CN111358180B - 自定位装置及智能送餐车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自定位装置及智能送餐车，包括：托盘，所述托盘用于暂存并运送餐盘，所述托盘的顶面凹设形成有滑槽，所述滑槽的槽底形成有定位凹部，所述定位凹部位于所述托盘的居中或靠近居中的位置。当餐盘被人工或推菜设备推入托盘上的过程中，餐盘具体是沿着滑槽进行移动，此时滑槽可以对餐盘的行进路径起到导向和限位作用，消除餐盘移动方向的不确定性；在此基础上，餐盘最终被推送滑移至定位凹部处，餐盘的底托卡入定位凹部内从而确保餐盘放置稳固，且由于定位凹部是位于托盘的居中或靠近居中位置的，因而也就能够保证此时餐盘置于托盘的居中或靠近居中位置，由此便可实现对餐盘的自动定位。

Description

自定位装置及智能送餐车

技术领域

本发明涉及餐饮机器人技术领域，特别是涉及一种自定位装置及智能送餐车。

背景技术

为了解放劳动力，降低人力成本，同时满足当今社会人们的快节奏生活，市面上出现了越来越多的能够自动完成运送餐食的送餐车。这些送餐车一般在陆地或云轨上移动，实现将餐食呈递至顾客手中。通常来讲，餐食被盛放在餐盘内，餐盘由人工或推菜设备推进送餐车上的托盘内，但由于存在推送力度和方向的不稳定性和不确定性，容易发生餐盘置于托盘上的位置出现偏斜，导致后续运送过程中餐盘发生掉落的问题，极大影响送餐车的工作可靠性及顾客用餐体验。

发明内容

基于此，有必要提供一种自定位装置及智能送餐车，旨在解决现有技术餐盘放置位置偏斜，影响送餐可靠性与用餐体验的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种自定位装置，其包括：托盘，所述托盘用于暂存并运送餐盘，所述托盘的顶面凹设形成有滑槽，所述滑槽的槽底形成有定位凹部，所述定位凹部位于所述托盘的居中或靠近居中的位置。

上述自定位装置应用装备于智能送餐车中，具体用于对承接的盛装有食物的餐盘实现定位矫正，以保证餐食可靠安全运送至顾客手中。具体而言，当餐盘被人工或推菜设备推入托盘上的过程中，餐盘具体是沿着滑槽进行移动，此时滑槽可以对餐盘的行进路径起到导向和限位作用，消除餐盘移动方向的不确定性；在此基础上，餐盘最终被推送滑移至定位凹部处，餐盘的底托卡入定位凹部内从而确保餐盘放置稳固，且由于定位凹部是位于托盘的居中或靠近居中位置的，因而也就能够保证此时餐盘置于托盘的居中或靠近居中位置，由此便可实现对餐盘的自动定位。避免餐盘停留在托盘的偏斜位置上，进而防止后续运送过程中发生掉落的问题，提升智能送餐车的工作可靠性，保证顾客的用餐体验。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述滑槽的至少一端贯穿设置并形成进出端口，所述滑槽的槽口宽度由所述进出端口至所述定位凹部的方向呈递减过渡。

在其中一个实施例中，所述滑槽的至少一侧槽壁沿远离所述定位凹部的方向向外倾斜设置。

在其中一个实施例中，所述自定位装置还包括测物传感器，所述测物传感器埋设于所述滑槽的底壁或侧壁上并位于所述餐盘的投影面积范围内。

在其中一个实施例中，所述自定位装置还包括固定座及设置于所述固定座上的升降驱动机构，所述升降驱动机构包括升降执行组件及与所述升降执行组件连接的顶升盘，所述定位凹部为通孔，所述顶升盘可贯穿所述通孔而上下移动。

在其中一个实施例中，所述滑槽与所述定位凹部相对的槽壁部位设有导正部。

在其中一个实施例中，所述导正部为弧形斜壁，所述弧形斜壁与所述餐盘的外形适配。

在其中一个实施例中，所述升降执行组件包括安装在所述固定座上的驱动件，与所述驱动件驱动连接的传动组件，及与所述传动组件连接的传动臂，所述顶升盘与所述传动臂连接。

在其中一个实施例中，所述驱动件为电机，所述传动组件包括与所述电机的动力轴连接的齿轮，及与所述齿轮啮合的齿条，所述传动臂安装于所述齿条上。

在其中一个实施例中，所述升降执行组件还包括滑块、滑轨和安装架，所述滑块与所述齿条连接，所述滑轨设置于所述安装架上，所述滑块滑动安装于所述滑轨上。

在其中一个实施例中，所述自定位装置还包括设置于所述传动臂上的感应片，及设置于所述安装架上的感应器，所述感应片与所述感应器触发配合，所述感应器还与所述驱动件电连接。

此外，本申请还提供一种智能送餐车，其包括如上所述的自定位装置。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所述的智能送餐车的结构示意图；

图2为图1中托盘的结构示意图；

图3为本发明一实施例所述的自定位装置的结构示意图；

图4为图3中升降驱动机构与顶升盘的组装结构图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图所示，本申请实施例提供一种智能送餐车，其用于将各类餐食由制作地点自动运送至顾客所在地，以减少送餐环节中的人员使用和成本支出，降低送餐错误率，提升送餐体验。

根据运行地点的不同，该智能送餐车可分为陆行和非陆行两类。所谓陆行，是指智能送餐车在陆地上行驶移动，此类智能送餐车包括AGV小车80和自定位装置。AGV小车80提供导航、移动能力，自定位装置用于暂存餐盘20。

而所谓非陆行，是指智能送餐车除了包括AGV小车80和自定位装置以外，还包括架设在制作地点与顾客所在地之间的且离地一定高度的云轨，此时AGV小车80安装并运行在云轨上。云轨上还安装有升降绳机构，当智能送餐车处于运送餐食的过程中，升降绳机构用于收起AGV小车80，避免AGV小车80受到风阻而发生较大幅度摆动，同时防止与周围物体发生碰撞。当智能送餐车抵达顾客所在地后，升降绳机构将AGV小车80缓慢降下，以便餐食能够到达顾客手中。

可以理解的，放置于AGV小车80上的餐食，具体由餐盘20和放置在餐盘20内的食物组成，也即后续体提及的餐盘20，其内均已盛装有食物。

请继续参阅图1和图2，在展示的智能送餐车中，自定位装置安装在AGV小车80的顶面，以方便自定位装置承接餐盘20(也即承接餐食)。自定位装置包括托盘10，所述托盘10用于暂存并运送餐盘20，餐盘20为采用金属、复合材料等制成的且具有一体结构的板体，其结构强度高，制造方式简单。

所述托盘10的顶面凹设形成有滑槽11，滑槽11的设计深度应当使餐盘20被推动时不会跨过槽壁而侧移到滑槽11的上方，即滑槽11的槽壁对餐盘20起到可靠导向作用。此外，所述滑槽11的槽底形成有定位凹部12，所述定位凹部12位于所述托盘10的居中或靠近居中的位置。定位凹部12用于容纳餐盘20的底托，即当餐盘20移动到定位凹部12上时，餐盘20的底托是可以正常卡陷到定位凹部12内的，如此可借助定位凹部12实现对餐盘20进一步限位。

综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述自定位装置应用装备于智能送餐车中，具体用于对承接的盛装有食物的餐盘20实现定位矫正，以保证餐食可靠安全运送至顾客手中。具体而言，当餐盘20被人工或推菜设备推入托盘10上的过程中，餐盘20具体是沿着滑槽11进行移动，此时滑槽11可以对餐盘20的行进路径起到导向和限位作用，消除餐盘20移动方向的不确定性；在此基础上，餐盘20最终被推送滑移至定位凹部12处，餐盘20的底托卡入定位凹部12内从而确保餐盘20放置稳固，且由于定位凹部12是位于托盘10的居中或靠近居中位置的，因而也就能够保证此时餐盘20置于托盘10的居中或靠近居中位置，由此便可实现对餐盘20的自动定位。避免餐盘20停留在托盘10的偏斜位置上，进而防止后续运送过程中发生掉落的问题，提升智能送餐车的工作可靠性，保证顾客的用餐体验。

也即，借助滑槽11的导入作用和定位凹部12的约束作用，总能够实现餐盘20推送到托盘10上后位于托盘10的居中或靠近居中位置，达到稳固放置餐盘20的目的。较佳地，定位凹部12形成于托盘10的中部位置。

请继续参阅图1和图2，进一步地，在一些实施例中，所述滑槽11的至少一端贯穿设置并形成进出端口111，所述滑槽11的槽口宽度由所述进出端口111至所述定位凹部12的方向呈递减过渡。将滑槽11的至少一端设计为开放式结构，目的在于方便餐盘20从侧向位置直接推入托盘10上，或从托盘10上直接侧向推出而进入顾客手中，使餐盘20的移动路径更加简化，放取方式更加简单。此外，将滑槽11的槽口宽度设计为尺寸递变的，目的在于由于进出端口111的槽口宽度相对较大，餐盘20更容易滑入滑槽11内，对餐盘20与滑槽11的对位精度要求低；此后，由于槽口宽度逐渐变小，能够逐渐对餐盘20起到导向和限位作用，保证餐盘20移动稳定，且指向性好。

较佳地，上述实施例中，滑槽11的两端均贯穿形成有进出端口111，也即滑槽11为通槽结构。此时方便餐盘20从一段进出端口111进入托盘10，之后从另一侧进出端口111送出托盘10，此单向移动路径设计可最大程度消除路径冲突问题。

请继续参阅图1和图2，更进一步地，在一些实施例中，所述滑槽11的至少一侧槽壁沿远离所述定位凹部12的方向向外倾斜设置。槽壁采用倾斜设置，可进一步加强滑槽11对餐盘20的导滑能力，降低餐盘20与滑槽11的对位精度要求；同时，这种斜壁设计也能够适应不同口径的餐盘20，保证滑槽11与餐盘20外壁面的贴合度更高，利于提升托盘10的通用性。

较佳地，上述实施例中，滑槽11的相对两侧槽壁均设计为朝远离定位凹部12的方向向外倾斜设置的斜壁，此时对餐盘20的导滑能力更强，与餐盘20的贴合度更高，餐盘20移动更加稳定，且通用性更好。

当然，作为可替代的，其他一些实施例中，滑槽11的槽壁也可以设计为弧面壁等其他结构，也都在本申请的保护范围内。

请继续参阅图1和图2，为了提高智能送餐车的工作可靠性，避免AGV小车80空运行，影响送餐效率。在一些实施例中，所述自定位装置还包括测物传感器30，所述测物传感器30埋设于所述滑槽11的底壁或侧壁上并位于所述餐盘20的投影面积范围内。如此，测物传感器30与安装在AGV小车80上的电控器电连接，测物传感器30能够实时检测托盘10上是否存在有餐盘20，只有当检测到餐盘20存在时，测物传感器30反馈信号给电控器，电控器才会控制AGV小车80移动实现餐食运送。可选地，测物传感器30可以是但不限于激光传感器、红外传感器等，具体可根据实际需要进行选择。

可以理解的，当测物传感器30安装在滑槽11的槽底时，处于餐盘20的垂直投影面积范围内；当测物传感器30安装在滑槽11的侧壁上时，处于餐盘20的水平投影面积范围内，如此可保证测物传感器30的检测可靠性。

然而，实际情况中，除了餐盘20无法放置在托盘10的中部位置(即偏斜)以外，更多情况下餐盘20会由于人工和推菜设备的推力出现歪斜，导致餐盘20推送到托盘10上后位姿也出现歪斜，也即餐盘20的位姿相较于水平面或竖直面来说是倾斜的。如此一来，若餐盘20内盛装的菜品为汤水较多或为流质体的，则汤水或菜品极易从餐盘20高度较低的一侧流淌泄漏出，流出的汤水或菜品不仅会影响餐食自身的品质，同时汤水或菜品流淌到电气部件或非防锈材质的金属部件上，也会对智能送餐车造成损害。针对于此，比较好的做法是对已经放置到托盘10上且位姿发生歪斜的餐盘20进行矫正，使餐盘20位姿恢复正确。

请继续参阅图3，因而在一些实施例中，所述自定位装置还包括固定座40及设置于所述固定座40上的升降驱动机构50。AGV小车80由上端开口的外壳，安装在外壳内的电控器和行走轮组构成，电控器可驱动行走轮组转动以使AGV小车80移动。固定座40形成为类H型的架体，结构简单但强度高。固定座40通过紧固件安装在外壳内部，即可从上端开口实现装拆，操作方便快捷且省力。之后将托盘10安装到外壳上，托盘10可将外壳的上端开口封盖，保证AGV的整体结构稳定性与密封能力。

请继续参阅图4，所述升降驱动机构50包括升降执行组件及与所述升降执行组件连接的顶升盘51，所述定位凹部12为通孔，所述顶升盘51可贯穿所述通孔而上下移动。如此，当推送到托盘10上的餐盘20位姿发生歪斜时，升降执行组件输出上升动力，顶升盘51可被驱动同步上升；顶升盘51进而可穿过通孔而将餐盘20托举顶起，此时餐盘20可脱离托盘10。之后，升降执行组件输出下降动力，带动餐盘20下落而再次落到托盘10上，此时可实现对餐盘20位置的二次摆放，即能够实现对餐盘20的二次定位，达到矫正餐盘20歪斜位姿，消除汤水和菜品漏出的问题。

请继续参阅图2，进一步地，为加强对餐盘20的二次定位能力，在一些实施例中，所述滑槽11与所述定位凹部12相对的槽壁部位设有导正部112。在餐盘20下落过程中，导正部112与餐盘20外壁接触，可对餐盘20起到导正作用，可辅助餐盘20进行位姿调整而恢复摆正姿态。

具体而言，在实施例中，所述导正部112为弧形斜壁，所述弧形斜壁与所述餐盘20的外形适配。弧形斜壁位于两端的两个进出端口111的中间位置，也即位于滑槽11槽壁的中间部位，且与通孔正相对。由于此时导正部112设计为弧形斜壁结构，对下落过程中的餐盘20具备导引和矫正作用，保证餐盘20可再次落入通孔内。而较佳地，滑槽11两侧槽壁相对的中部位置均设计有该弧形斜壁，可对下落过程中的餐盘20的相对两侧同时起到导引和矫正作用，可最大程度防止餐盘20往某一侧歪斜，保证对餐盘20的二次定位效果。

作为可替代的，在其他一些实施例中，还可在顶升盘51上加装振动设备，例如振动电机等。在顶升盘51顶起餐盘20的过程中，振动电机会对顶升盘51施加振动，这种振动会辅助餐盘20将重心调中(例如将歪斜的菜品集中到餐盘20中部)，从而利于后续餐盘20下落时位姿摆正，进一步保证对餐盘20的二次定位能力。当然了，在另一些实施例中，还可以采用现有技术中其他能够实现餐盘20位姿矫正的技术手段，也都在本申请的保护范围内，在此不作赘述。

请继续参阅图4，在一些实施例中，所述升降执行组件包括安装在所述固定座40上的驱动件52，与所述驱动件52驱动连接的传动组件，及与所述传动组件连接的传动臂53，所述顶升盘51与所述传动臂53连接。可以理解的，驱动件52驱动传动组件能够输出沿竖直方向的升降动力，传动组件即可同步带动传动臂53上升或下降，达到带动顶升盘51上升或下降，完成对餐盘20二次定位的目的。该驱动结构组成简单，传力路径短，可靠性高。

具体地，在一些实施例中，所述驱动件52为电机，例如为步进电机、伺服电机等；本实施例较佳采用步进电机。所述传动组件包括与所述电机的动力轴连接的齿轮54，及与所述齿轮54啮合的齿条55，所述传动臂53安装于所述齿条55上。此时电机驱动齿轮54旋转，可驱动齿条55上升或下降，齿条55进而可带动传动臂53同步上升或下降，达到顶升餐盘20升降的目的。采用该齿轮54与齿条55啮合传动结构，动力传输平稳且可靠，利于保证升降过程中餐盘20的位姿稳定，进而为二次定位创造了有利基础条件。

其中，传动臂53为L型板体。传动臂53的短边与齿条55连接，长边水平延伸且末端与顶升盘51组装固定。并且较佳的顶升盘51安装在传动臂53的上表面上，此时由于顶升盘51为具备一定厚度的薄型柱体，因而传动臂53与顶升盘51之间可配合形成避让凹部。该避让凹部可确保顶升盘51上升穿过通孔时，传动臂53不会与托盘10底部出现碰撞干涉。或者，传动臂53也可为Z字型、U型或V型结构的板体。

当然，为了能够实现顶升盘51上升或下降，除了采用上述电机、齿轮54与齿条55的驱动结构以外，还可以采用对重升降机构、丝杆滑块机构、剪叉机构等现有技术中的其他技术手段实现，也都在本申请的保护范围内，在此不作赘述。

请继续参阅图4，进一步地，在一些实施例中，所述升降执行组件还包括滑块56、滑轨57和安装架58，所述滑块56与所述齿条55连接，所述滑轨57设置于所述安装架58上，所述滑块56滑动安装于所述滑轨57上。借助滑块56在滑轨57上滑移，不仅可对齿条55的升降移动进行导向，保证顶升盘51上升或下降时可准确贯穿通孔，避免发生碰撞，同时可提供齿条55固定支撑，提升齿条55与齿轮54啮合所需的刚度，避免出现啮合齿隙而影响对传动臂53的驱动效能。

此外，在一些实施例中，所述自定位装置还包括设置于所述传动臂53上的感应片60，及设置于所述安装架58上的感应器70，所述感应片60与所述感应器70触发配合，所述感应器70还与所述驱动件52电连接。当传动臂53上升过程中，感应片60处于与感应器70同一高度时，感应器70被触发而反馈信号给电控器，电控器随机控制电机停止，实现控制传动臂53停止，避免传动臂53过度移动而与托盘10发生干涉碰撞。可以理解的，感应片60与感应器70可组合成为红外对射传感器组或者类似的感应设备，响应速度快，可靠性高，利于提升自定位装置的工作性能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种自定位装置，其特征在于，包括：托盘，所述托盘用于暂存并运送餐盘，所述托盘的顶面凹设形成有滑槽，所述滑槽的槽底形成有定位凹部，所述定位凹部位于所述托盘的居中或靠近居中的位置；所述自定位装置还包括升降驱动机构，所述升降驱动机构包括升降执行组件及与所述升降执行组件连接的顶升盘，所述定位凹部为通孔，所述顶升盘可贯穿所述通孔而上下移动；所述滑槽与所述定位凹部相对的槽壁部位设有导正部。

2.根据权利要求1所述的自定位装置，其特征在于，所述滑槽的至少一端贯穿设置并形成进出端口，所述滑槽的槽口宽度由所述进出端口至所述定位凹部的方向呈递减过渡。

3.根据权利要求2所述的自定位装置，其特征在于，所述滑槽的至少一侧槽壁沿远离所述定位凹部的方向向外倾斜设置。

4.根据权利要求2所述的自定位装置，其特征在于，所述自定位装置还包括测物传感器，所述测物传感器埋设于所述滑槽的底壁或侧壁上并位于所述餐盘的投影面积范围内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的自定位装置，其特征在于，所述自定位装置还包括固定座，所述升降驱动机构设置于所述固定座上。

6.根据权利要求1所述的自定位装置，其特征在于，所述导正部为弧形斜壁，所述弧形斜壁与所述餐盘的外形适配。

7.根据权利要求5所述的自定位装置，其特征在于，所述升降执行组件包括安装在所述固定座上的驱动件，与所述驱动件驱动连接的传动组件，及与所述传动组件连接的传动臂，所述顶升盘与所述传动臂连接。

8.根据权利要求7所述的自定位装置，其特征在于，所述驱动件为电机，所述传动组件包括与所述电机的动力轴连接的齿轮，及与所述齿轮啮合的齿条，所述传动臂安装于所述齿条上。

9.根据权利要求8所述的自定位装置，其特征在于，所述升降执行组件还包括滑块、滑轨和安装架，所述滑块与所述齿条连接，所述滑轨设置于所述安装架上，所述滑块滑动安装于所述滑轨上。

10.根据权利要求9所述的自定位装置，其特征在于，所述自定位装置还包括设置于所述传动臂上的感应片，及设置于所述安装架上的感应器，所述感应片与所述感应器触发配合，所述感应器还与所述驱动件电连接。

11.一种智能送餐车，其特征在于，包括如上述权利要求1至10任一项所述的自定位装置。

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