通过推板步进电机连接板与R轴连接；连接板采用四根R轴圆柱导轨、两个R轴滑块通过4个R、Z轴连接角铝与Z轴连接。
6.如权利要求1或2所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述直线运动的Z轴包括Z轴圆柱导轨、Z轴滚珠丝杠、Z轴滑块、Z轴滚珠丝杠螺母和带制动器的步进电机，Z轴滚珠丝杠螺母与Z轴滑块固连，Z轴滑块与滚珠丝杠螺母座相连；Z轴滚珠丝杠与Z轴圆柱导轨通过底板与轴连接，Z轴滚珠丝杠旋转时Z轴滚珠丝杠螺母进行轴向移动。
7.如权利要求1或2所述的一种自动送餐装置，其特征在于，所述旋转运动的轴包括轴承座、蜗轮轴圆螺母、蜗杆轴、轴承座垫块、轴直流伺服电机、蜗轮、圆锥滚子轴承外罩和蜗轮轴，蜗轮轴由一对圆锥滚子轴承支承，圆锥滚子轴承外罩与轮式移动底座连接，蜗轮轴上端与Z轴底板连接，蜗轮下端用两个圆螺母防松。
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