CN112489294A - 多品种瓶装饮料服务机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多品种瓶装饮料服务机器人及其使用方法，服务机器人包括机器人本体、取瓶供送系统、持瓶手部和开盖手部，取瓶供送系统设于机器人本体内部，机器人本体上设有出瓶孔，持瓶手部和开盖手部分别安装于机器人本体两侧的手腕关节上，并进行翻转动作。其使用方法是当服务机器人的控制系统接收到用户的需求信息，先启动取瓶供送系统，由取瓶供送系统在机器人本体内抓取相应品种的瓶装饮料并由出瓶口处送出，然后由持瓶手部抓取瓶装饮料的瓶体并翻转至瓶体处于直立状态，再启动开盖手部打开瓶体上的瓶盖，持瓶手部将打开后的瓶装饮料递给用户。本发明可按消费者需求提供指定品种的瓶装饮料，并实现自动快速开盖，具有较强的便捷性和趣味性。

Description

多品种瓶装饮料服务机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及服务型、售货型及服务型机器人技术领域，特别涉及一种多品种瓶装饮料服务机器人及其使用方法。

背景技术

在现代生活中，饮料在餐饮服务中不可或缺，其品种繁多，量大面广，是一个非常庞大的市场，各品牌各商家都在激烈竞争。饮料销售无处不在，包括商场、餐厅、娱乐场所及其他各类公共场所等。

传统的饮料销售模式以人工或自助为主，随着自动化技术的发展，销售及供应方式也在不断的变化，已出现了无人售货机等形式。随着机器人技术的普及应用，在餐饮行业中一些商家引入机器人服务作为营销手段，如餐厅中采用机器人送餐饮到台等。另外，还有厂家专门针对奶茶饮料开发无人值守销售设备，采用工业机器人，进行现场调配售卖。

然而，目前在餐饮销售行业中应用的机器人还有比较大的局限性，如上述的两类机器人。其中的一类，送餐饮机器人，实质上只相当于一种人型的AGV小车，只能实现按轨道导航送货，功能单一，难以长久吸引消费者。而另一类，无人值守奶茶销售设备，其实质是把一台工业用的机械臂集成到系统中形成自动化设备，在工作时，机械臂手持钢杯，装入奶茶配料，摇匀后倾倒入台面上的塑料杯中，该套设备配料工位多，占地面积大，而且还不属于专用的饮料机器人，因此在市场上的应用并不多，难以得到大范围推广。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多品种瓶装饮料服务机器人，该机器人可实现按消费者需求提供指定品种的瓶装饮料，并实现自动快速开盖，具有较强的使用便捷性和趣味性。

本发明的另一目的在于提供上述多品种瓶装饮料服务机器人的使用方法。

本发明的技术方案为：一种多品种瓶装饮料服务机器人，包括机器人本体、取瓶供送系统、持瓶手部和开盖手部，取瓶供送系统设于机器人本体内部，机器人本体上设有出瓶孔，出瓶孔处作为取瓶供送系统的输出末端，持瓶手部和开盖手部分别安装于机器人本体两侧的手腕关节上，并在手腕关节的驱动下进行翻转动作。其中，机器人本体内设有相应的控制系统，取瓶供送系统、持瓶手部和开盖手部的动作驱动和调整均由控制系统完成，该控制系统采用现有同类机器人通用的控制系统即可。取瓶供送系统主要实现从机器人本体内准确抓取消费者所需品种的瓶装饮料，并送出机器人本体，然后由持瓶手部和开盖手部相配合打开瓶盖并递给消费者。

所述持瓶手部包括第一手座、活动夹爪和托板，第一手座安装于机器人本体的一个手腕关节上，第一手座内设有夹爪驱动组件，第一手座的两侧对称设有两个活动夹爪，各活动夹爪的一端伸入第一手座内并与夹爪驱动组件连接，托板设于两个活动夹爪之间，托板的一端固定安装于第一手座上。使用时，机器人本体上的手腕关节通过第一手座带动整个持瓶手部进行翻转，在实际应用中，其翻转角度一般为90°，也可根据实际需要进行调整，同时，通过第一手座内的夹爪驱动组件带动两个活动夹爪进行开合动作，以实现对瓶体进行抓取或放开，托板起到承托瓶体底部的作用。在本申请中，活动夹爪的主体呈弧形板状，活动夹爪与夹爪驱动组件的连接侧为连接于主体一侧上下两端的两个圆盘，圆盘中部设有轴孔，轴孔处通过支轴与第一手座连接；托板位于两个活动夹爪之间的底部，两个活动夹爪和托板三者之间形成包围于瓶体下部的承托空间。该结构活动夹爪及托板所形成的承托空间与瓶体形状相适应，便于稳定地抓取和夹紧瓶体。在实际应用中，根据瓶装饮料所采用的瓶体形状变化，可相应调整两个活动夹爪的形状，使其内侧形状与瓶体相适应。夹爪驱动组件包括伺服电机、主动齿轮和从动齿轮，伺服电机与主动齿轮相连接，主动齿轮与和从动齿轮相啮合，主动齿轮安装于一个活动夹爪端部的圆盘上，从动齿轮安装于另一个活动夹爪端部的圆盘上，使用时，伺服电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮进行反向转动，从而驱使两个活动夹爪也进行反向转动，实现打开或合拢的动作。

进一步地，所述持瓶手部中，两个活动夹爪相对的内侧分别设有弹性垫片。所增加的弹性垫片可有效提高活动夹爪与瓶体之间的摩擦力，进一步保证抓瓶的稳定性。

所述开盖手部包括第二手座、定爪、开盖座、开盖板和电磁铁，第二手座安装于机器人本体的另一个手腕关节上，定爪一侧安装于第二手座上，定爪另一侧安装有开盖座，开盖板和电磁铁分别安装于开盖座上。其中，第二手座作为安装基座，其一侧通过法兰盘装配于机器人的手腕关节上，另一侧上安装定爪，使用时，机器人的手腕关节带动通过第二手座带动开盖手部进行翻转动作，其翻转角度可打开瓶盖即可，在实际应用中，该翻转角度一般小于90°。开盖时，通过电磁铁通电产生磁力，从而可对瓶盖产生吸附作用，一方面增加开盖板对瓶盖的卡紧力，另一方面可在瓶盖打开后吸附瓶盖，避免瓶盖掉落，带瓶盖被带至指定位置(如下述瓶盖仓上的集瓶孔处)之后，再通过电磁铁断电，取消对瓶盖的吸附作用，使瓶盖掉落至指定的收集容器中。

所述开盖座底部为开放式槽体，开盖板倾斜设于开放式槽体中，开盖板上设有开盖口。该结构中，开盖口的形状与市面通用开盖器上的通孔形状相同，主要适用于常见的冠型盖开启，根据瓶装饮料的实际情况，也可对该开盖口的形状进行调整，使其与瓶盖结构相适应。

所述取瓶供送系统包括瓶仓、接瓶滑台、下推瓶滑台、升瓶滑台和上推瓶滑台；多个瓶仓并排设置，接瓶滑台沿水平方向设于各瓶仓下方，下推瓶滑台与接瓶滑台呈十字型布置，升瓶滑台沿竖直方向设于瓶仓外侧；在同一竖直面内，上推瓶滑台和下推瓶滑台平行设置，且上推瓶滑台和下推瓶滑台分别垂直布置于升瓶滑台的上部和下部；瓶仓包括仓体和限位组件，仓体为底部开放的矩形管状匣子，限位组件设于仓体底部。其中，各瓶仓用于放置和储存瓶装饮料，根据瓶装饮料服务机器人使用场合的实际需求，不同的瓶仓中可储存不同品种的瓶装饮料，也可储存相同品种的瓶装饮料。接瓶滑台在各瓶仓下方进行水平移动，根据需要接取存放于相应瓶仓中的瓶体；升瓶滑台用于提升瓶体至指定的送出高度；下推瓶滑台及上推瓶滑台主要用于推动瓶体移动，使其进入升瓶滑台或送出升瓶滑台。瓶仓中，采用矩形管状的仓体，各瓶装饮料的瓶体可在仓体内由下至上逐个叠放，提取时则从仓体底部逐个取出。

所述限位组件包括推拉式电磁铁、摇杆、支轴、支座和卡板；推拉式电磁铁包括基体和芯轴，芯轴贯穿于基体中部，且芯轴外周设有弹簧，基体安装于仓体侧壁上，卡板中部设有支轴，支轴两端分别通过支座安装于仓体侧壁上，支轴的一端通过摇杆与推拉式电磁铁的芯轴连接；卡板为上下两侧分别带有钩状结构的弯板，卡板摆动时通过上侧的钩状结构或下侧的钩状结构钩住仓体内的瓶体进行限位。为了与卡板相配合，仓体的侧壁上还设有通孔；当瓶仓处于未取瓶状态时，位于下侧的钩状结构伸入仓体底部后承托位于最下方的瓶体；当瓶仓处于取瓶状态时，位于上侧的钩状结构穿过仓体侧壁的通孔后承托位于最下方瓶体上方的瓶体。该限位组件使用时，其原理为：当限位组件处于初始状态时，推拉式电磁铁不通电，卡板下侧的钩状结构与位于仓体内最下方的瓶体接触，卡紧瓶体，保证仓体内的瓶体不会滑落；当需要取出瓶体时，推拉式电磁铁通电，电磁铁的吸合使其芯轴下行，推动摇杆使支轴转动，从而驱动卡板产生摆动，其下侧的钩状结构脱离位于仓体内最下方的瓶体，同时上侧的钩状结构钩状该瓶体上方的瓶体，在最下方的瓶体从仓体中滑落释放出来后，推拉式电磁铁断电，芯轴带动弹簧复位，使卡板、支轴和摇杆也复位，仓体内的瓶体下滑一个瓶体的位置。

所述摇杆、支轴、支座和卡板组成卡板组件，卡板组件为一组或两组；当卡板组件为一组时，卡板组件设于仓体的一侧；当卡板组件为两组时，两组卡板组件对称设于仓体的两侧，且分别与推拉式电磁铁连接。卡板组件的数量可根据机器人的实际需要进行选择，当每个仓体的两侧对称设置两组卡板组件时，对仓体内的瓶体可实现更加稳定的限位效果。

此外，在上述取瓶供送系统中，接瓶滑台包括第一丝杆式驱动组件、第一滑块和第一托瓶槽，第一托瓶槽固定安装于第一滑块上，第一滑块在第一丝杆式驱动组件的驱动下平移于瓶仓下方。下推瓶滑台包括第二丝杆式驱动组件、第二滑块和第一推板，第一推板固定安装于第二滑块上，第二滑块在第二丝杆式驱动组件的驱动下进行平移动作。升瓶滑台包括第三丝杆式驱动组件、第三滑块和第二托瓶槽，第二托瓶槽固定安装于第三滑块上，第三滑块在第三丝杆式驱动组件的驱动下进行升降运动。上推瓶滑台包括第四丝杆式驱动组件、第四滑块和第二推板，第二推板固定安装于第四滑块上，第四滑块在第四丝杆式驱动组件的驱动下进行平移动作。各滑台结构中，第一托瓶槽和第二托瓶槽结构相同，均可采用长度为1/3～2/3瓶体长度的U型槽，可有效保障瓶体输送的稳定性；第一推板和第二推板结构相同，均包括相连接的安装部和竖直板，竖直板通过安装部固定安装于第二滑块或第四滑块上，竖直板的竖直侧面与瓶体端部相平行。

所述机器人本体包括头部、身体、右上臂、右肘关节、右前臂、右手腕关节、左上臂、左肘关节、左前臂、左手腕关节、足部、瓶盖仓和后门，身体的顶部连接有头部，身体的底部连接有足部，身体的右侧依次连接有右上臂、右肘关节、右前臂和右手腕关节，持瓶手部安装于右手腕关节上，身体的左侧依次连接有左上臂、左肘关节、左前臂和左手腕关节，开盖手部安装于左手腕关节上，身体的前侧设有瓶盖仓，身体的后侧设有后门，出瓶孔设于身体前侧上。其中，右上臂、右肘关节、右前臂、右手腕关节和持瓶手部依次连接形成机器人本体的右手，左上臂、左肘关节、左前臂、左手腕关节和开盖手部依次连接形成机器人本体的左手，从而可模拟人手操作完成瓶体抓取和开盖动作。根据使用场所的需求，足部可采用固定支架结构，也可采用可移动的轮式结构。身体后侧的后门内侧对应为取瓶供送系统的各瓶仓，打开后门即可便于瓶装饮料的存放操作或机器人的维护工作。瓶盖仓设于身体的前侧，用于回收打开后的瓶盖。服务机器人的控制系统主要集中设置于头部内，且可在头部表面设置显示屏，以供消费者购买时使用。

本发明上述一种多品种瓶装饮料服务机器人的使用方法，具体为：当服务机器人的控制系统接收到用户的需求信息，先启动取瓶供送系统，由取瓶供送系统在机器人本体内抓取相应品种的瓶装饮料并由出瓶口处送出，然后由持瓶手部抓取瓶装饮料的瓶体并翻转至瓶体处于直立状态，再启动开盖手部打开瓶体上的瓶盖，持瓶手部将打开后的瓶装饮料递给用户。

其中，取瓶供送系统对瓶装饮料进行抓取和供送时，其具体过程为：先由接瓶滑台动作移动至对应的瓶仓下方；瓶仓上的限位组件动作，位于仓体最下方的瓶体落入接瓶滑台上，限位组件复位；接瓶滑台带动瓶体移动至下推瓶滑台与升瓶滑台的相接处，由下推瓶滑台将瓶体推入升瓶滑台中；升瓶滑台带动瓶体上升至上推瓶滑台与升瓶滑台的相接处，由上推瓶滑台将瓶体推出升瓶滑台，此时完成瓶装饮料的提取供送。

持瓶手部和开盖手部进行开盖动作时，其具体过程为：持瓶手部通过其活动夹爪抓取并夹紧瓶装饮料的瓶体后，在机器人的手腕关节带动下进行翻转，直至瓶体处于直立状态；然后开盖手部移动至瓶体上方，并通过开盖板卡住瓶盖进行定位，接着开盖手部在机器人的手腕关节带动下进行翻转，利用开盖板带动瓶盖从瓶体上分离，实现开盖动作。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本多品种瓶装饮料服务机器人及其使用方法主要是针对带冠形盖的玻璃瓶装饮料(如啤酒、汽水等)的供应和自动销售而提出的，通过将瓶装饮料预先储存于服务机器人的身体内部，在消费者需要购买时，利用取瓶供送系统送出相应的瓶装饮料，再利用持瓶手部和开盖手部的配合打开瓶盖并将瓶装饮料递给消费者。消费者面对机器人时，根据服务机器人内的控制系统设置，可通过语音指令、扫码或触屏等方式选择不同品种的饮料，充分感受互动的体验以及新奇愉悦的感觉，从而激发消费者多次购买的欲望。该服务机器人集服务、销售、娱乐于一体，可适应多种场合的使用，具有较好的市场推广前景。

本多品种瓶装饮料服务机器人中，取瓶供送系统作为服务机器人的核心结构，可实现多品种瓶装饮料的自动供应，自动化程度高，使用方便，可有效提高服务机器人使用的便捷性和趣味性，有利于扩大瓶装饮料服务机器人的应用范围。同时，通过在仓体底部设置限位组件，使仓体中瓶装饮料的储存稳定，有效防止瓶体滑落，而各瓶仓结构相同，每个瓶仓形成一个独立的存储单元，便于不同品种瓶装饮料的集中存放，还可根据服务机器人应用场合的实际需求选择瓶仓的数量进行安装，便于控制服务机器人的制作成本；通过接瓶滑台、下推瓶滑台、升瓶滑台和上推瓶滑台的连续动作，实现瓶体的承接、提升和送出，其动作连贯流畅，可快速实现瓶装饮料的供应。

本多品种瓶装饮料服务机器人中，通过持瓶手部和开盖手部之间的配合，可实现自动快速开盖，使用方便而有趣，有利于改善用户体验，提高机器人的市场竞争力。持瓶手部通过两个活动夹爪之间的开合动作，配合托板的使用，可较好地保证夹持瓶体时的稳定性，避免瓶体滑落；而开盖手部中通过设置带有开盖口的开盖板，可适应目前市面上大多数的瓶盖使用，其应用范围较广；同时，持瓶手部和开盖手部均具有结构简单、灵活性强的特点，有利于降低机器人的制造成本。

附图说明

图1为本多品种瓶装饮料服务机器人的结构示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为图1的B向视图。

图4为图1所示服务机器人的立体结构示意图。

图5为持瓶手部的结构示意图。

图6为持瓶手部打开第一手座盖板后的俯视图。

图7为图6的C-C方向所示持瓶手部截面图。

图8为图7的D-D方向所示持瓶手部截面图。

图9为单个活动手爪的结构示意图。

图10为开盖手部的结构示意图。

图11为图10所示开盖手部的主视图。

图12为取瓶供送系统的结构示意图。

图13为图12的E向视图。

图14为单个瓶仓的立体结构示意图。

图15(a)为瓶仓处于原始状态时的原理示意图。

图15(b)为瓶仓处于取瓶状态时的原理示意图。

图16为接瓶滑台从瓶仓下方提取瓶体过程的原理示意图。

图17为瓶体被提升并送出过程的原理示意图。

图18为服务机器人开盖过程的原理示意图。

上述各图中，各附图标记所示如下：1为头部，2为身体，3为右上臂，4为右肘关节，5为右前臂，6为右手腕关节，7为持瓶手部，8为左上臂，9为左肘关节，10为左前臂，11为左手腕关节，12为开盖手部，13为足部，14为瓶盖仓，15为后门，16为取瓶供送系统，17为出瓶孔。

7-1为第一手座，7-2为活动夹爪，7-3为托板，7-4为驱动电机，7-5为主动齿轮，7-6为从动齿轮，7-7为圆盘，7-8为支轴；12-1为第二手座，12-2为定爪，12-3开盖座，12-4为开盖板，12-5为电磁铁。

18为瓶仓，18-1为仓体，18-2为推拉式电磁铁，18-3为摇杆，18-4为支轴，18-5为支座，18-6为卡板，19为接瓶滑台，19-1为第一丝杆式驱动组件，19-2为第一滑块，19-3为第一托瓶槽，20为下推瓶滑台，20-1为第二丝杆式驱动组件，20-2为第二滑块，20-3为第一推板，21为升瓶滑台，21-1为第三丝杆驱动组件，21-2为第三滑块，21-3为第二托瓶槽，22为上推瓶滑台，22-1为第四丝杆驱动组件，22-2为第四滑块，22-3为第二推板，23为瓶体。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种多品种瓶装饮料服务机器人。

(1)其整体结构的主要组成机构如图1～图4所示，包括：头部1、身体2、右上臂3、右肘关节4、右前臂5、右腕关节6、持瓶手部7(即右手)、左上臂8、左肘关节9、左前臂10、左腕关节11、开盖手部12(即左手)、足部13、瓶盖仓14、后门15、取瓶供送系统16等。

服务机器人的头部上，面部安装有显示屏，方便消费者操作用，头部内部安装有微电脑，作为整个服务机器人的控制系统，该控制系统可采用与现有同类机器人相同的控制系统。

右上臂和右前臂之间通过右肘关节联接，右手(即持瓶手部)通过右腕关节与右前臂联接。

左上臂和左前臂之间通过左肘关节联接，左手(即开盖手部)通过左腕关节与左前臂联接。

服务机器人的肘关节和腕关节都是采用伺服电机驱动的旋转关节，因此右前臂和左前臂可以作内外摆动的动作，右手和左手可以通过腕部作旋转动作。

服务机器人身体的前部安装有瓶盖仓，用于收集开瓶后废弃的冠形盖。服务机器人身体内部安装一套取瓶供送系统，作为瓶装饮料的储仓和供送装置。机器人身体后部装配有活动式的后门，方便给服务机器人补给瓶装饮料和进行相关维护。

服务机器人的足部可采用轮式底座，可设计成导航控制式移动装置，实现自动行走。

(2)服务机器人的右手(即持瓶手部)用于夹取和握持瓶体。图5～图9所示是服务机器人的右手结构图，主要由第一手座7-1、活动夹爪7-2、托板7-3等组成。第一手座7-1内部装配有伺服电机7-4和齿轮装置(包括相啮合的主动齿轮7-5和从动齿轮7-6)，可驱动一对活动夹爪进行开合动作，从而夹紧或松开瓶体。托板固定装配在第一手座下方，处于活动夹爪中间。夹爪夹持瓶体时，瓶底被托板承托，即使夹爪松开，瓶体也能稳固的置于其上，不会滑落，方便消费者取瓶。其中，单个活动夹爪的结构如图9所示，其一侧为上下分布的两个圆盘7-7，各圆盘通过支轴7-8与第一手座连接。右手通过第一手座背面的法兰盘装配在机器人的右手腕关节上，当右腕关节旋转时，可带动持瓶手部整体转位。

右手通过其手座背面的法兰盘装配在右腕关节6上。当右腕关节旋转时，可带动右手整体转位。

(3)服务机器人左手(即开盖手部)充当开盖器，与右手配合，开启瓶装饮料的冠形盖。图10～图11所示是机器人的左手结构图，主要由第二手座12-1、定爪12-2、开盖座12-3、开盖板12-4、电磁铁12-5等组成。定爪12-2是一个刚性架体，固定安装在第二手座上，其前部的矩形缺口嵌入开盖座并通过螺钉紧固。

开盖座是一个长方体零件，下部加工有矩形槽，槽中间嵌入开盖板，倾斜一定角度，如图10所示。开盖板与通常使用的冠形盖开盖器一样，中间的加工孔(即开盖口)可配合瓶口的冠形盖并顺利撬开。开盖座的上方装配有一个圆柱形电磁铁，用于吸紧脱离瓶口的瓶盖。

左手通过其第二手座背面的法兰盘装配在左腕关节上。当左腕关节旋转时，可带动左手整体转位。

(4)如图12～图14所示为取瓶供送系统，安装于服务机器人身体内部，为了更加清晰的展示系统中关键装置的整体结构，图中略去所有安装支架。

取瓶供送系统主要由瓶仓18、接瓶滑台19、下推瓶滑台20、升瓶滑台21、上推瓶滑台22组成。

本实施例中配置有四套瓶仓，垂直并排安装，左右各两套对称布置。

接瓶滑台安装在瓶仓下方，沿瓶仓排列方向水平布置。接瓶滑台包括第一丝杆式驱动组件19-1、第一滑块19-2和第一托瓶槽19-3，第一托瓶槽固定安装于第一滑块上，第一滑块在第一丝杆式驱动组件的驱动下平移于瓶仓下方。

下推瓶滑台安装在四套瓶仓的中间位置，并处于接瓶滑台的下方，两者十字交错布置。下推瓶滑台包括第二丝杆式驱动组件20-1、第二滑块20-2和第一推板20-3，第一推板固定安装于第二滑块上，第二滑块在第二丝杆式驱动组件的驱动下进行平移动作。

上推瓶滑台安装在瓶仓上方，与下推瓶滑台平行并处于一个垂直面。上推瓶滑台包括第四丝杆式驱动组件22-1、第四滑块22-2和第二推板22-3，第二推板固定安装于第四滑块上，第四滑块在第四丝杆式驱动组件的驱动下进行平移动作。

升瓶滑台垂直安装，处于上下推瓶滑台的右侧、瓶仓的前部位置(如图12和图13所示)。升瓶滑台包括第三丝杆式驱动组件21-1、第三滑块21-2和第二托瓶槽21-3，第二托瓶槽固定安装于第三滑块上，第三滑块在第三丝杆式驱动组件的驱动下进行升降运动。

接瓶滑台、上下推瓶滑台、升瓶滑台都属于直线导轨形式，都是由伺服电机驱动的丝杆滑块装置。

瓶仓的结构如图14所示。瓶仓主要由仓体18-1、推拉式电磁铁18-2、摇杆18-3、支轴18-4、支座18-5、卡板18-6组成。

仓体是采用薄钢板折合加工成的矩形管状匣子，瓶装饮料叠放其中，瓶体23嵌入匣内，瓶颈伸出，自下而上整齐排列。仓体下方安装有推拉式电磁铁和卡板等零部件。卡板是一块弯板，其上下两侧均呈钩状，其中部固定装配支轴，通过两侧支座安装在仓体下部。由图14可见，卡板可绕支轴中心摆动。推拉式电磁铁的基体固定安装在仓体下部的一侧，其芯轴下端部与摇杆通过铰支联接，摇杆的另一端与支轴固定联接。

实施例2

本实施例一种多品种瓶装饮料服务机器人的使用方法，通过实施例1所述服务机器人实现，包括取瓶供送系统取瓶时瓶仓的工作过程、取瓶后供送的工作过程、持瓶手部与开盖手部相配合实现开盖的工作过程。具体如下：

(1)取瓶时瓶仓的工作过程：

如图15(a)和图15(b)所示，其中，图15(a)是初始状态，此时推拉式电磁铁不通电，卡板的下钩与处于仓底下的瓶体接触，卡紧瓶子，仓内瓶子不会滑落。图15(b)是推拉式电磁铁通电状态，推拉式电磁铁吸合导致其芯轴下行，推动摇杆使支轴旋转，驱动卡板顺时针摆动一个角度，下钩脱离瓶体，上钩卡紧上方瓶体，致使下方的瓶体滑落，只释出一瓶饮料，而上方的瓶体不动。推拉式电磁铁失电后，在其弹簧力的作用下使芯轴上行复位，拉动摇杆使卡板逆时针摆动回复原位，即恢复图15(a)所示的状态，上方瓶体滑落至与卡板下钩接触位置。

(2)取瓶后供送的工作过程：

瓶装饮料提取时如图16所示，本实施例中四套瓶仓可储藏四个品种的瓶装饮料，瓶仓底部安装接瓶滑台，接瓶滑台的第一滑块上装配一个U形结构的第一托瓶槽，第一丝杆驱动组件可驱动第一滑块带动第一托瓶槽进行水平方向的直线运动。当系统处于初始状态时，第一托瓶槽处于第一丝杆式驱动组件的丝杆中部位置；当机器人接到指令需要提供某一品种的瓶装饮料(假设为第二套瓶仓中所储藏的瓶装饮料)时，接瓶滑台的第一丝杆式驱动组件动作，通过第一滑块带动第一托瓶槽移动至该瓶仓下方；随后，该瓶仓的推拉式电磁铁通电，释出一瓶饮料，落入第一托瓶槽中；然后在第一丝杆式驱动组件的驱动下，第一托瓶槽带着瓶装饮料回复至原始位置。

瓶装饮料供送时如图17所示，第一托瓶槽从瓶仓承接到一瓶饮料并回复至原始的中间位置后，此时，升降滑台上的第二托瓶槽处于最低位置，与第一托瓶槽同轴线，下推瓶滑台的第一推板处于其左端部位置，正对瓶体，与瓶盖相隔一段距离；然后下推瓶滑台动作，其第二丝杆式驱动组件中的伺服电机通过丝杆滑块驱动第一推板向右运行，推动瓶体由第一托瓶槽进入第二托瓶槽，完成后第一推板左移复位；接着升瓶滑台动作，其第三丝杆式驱动组件中的伺服电机通过丝杆滑块驱动第二托瓶槽向上运行，把瓶装饮料升至最高位置，刚好处于上推瓶滑台中第二推板的中线位置；上推瓶滑台动作，其第四丝杆式驱动组件中的伺服电机通过丝杆滑块驱动第二推板向右运行，推动瓶体由第二托瓶槽穿过机器人身体的出瓶孔17，在瓶盖仓14的上方表面滑行；至此，一瓶饮料从机器人体内送出体外；其后，第二推板左移复位，第二托瓶槽下降复位，等待下一个工作指令。

(3)开盖的工作过程如图18所示：

服务机器人的右手(即持瓶手部)和左手(即开盖手部)处于初始位置，右手上的活动手爪合拢中心正对机器人上的出瓶孔，当瓶装饮料被推出至机器人体外后，向前滑行进入机器人右手的活动手爪内，直至瓶底触碰托板。其后，右手内部的伺服电机通过主动齿轮和从动齿轮驱动两个活动手爪进一步合拢至夹紧瓶体。

服务机器人的右手腕关节旋转，驱动右手转位90°，使瓶体直立。

服务机器人的左肘关节旋转，驱动左前臂向内摆动一定角度，使左手上的开盖座的矩形槽套入瓶颈，开盖板卡入瓶盖，实现定位。

左手腕关节旋转，带动左手转位(如图18所示为逆时针方向)，其内的开盖板撬起瓶盖，与此同时，开盖座上的电磁铁通电，吸紧脱离瓶口的瓶盖。

左肘关节旋转，驱动左前臂继续向内摆动一定角度，使左手的开盖座处于瓶盖仓的落盖孔上方，开盖座上的电磁铁失电，其内的瓶盖失去电磁吸合力，向下跌入落盖孔，进入瓶盖仓；与此同时，右肘关节旋转，驱动右前臂向外摆动一定角度，作出递瓶动作；然后，右手内伺服电机驱动手爪张开，松开瓶体，等待消费者取瓶。

完成上述工作后，机器人的右前臂、右手和左前臂、左手复位，回复至初始位置，等待下一个工作指令。

实施例3

本实施例一种多品种瓶装饮料服务机器人，与实施例1相比较，其不同之处在于：持瓶手部中，两个活动夹爪相对的内侧分别设有弹性垫片，所增加的弹性垫片可有效提高活动夹爪与瓶体之间的摩擦力，进一步保证抓瓶的稳定性。

实施例4

本实施例一种多品种瓶装饮料服务机器人，与实施例1相比较，其不同之处在于：瓶仓中，仓体的两侧对称设有两组卡板组件，两组卡板组件分别与推拉式电磁铁连接；各卡板组件分别包括摇杆、支轴、支座和卡板组成卡板组件，推拉式电磁铁包括基体和芯轴，芯轴贯穿于基体中部，且芯轴外周设有弹簧，基体安装于仓体侧壁上，各卡板中部设有支轴，各支轴两端分别通过支座安装于仓体侧壁上，各支轴的一端通过摇杆与推拉式电磁铁的芯轴连接。当推拉式电磁铁通电或断电时，两组卡板组件同时动作。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，包括机器人本体、取瓶供送系统、持瓶手部和开盖手部，取瓶供送系统设于机器人本体内部，机器人本体上设有出瓶孔，出瓶孔处作为取瓶供送系统的输出末端，持瓶手部和开盖手部分别安装于机器人本体两侧的手腕关节上，并在手腕关节的驱动下进行翻转动作。

2.根据权利要求1所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述持瓶手部包括第一手座、活动夹爪和托板，第一手座安装于机器人本体的一个手腕关节上，第一手座内设有夹爪驱动组件，第一手座的两侧对称设有两个活动夹爪，各活动夹爪的一端伸入第一手座内并与夹爪驱动组件连接，托板设于两个活动夹爪之间，托板的一端固定安装于第一手座上。

3.根据权利要求2所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述持瓶手部中，两个活动夹爪相对的内侧分别设有弹性垫片。

4.根据权利要求1所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述开盖手部包括第二手座、定爪、开盖座、开盖板和电磁铁，第二手座安装于机器人本体的另一个手腕关节上，定爪一侧安装于第二手座上，定爪另一侧安装有开盖座，开盖板和电磁铁分别安装于开盖座上。

5.根据权利要求4所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述开盖座底部为开放式槽体，开盖板倾斜设于开放式槽体中，开盖板上设有开盖口。

6.根据权利要求1所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述取瓶供送系统包括瓶仓、接瓶滑台、下推瓶滑台、升瓶滑台和上推瓶滑台；多个瓶仓并排设置，接瓶滑台沿水平方向设于各瓶仓下方，下推瓶滑台与接瓶滑台呈十字型布置，升瓶滑台沿竖直方向设于瓶仓外侧；在同一竖直面内，上推瓶滑台和下推瓶滑台平行设置，且上推瓶滑台和下推瓶滑台分别垂直布置于升瓶滑台的上部和下部；瓶仓包括仓体和限位组件，仓体为底部开放的矩形管状匣子，限位组件设于仓体底部。

7.根据权利要求6所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述限位组件包括推拉式电磁铁、摇杆、支轴、支座和卡板；推拉式电磁铁包括基体和芯轴，芯轴贯穿于基体中部，且芯轴外周设有弹簧，基体安装于仓体侧壁上，卡板中部设有支轴，支轴两端分别通过支座安装于仓体侧壁上，支轴的一端通过摇杆与推拉式电磁铁的芯轴连接；卡板为上下两侧分别带有钩状结构的弯板，卡板摆动时通过上侧的钩状结构或下侧的钩状结构钩住仓体内的瓶体进行限位。

8.根据权利要求7所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述摇杆、支轴、支座和卡板组成卡板组件，卡板组件为一组或两组；当卡板组件为一组时，卡板组件设于仓体的一侧；当卡板组件为两组时，两组卡板组件对称设于仓体的两侧，且分别与推拉式电磁铁连接。

9.根据权利要求1所述一种多品种瓶装饮料服务机器人，其特征在于，所述机器人本体包括头部、身体、右上臂、右肘关节、右前臂、右手腕关节、左上臂、左肘关节、左前臂、左手腕关节、足部、瓶盖仓和后门，身体的顶部连接有头部，身体的底部连接有足部，身体的右侧依次连接有右上臂、右肘关节、右前臂和右手腕关节，持瓶手部安装于右手腕关节上，身体的左侧依次连接有左上臂、左肘关节、左前臂和左手腕关节，开盖手部安装于左手腕关节上，身体的前侧设有瓶盖仓，身体的后侧设有后门，出瓶孔设于身体前侧上。

10.权利要求1～9任一项所述一种多品种瓶装饮料服务机器人的使用方法，其特征在于，当服务机器人的控制系统接收到用户的需求信息，先启动取瓶供送系统，由取瓶供送系统在机器人本体内抓取相应品种的瓶装饮料并由出瓶口处送出，然后由持瓶手部抓取瓶装饮料的瓶体并翻转至瓶体处于直立状态，再启动开盖手部打开瓶体上的瓶盖，持瓶手部将打开后的瓶装饮料递给用户。

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