CN109693242A - 多功能餐厅机器人 - Google Patents

Abstract

本发明为多功能餐厅机器人，属于机器人技术领域，用于餐厅、咖啡厅、茶座、酒楼替代服务员送餐、点餐、迎宾及回收餐具，稍加改变亦可用于工厂车间及物流公司分选送物等。可降低服务人员劳动强度，解决劳动力成本上升的问题。该机器人采用了头部、胸部、腹部、脚部即底盘四大块组合结构，这四大块采用螺钉连接，可拆卸，便于零部件标准化，有利于批量生产，提高劳动生产率，降低成本；充分利用了机器人的内部空间，达到了“多送、多收”的目的。特别是在机器人的后轮上装有光阑片，用于角度即距离的数字化测量；采用距离参数数字化闭环反馈控制模式来控制机器人的行进轨迹和行进速度，相对模拟式反馈可较大幅度地提高控制精度。

Description

多功能餐厅机器人

技术领域

本发明为多功能餐厅机器人，属于机器人技术领域，特别涉及到多功能智能送餐机器人。用于餐厅、咖啡厅、茶座、酒楼替代服务员送餐、点餐、迎宾及回收餐具，稍加改变亦可用于工厂车间及物流公司分选送物等。可降低服务人员劳动强度，解决劳动力成本上升的问题。

背景技术

目前国内已有很少量的餐厅、酒楼、咖啡厅、茶座、采用送餐机器人替代服务员当跑堂，为顾客点菜和送餐。其主要缺点或不足是：实用性不够强，不能完全地，真正地取代一个服务生。一般送餐机器人或是只能送一份餐食、不具有回收餐具的容器；或是功能单一，如送餐的不能用于迎宾等。再则这些送餐机器人价格高，不易普及，维护不便。市场迫切需要餐厅机器人降低成本，降低售价；也需要餐厅机器人功能更多一些，用途更广一些。

本发明设计的多功能餐厅机器人迎合市场需要，分析了现有送餐机器人的缺陷和不足，从产品的设计源头克服了现有送餐机器人的缺点，是一个新颖的设计思路和方案，并较大幅度降低了成本。

本发明设计的多功能餐厅机器人，设计指标以“实用性，工艺性，维护性”为前提，以产品设计为基础，实用性为主导，力求做到“多送、多收、好用”。期望真正能在现场及餐厅使用，真正替代人工。即可降低餐厅服务人员劳动强度，又可解决劳动力成本上升的问题。

本发明稍加改变，亦可做AGV(自动导引运输车)小车，用于工厂车间及物流公司分选送物等。

本发明在结构性，工艺性，实用性，维护性四个方面具有创新，使得其大批量生产，大批量投入使用成为可能。

发明内容

本发明设计的多功能餐厅机器人，力求做到“多送、多收、多用”。

一般机器人只送一份餐食；用机械手托住餐盘，餐盘上的餐食时有跌落之虞，或者送餐机器人再推一个小餐车，虽然可送多份餐食，但却多占空间，行动不便；本发明餐厅机器人利用胸部四个抽屉可同时送上四份餐食，再加机械手托一份可达五份，达到了“多送”目的，提高了效率。

一般机器人只送不收或少收餐具；或者送餐机器人再推一个小餐车，回收餐具，亦多占空间，行动不便；本发明餐厅机器人利用腹部腿部的内部空间，做成一个回收柜，顺便回收用过的餐具，达到了“多收”目的，其实用性更强，更节省人力、时间。

一般机器人点餐或迎宾都是分开的，本发明设计的多功能的餐厅机器人已合并其功能，达到了“多用”目的；此外还能自动识别客人入座的餐桌等等。该多功能餐厅机器人已制成多台样机，实践证明达到了“多送、多收、多用”的目的，已处于准备量产阶段。

一般机器人大多是整体式造型和机械结构，本发明设计成“多段分体式结构”，本案设计为四段式结构，方便加工和组合。改变底盘以上的结构就能方便的适用多种需求和使用场合。

附图说明

图1是本发明多功能餐厅机器人的主视图即正面视图。

图2是本发明多功能餐厅机器人的右视图。

图3是本发明多功能餐厅机器人的左视图。

图4是本发明多功能餐厅机器人的俯视图。

图5是本发明多功能餐厅机器人的后视图。

图中各序号表示的含义为：

(1)顶灯 (22)蓄电池

(2)头部壳体 (23)电机组合

(3)眼睛 (24)电机控制箱

(4)耳朵 (25)前轮支架

(5)转向灯 (26)后轮轴

(6)嘴巴 (27)涨紧轮

(7)肩膀 (28)控制电路箱

(8)物件指示灯 (29)皮带

(9)胳膊 (30)后测距传感器

(10)胸腔 (31)回收柜后门拉手

(11)抽屉拉手 (32)胸部外壳

(12)腹部壳体 (33)平板电脑

(13)前测距传感器 (34)接收头

(14)底盘罩 (35)脖子

(15)磁感应器 (36)回收柜后门

(16)前轮 (37)小腿

(17)抽屉 (38)主同步轮

(18)小臂 (39)后轮

(19)按钮 (40)三色指示灯

(20)操作面板 (41)面板显示器

(21)回收框 (42)线管

具体实施方式

下面结合实施例来解释附图和说明本发明的特征。

图1是本发明多功能餐厅机器人的主视图即正面视图，图2是本发明多功能餐厅机器人的右视图，图3是本发明多功能餐厅机器人的左视图，图4是本发明多功能餐厅机器人的俯视图，图5是本发明多功能餐厅机器人的后视图。

该多功能餐厅机器人(以下简称为机器人)整体分为：头部，胸部，腹部，脚部四大块，这四大块采用螺钉连接，可拆卸。

机器人的功能分为两大块，脚部是运动部分，就是底盘小车。上面是承载部分，就像车厢。若做成人体端盘子形状亦可。

1)，机器人的头部为控制中心，也是人机交流区。机器人的头部包含有头部壳体(2)，头顶设有顶灯(1)，还有眼睛(3)，耳朵(4)，嘴巴(6)，遥控器的接收头(34)。其中顶灯(1)内装了LED三色指示灯(40)，可显示红、绿、黄三种颜色，分别指示运行，暂停，停止三个状态，由控制器点亮；眼睛(3)内装了摄像头及LED小灯泡；嘴巴(6)内装有咪头，可录音；两个耳朵(4)内装有两路喇叭，可进行语音交流或语音及音乐提示；遥控器的接收头(34)可接收红外线或无线电遥控信号，对机器人进行遥控操作。机器人的头部后面(后脑勺)装有平板电脑(33)，它作为上位机，供编程或用户操作；机器人的头部架在脖子(35)上，脖子(35)可作180°转动。

2)，机器人的胸部为餐食容器，当然胸部也可做成空腔，存放托盘及实物，从两头抽拿托盘及食物。机器人的胸部包含有胸腔(10)，胸部外壳(32)，一双胳膊(9)，一双小臂(18)，抽屉(17)，抽屉拉手(11)，物件指示灯(8)，按钮(19)，肩膀(7)，转向灯(5)，操作面板(20)和面板显示器(41)。机器人的胸部正中设有四个抽屉(17)，作为餐食容器；胸的右边设有四个物件指示灯(8)，分别指示每个抽屉内是否盛有餐食，灯亮表示抽屉内有物品；胸的左边设有四个按钮(19)，分别控制四个抽屉的弹出和复位，便于人员操作拿取；机器人的左右肩膀(7)上各有一个转向灯(5)，指示机器人行走转弯方向。在紧邻机器人的脖子(35)的下方设有操作面板(20)，操作面板(20)上有键盘和面板显示器(41)，操作面板(20)上的键盘可由人工在机器人停止行走时操作，操作的内容有启动、暂停、停止、回原点四个动作，由面板显示器(41)显示出来。此外机器人在行进时可采用遥控器来操作控制。

3)，机器人的腹部包括腹部壳体(12)，回收柜后门(36)，回收柜后门拉手(31)。腹部壳体(12)内为回收柜，回收用过的餐具。回收柜位于机器人腹部的背面，回收柜内可以放置回收框(21)，更换回收框很方便。前测距传感器(13)位于机器人腹部的正面，共有四个，用于测量障碍物的距离，防止碰撞。

4)，机器人的脚部包括机器人的小腿(37)以及轮式行进系统。轮式行进系统中包含了小车底盘罩(14)，电机组合(23)，电机控制箱(24)，蓄电池(22)，磁感应器(15)，控制电路箱(28)，后测距传感器(30)等。小车底盘罩(14)用来作为罩住皮带轮和传动皮带的外壳；电机组合(23)包括了驱动马达，键槽，皮带轮组合；电机控制箱(24)控制电机转速、旋转方向；蓄电池(22)是机器人的工作能源；磁感应器(15)是磁导航感应器，用于循迹指引机器人行进路径；控制电路箱(28)内装各种控制电路；后测距传感器(30)位于机器人腹部的背面，亦为测距并防碰撞的传感器，与前测距传感器(13)的作用相同。还有机械部分的脚轮，下位机(省略未画)，连接导线(省略未画)。角度检测器为后轮上装的光阑片(省略未画)，它为数字化传感器，用于角度的数字化测量，后轮转过的角度很方便换算成距离。采用光阑片做成的数字化伺服系统，直接用距离做变量，以距离参数数字化闭环反馈控制模式来控制机器人的行进轨迹，相对模拟式反馈可较大幅度地提高控制精度。

其中下位机由单片机系统或PLC(可编程序控制器)组成，本发明多功能餐厅机器人选择IVC1-2416型PLC，它的输入输出接口连接到各个外部设备。电机组合(23)包含了驱动马达，键槽，皮带轮组合等，电机可采用直流有刷电机、直流无刷电机、步进电机和交流电机等，作为小车的动力装置。电机控制箱(24)控制电机转速及旋转方向。连接导线连接各电气组件。蓄电池(22)为设备提供电源。循迹感应器(15)作沿在地面铺设磁条线路运行检测用，供控制器操控方向。机器人的小腿(37)固定在小车底盘罩(14)上。脚轮的后轮(39)为主动轮；前轮(16)为万向轮，固定在前轮支架(25)上；后轮(39)固定在后轮轴(26)上，电机通过主同步轮(38)驱动后轮(39)旋转，后轮(39)上装有光阑片，测角度用。皮带轮(包含在电机组合(23)内)、皮带(29)、涨紧轮(27)均为传动部件；涨紧轮(27)用来调节皮带松紧程度。各连接导线敷设在金属蛇皮管的线管(42)内。

光阑片的结构为：在一根机械轴装着一个具有15个均匀分布方齿的齿轮，齿轮转过一个方齿或是转过一个齿缺都相当于转过15°的角度。用甲、乙两路光线照射齿轮的方齿部位，齿轮旋转起来后，检测两路光线是否同时通过齿缺或是同时被方齿遮挡或是一路光线通过齿缺另一路光线被方齿遮挡。当光线照射在齿轮的方齿上时，光线被遮挡，当光线照射在齿轮的齿缺上时，光线可以通过。通过累计转过的方齿数和齿缺数，便可以测得转过的角度。另外利用甲、乙两路光线被遮挡的先后次序，便可以判断齿轮旋转的方向。因光阑片为现有技术，不再赘述。

本发明多功能餐厅机器人采用了新颖的四大块(头部，胸部，腹部，脚部即底盘)组合结构，这四大块采用螺钉连接，可拆卸，便于零部件标准化，有利于批量生产，提高劳动生产率，降低成本；还可以方便的增加多维运动功能(如头部转动，以方便视觉和听觉识别、寻找对象)，有利于机器人功能扩充。在制造工艺上，充分、完全利用了机器人的内部空间，达到了“多送、多收、多用”的目的，很好的替代餐厅里的绝大部分的服务员的工作量。采用薄钢板折边、喷塑工艺以及不锈钢电镀等表面涂覆工艺，做成具有土豪金或古铜色等视觉效果，或具有皮革表面质感等等，提升了机器人的外观形象和人文效果。

综上所述，本发明多功能餐厅机器人的特征是：

1)，机器人采用了头部，胸部，腹部，脚部即底盘四大块组合，这四大块均做成箱体式结构，各大块之间采用螺钉连接。

2)，机器人的头部为控制中心，也是人机交流区。机器人的头顶设有顶灯(1)，遥控器的接收头(34)；其中顶灯(1)内装了LED三色指示灯(40)，可显示红、绿、黄三种颜色，分别指示“运行，暂停，停止”三个状态；遥控器的接收头(34)可接收红外线或无线电遥控信号，对机器人进行遥控操作，机器人的头部后面(后脑勺)装有平板电脑(33)，它作为上位机，供编程或用户操作。故有平板电脑触控操作、遥控器操作、胸前操作面板的键盘操作三种操作模式。

3)，机器人的胸部为餐食容器，机器人的胸部正中设有四个抽屉(17)，作为餐食容器，当然胸部也可做成空腔，存放托盘及实物，从两头抽拿托盘及食物；胸的右边设有四个物件指示灯(8)，分别指示每个抽屉内是否盛有餐食；胸的左边设有四个按钮(19)，分别控制四个抽屉的弹出和复位；机器人的左右肩膀(7)上各有一个转向灯(5)，指示机器人行走转弯方向；在紧邻机器人的脖子(35)的下方设有操作面板(20)，在操作面板(20)上设有键盘和面板显示器(41)，操作面板(20)上的键盘可由人工在机器人停止行走时操作，操作的内容有“启动、暂停、停止、回原点”四个动作，由面板显示器(41)显示出来。此外机器人在行进时采用遥控器操作。

4)，机器人的腹部壳体(12)内为回收柜，回收柜后门(36)设在机器人腹部的背面，回收柜内可以放置回收框(21)。

5)，机器人的脚部包括机器人的小腿(37)以及轮式行进系统。机器人的后轮(39)上装有光阑片，用于角度即距离的数字化测量。采用光阑片来做成数字化伺服系统，以距离参数数字化闭环反馈控制模式来精确控制机器人的行进轨迹和行进速度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施范例而已，并非对发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.多功能餐厅机器人，其特征在于：该机器人采用了头部，胸部，腹部，脚部即底盘四大块组合，这四大块均做成箱体式结构，各大块之间采用螺钉连接；具有平板电脑触控操作、遥控器操作、胸前操作面板的键盘操作三种操作模式。

2.如权利要求1所述的多功能餐厅机器人，其特征在于：机器人的头部为控制中心；机器人的头顶设有顶灯(1)，遥控器的接收头(34)；其中顶灯(1)内装了LED三色指示灯(40)，可显示红、绿、黄三种颜色，分别指示“运行，暂停，停止”三个状态；遥控器的接收头(34)可接收红外线或无线电遥控信号，对机器人进行遥控操作，机器人的头部后面(后脑勺)装有平板电脑(33)作为上位机，供编程或用户操作。

3.如权利要求1所述的多功能餐厅机器人，其特征在于：机器人的胸部为餐食容器，机器人的胸部正中设有四个抽屉(17)；胸的右边设有四个物件指示灯(8)，分别指示每个抽屉内是否盛有餐食；胸的左边设有四个按钮(19)，分别控制四个抽屉的弹出和复位；机器人的左右肩膀(7)上各有一个转向灯(5)，指示机器人行走转弯方向；在紧邻机器人的脖子(35)的下方设有操作面板(20)，在操作面板(20)上设有键盘和面板显示器(41)，操作面板(20)上的键盘可由人工在机器人停止行走时操作，操作的内容有“启动、暂停、停止、回原点”四个动作，由面板显示器(41)显示出来；机器人在行进时可采用遥控器操作。

4.如权利要求1所述的多功能餐厅机器人，其特征在于：机器人的腹部壳体(12)内为回收柜，回收柜后门(36)设在机器人腹部的背面，回收柜内可以放置回收框(21)。

5.如权利要求1所述的多功能餐厅机器人，其特征在于：机器人的脚部包括机器人的小腿(37)以及轮式行进系统；机器人的后轮(39)上装有光阑片，用于角度即距离的数字化测量；采用距离参数数字化闭环反馈控制模式来控制机器人的行进轨迹和行进速度。