CN112692841B - 送餐机器人的托盘及送餐机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送餐机器人的托盘及送餐机器人，其中托盘包括：盘体和传感器。盘体具有用于盛装货物的盛托面。传感器为红外传感器，红外传感器包括发射信号的发光器和接收信号的接收器，传感器包括多个，多个传感器设在盘体上以检测货物在盘体上的位置和与目标位置的距离，至少两个传感器位于同一水平面上，距离最远的两个传感器之间的距离大于盛托面的最大横向尺寸。根据本发明实施例的送餐机器人的托盘，通过在盘体上设置传感器，可检测盘体的盛托面上是否有货物，同时判断货物在盛托面上的具体位置和与目标位置的距离，并判断货物是否装配到位以及是否保持水平，确保货物稳定地摆放在盘体上并到达目标位置。

Description

送餐机器人的托盘及送餐机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体是一种送餐机器人的托盘及送餐机器人。

背景技术

随着自动化和机械取代人工作业在餐饮业的发展，送餐机器人已逐步出现在先进餐饮区域。已有餐厅采用二维码导航AGV送餐机器人送餐，其以AGV作为底盘实现餐盘运输，但在运输过程中，餐盘需要人工摆放在AGV送餐机器人上，向AGV送餐机器人上放置餐盘时，餐盘重心容易失稳，导致餐盘运输过程中容易滑落。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种送餐机器人的托盘，所述托盘可实时判断是否装载货物(如餐盘)，货物是否装配到位以及与目标位置的距离，解决了送餐机器人上放置餐盘后餐盘易滑落的问题。

本发明还旨在提出一种具有上述送餐机器人的托盘的送餐机器人。

根据本发明实施例的一种送餐机器人的托盘，包括：盘体，所述盘体具有用于盛装货物的盛托面；传感器，所述传感器为红外传感器，所述红外传感器包括发射信号的发光器和接收信号的接收器；所述传感器包括多个，多个所述传感器设在所述盘体上以检测所述货物在所述盘体上的位置和距离目标位置的距离，至少两个所述传感器位于同一水平面上，距离最远的两个所述传感器之间的距离大于所述盛托面的最大横向尺寸。

根据本发明实施例的送餐机器人的托盘，通过在盘体上设置传感器，可检测盘体的盛托面上是否有货物，同时判断货物在盛托面上的具体位置和与目标位置的距离，并判断货物是否装配到位以及货物是否保持水平，确保货物稳定地摆放在盘体上，确保盛装货物的托盘准确地到达目标位置。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述传感器与所述货物为非接触设计，所述传感器包括第一阵列传感器、第二阵列传感器和第三阵列传感器，所述第一阵列传感器、第二阵列传感器和第三阵列传感器线性间隔布置在所述盘体上，所述第一阵列传感器和所述第三阵列传感器以所述第二阵列传感器为中心对称布置。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述传感器为红外传感器。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述托盘还包括设在所述盘体上以盖住所述传感器的保护体。

有利的，所述保护体为透明板或者透明膜。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述盘体的顶面上设有凹槽，所述传感器位于所述凹槽内，所述保护体为平板且设在所述凹槽内。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述平板的顶面与所述盛托面相平齐。

可选的，所述盘体为圆盘，所述凹槽沿所述盘体的直径方向设置。

可选的，所述红外传感器的检测灵敏度可调。

根据本发明一个实施例的送餐机器人的托盘，所述盘体上设有安装孔，所述传感器位于所述安装孔内，所述传感器的底部设有安装板，所述安装板连接在所述盘体的底面上，每个所述安装板上设有呈排设置的多个所述传感器。

根据本发明实施例的一种送餐机器人，包括前述的送餐机器人的托盘。

根据本发明实施例的送餐机器人，其上设置的托盘可实时判断是否承载餐具或其他货物，并判断餐具或其他货物是否装配到位，提升了送餐机器人的自动化程度。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的托盘的立体结构示意图。

图2为本发明一个实施例的托盘的爆炸结构示意图。

图3为本发明一个实施例的托盘的俯视图。

图4为本发明一个实施例的托盘的仰视图。

图5为本发明一个实施例的托盘的侧视图。

附图标记：

托盘100、

盘体1、盛托面11、凹槽12、安装孔13、导槽14、

传感器2、第一阵列传感器21、第二阵列传感器22、第三阵列传感器23、

保护体3、

安装板4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”等指示的方位或位置关系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装置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。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的送餐机器人的托盘100，本发明的托盘100主要用于运送餐盘或碗碟，也可以托放其他货物(如水果、零食等)。

根据本发明实施例的一种送餐机器人的托盘100，包括：盘体1和传感器2。

如图1所示，盘体1具有用于盛装货物的盛托面11。盛托面11以形成水平支撑面为宜。

传感器2为红外传感器，红外传感器包括发射信号的发光器和接收信号的接收器。红外传感器的具体信号发射、接收和处理属于本领域的技术人员公知的技术，这里不做赘述。

传感器2包括多个，多个传感器2设在盘体1上以检测货物在盘体1上的位置和与目标位置的距离，至少两个传感器2位于同一水平面上，距离最远的两个传感器2之间的距离大于盛托面11的最大横向尺寸。也就是说，当货物放置在盛托面11上后，货物与盛托面11之间形成的接触面的投影落在以上述两个传感器2的距离为直径的圆内，以使上述两个边缘的传感器2足以检测货物的边距，当距离最远的两个传感器2检测不到信号，而其他传感器2检测到信号时，表明货物在盛托面11的中部区域，而不在边缘区域，此时货物的重心更为接近盛托面的中心，货物不易从盛托面11掉落。这里还需要说明的是，“最大横向尺寸”表示盛托面11在水平面上的最大尺寸。

由上述结构可知，本发明实施例的送餐机器人的托盘100，通过在盘体1上设置传感器2，可检测盘体1的盛托面11上是否有货物，以帮助送餐机器人确定自身的工作状态。

至少两个传感器2位于同一水平面上，当置于盛托面11上的货物保持水平时，可使两个传感器2可检测到盛托面11上的最近距离(垂直距离)相等，方便布设传感器2，方便对货物位置信息进行数据分析。

此外，传感器2还可判断货物相对于盛托面11的具体位置，并进一步判断货物是否装配到位，最终确保货物稳定地摆放在盘体1上，而不会使货物因设置在盛托面11的一侧而歪斜、重心不稳或滑落。与送餐机器人的其他工作机构配合，有利于实现送餐机器人的全自动化送餐取盘。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，传感器2为呈多排多列设置的多个。这里，当传感器2呈多排多列设置之后，可使盘体1的不同位置均能被相应的传感器2检测到，以精确地判断货物在盘体1上的具体位置。例如在一些具体的示例中，如图2和图3所示，传感器2包括成阵列的三组，分别为第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23，第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23在盘体1上线性间隔布置，且第一阵列传感器21和第三阵列传感器23分别靠近盘体1的端部设置，第二阵列传感器22靠近盘体1的中心设置，由此，第一阵列传感器21和第三阵列传感器23可分别检测盘体1的端部是否承载了货物，当仅有其中一个位于端部的第一阵列传感器21或第三阵列传感器23检测到货物，则表明货物(如餐具)没有放入正确位置。在本发明的描述中，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

第二阵列传感器22则可判断货物是否放置在盘体1的中部，当第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23的检测结果综合后，若均没有检测到货物，则表明盘体1上未盛托货物。当第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23均检测到了信号，可判断货物是否位于盘体1的中心，是否居中。

传感器2不局限于仅设置前述的红外传感器，还可以与其他合适的传感器联用，如重力传感器、压力传感器等，以判断货物的重心是否偏离盘体1的中心。

当传感器2为红外传感器，可灵敏地感应货物的位置。有的实施例中，传感器2为红外传感器不仅可测货物的位置，也可设置成可感应货物的温度，这样送餐机器人可配合红外传感器再设置警报结构，防止货物温度过高发生烫伤。

可选的，传感器与货物为非接触设计，第一阵列传感器21和第三阵列传感器23以第二阵列传感器22为中心对称布置，第一阵列传感器21对应盛托面11的几何中心设置。当采用上述设计结构时，当第二阵列传感器22检测到信号且第一阵列传感器21和第三阵列传感器23均未检测到信号时，表明货物装配到位，不易从盛托面11上跌落。

有利的，以第二阵列传感器22为中心设有多个对称布置的第一阵列传感器21和第三阵列传感器23，每两个对称设置的第一阵列传感器21和第三阵列传感器23形成一个圆，同时形成一个环形的传感器检测区域，多个圆形成同心圆或者多个环形的传感器检测区域形成为同心的环形区域，相邻环形的检测区域可部分交叉或边线重叠，以测得货物所在盛托面11上的具体区域和具体位置，进而可判断货物需要向中心调整或向边缘调整，以使货物的边缘不超出盛托面11的外缘。

在另一些示例中，盛托面11上设有重力感应器，可感应货物的重心，当与上述的同心设计的多个第一阵列传感器21和多个第三阵列传感器23共同配合设计时，可使货物的重心贴近盛托面11的几何中心。在具体的示例中，当货物为菜碟时，通过上述结构，可判断盘体是否盛装了菜碟，且可以同时判断菜碟是否处于盘体1的几何中心。

可选的，每组成阵列的传感器2至少包括三行两列，以使每组成阵列的传感器2检测精准。

可选的，位于最外侧的两个对称的第一阵列传感器21和第三阵列传感器23之间的距离大于盛托面11的最大横向尺寸，第一阵列传感器21和第三阵列传感器23在水平面上的投影落在盛托面11在同一水平面上的投影外。

有利的，位于最外侧的两个对称的第一阵列传感器21和第三阵列传感器23之间的距离与同两个阵列传感器同一直线上的盛托面11的两个点距的差为20mm左右。以确保货物能够放置在盛托面11中部。

在本发明的一些示例中，红外传感器的检测灵敏度可调。例如，红外传感器还包括电路和信号处理系统，电路和信号处理系统可将接收到的信号转移为电信号，如二进制信号——0(无)、1(有)，通过调节电路可调节红外传感器探测的灵敏度，进而调节单个红外传感器可感应货物的最远距离，以使得不同位置的传感器可感应到位于该传感器附近区域的货物，进而精准反馈货物是否歪斜或装配完毕。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，托盘100还包括设在盘体1上以盖住传感器2的保护体3。保护体3可将传感器2与货物或灰尘之间进行隔离，防止货物剐蹭到传感器2或洒出汤汁污染传感器2，保证传感器2的使用寿命和工作稳定性。

可选的，保护体3为透明板或者透明膜。当采用透明板时，可在安装传感器2于盘体1时进行实时的观测，方便装配。当传感器2采用红外传感器时，若出现故障，可通过判断未发出红外工作线的传感器2而判断具体的故障传感器2，以快速进行更换，保证托盘100使用的可靠性。

当采用透明膜时，盘体1的表面可设置透射孔，传感器2安装在透射孔中，透射孔的表面设置透明膜，以封闭透射孔，并隔绝传感器2和货物，对传感器2形成保护。

有利的，如图2所示，盘体1的顶面上设有凹槽12，传感器2位于凹槽12内，保护体3为平板且设在凹槽12内。保护体3与凹槽12相配合，方便装配。

可选的，平板的顶面与盛托面11相平齐。在此实施例中，保护体3不仅可起到保护传感器2的作用，还可以作为盛托面11的一部分，用以盛托货物，使货物在盛托面11上放置时更为平整，有助于货物整体保持水平。当货物为盛有菜、汤的餐盘时，采用此平板结构，可保证餐盘在盘体1上保持水平，防止菜或汤汁洒出，且可防止餐盘重心不稳而从盘体1上掉落。

在一些示例中，如图1所示，盘体1的顶面形成一个沿着水平方向贯通的导槽14，导槽14用于在货物上下盘体1时进行导向，凹槽12设置在导槽14的底部，平板配合在凹槽12后与导槽14的底壁平齐。

在这些示例中，货物的底部设有可卡在导槽14上的限位件，货物不仅可以沿着导槽14滑动进行导向，以使货物在盘体1上快速装配到位，还可以使货物稳定地盛托在盛托面11上。

可选的，限位件形成为导块，当货物为餐盘时，餐盘的底壁设置导块，导块可滑动配合在导槽14上，当推动餐盘时，导块与导槽14的配合可实现对餐盘的导向，方便快速调整餐盘在盘体1上的位置。

可选的，如图1所示，导槽14将盘体1的上表面分隔成三块，三块结构的表面均形成为盛托面11，均可盛托货物并放置货物。

可选的，如图3和图4所示，盘体1为圆盘，凹槽12沿盘体1的直径方向设置。当凹槽12沿着直径方向设置时，设置在凹槽12内的传感器2可最大程度地监测到整个盘体1各点货物的状态，使传感器2容易布置，且布置较少的传感器2便可完成货物状态的检测。

在其他示例中，盘体1不限于上述的圆盘形状，还可以为椭圆盘或方盘等。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，盘体1上设有安装孔13，传感器2位于安装孔13内。通过设置安装孔13，可使每个传感器2均定位并安装在安装孔13中，有利于快速装配传感器2于盘体1上。

可选的，如图4和图5所示，传感器2的底部设有安装板4，安装板4连接在盘体1的底面上，如图2所示，每个安装板4上设有呈排设置的多个传感器2。也就是说，安装板4上集成了多个传感器2，当将一个安装板4安装到盘体1的底面时，可使多个传感器2同时安装到位，装配效率高。在具体的示例中，前述的具体示例中的第一阵列传感器21、第二阵列传感器22、第三阵列传感器23均包括一个安装板4。

在本发明的一些实施例中，盘体1上还设有推拉杆和推拉驱动机构，推拉驱动机构驱动推拉杆向前或向后运动，以将货物推出盘体1外，或将货物拉入盘体1内，或调整货物在盘体1上的具体位置。

可选的，推拉杆的端部设置有夹爪，夹爪用于夹紧货物，以对货物进行推拉。

可选的，推拉杆的端部设有磁吸盘，货物上设有磁吸点，以使推拉杆快速推拉货物。

下面描述本发明实施例的送餐机器人。

根据本发明实施例的一种送餐机器人，包括前述的送餐机器人的托盘100。

本发明实施例的送餐机器人，其上设置的托盘100可实时判断是否承载餐具或其他货物，并判断餐具或其他货物是否装配到位，提升了送餐机器人的自动化程度。

可选的，送餐机器人还包括AGV底盘，AGV底盘的上部设有托盘100。

下面结合说明书附图描述本发明的具体实施例中送餐机器人的托盘100的具体结构，同时以托盘100盛托货物为餐盘为例进行说明。

实施例

一种送餐机器人的托盘100，包括：盘体1、传感器2、保护体3和安装板4。

如图1所示，盘体1整体形成为大致圆形，盘体1具有用于盛装货物的盛托面11。如图2所示，盘体1的直径方向上设有凹槽12，凹槽12内沿着径向间隔设有多组安装孔13，每组安装孔13包括多个成多行排列的安装孔13。

如图2所示，保护体3形成为平板，且保护体3设置在凹槽12内，并将凹槽12覆盖，且保护板3的顶面与盛托面11相平齐。餐盘的底部可同时接触保护板3的顶面和盛托面11，并使餐盘保持水平。保护板3采用透明板，且保护板3具有一定的耐久性。

如图2和图3所示，每组安装孔13中分别对应安装有第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23，第一阵列传感器21、第二阵列传感器22和第三阵列传感器23在盘体1上线性间隔布置且位于同一水平面上，且第一阵列传感器21和第三阵列传感器23分别靠近盘体1的端部设置，第二阵列传感器22靠近盘体1的中心设置，第一阵列传感器21和第三阵列传感器23以第二阵列传感器22为中心对称布置，第一阵列传感器21、第二阵列传感器22、第三阵列传感器23均不与货物接触，第一阵列传感器21和第三阵列传感器23之间的距离大于盛托面11的最大横向尺寸。当仅有其中一个位于端部的第一阵列传感器21或第三阵列传感器23检测到餐盘，则表明餐盘没有放入正确位置，第二阵列传感器22则可判断餐盘是否放置在盘体1的中部。每组成阵列的传感器2包括三行两列，且每组成阵列的传感器2均集成设置在一块安装板4上。传感器2采用红外传感器，红外传感器包括发射信号的发光器、接收信号的接收器、电路和信号处理系统，通过调整电路和信号处理系统，可调整红外传感器的检测灵敏度。当送餐机器人采用上述托盘100后，可及时判断盘体1上是否有餐盘，且可判断餐盘是否位于中心以及是否安放正确，保证了餐盘在随着送餐机器人运输的过程中不歪斜不掉落。

本发明的托盘100可以结合整个送餐系统，通过最简单、低成本方式实现整个送餐过程中完全智能化，尤其是可促进送餐AGV上下菜的完全自动化。该技术亦可运用于其他的轻量物流运输方面。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图2中显示了三组阵列传感器用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了上面的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其他组数量的阵列传感器的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。

根据本发明实施例的送餐机器人的托盘100及送餐机器人的其他构成例如送餐机器人的运输机构、自动导航定位系统对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种送餐机器人的托盘，其特征在于，包括：

盘体，所述盘体具有用于盛装货物的盛托面；

传感器，所述传感器为红外传感器，所述红外传感器包括发射信号的发光器和接收信号的接收器；

所述传感器包括多个，多个所述传感器设在所述盘体上以检测所述货物在所述盘体上的位置和与目标位置的距离，至少两个所述传感器位于同一水平面上，距离最远的两个所述传感器之间的距离大于所述盛托面的最大横向尺寸；

所述托盘还包括设在所述盘体上以盖住所述传感器的保护体；

所述盘体的顶面上设有凹槽，所述传感器位于所述凹槽内，所述保护体为平板且设在所述凹槽内；其中

所述盘体的顶面形成一个沿着水平方向贯通的导槽，所述导槽用于在货物上、下盘体时进行导向，所述凹槽设置在所述导槽的底部，所述平板配合在所述凹槽后与所述导槽的底壁平齐，且货物的底部设有可卡在导槽上的限位件。

2.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述传感器为呈多排多列设置的多个。

3.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述传感器与所述货物为非接触设计，所述传感器包括第一阵列传感器、第二阵列传感器和第三阵列传感器，所述第一阵列传感器、第二阵列传感器和第三阵列传感器线性间隔布置在所述盘体上，所述第一阵列传感器和所述第三阵列传感器以所述第二阵列传感器为中心对称布置。

4.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述平板的顶面与所述盛托面相平齐。

5.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述盘体为圆盘，所述凹槽沿所述盘体的直径方向设置。

6.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述红外传感器的检测灵敏度可调。

7.根据权利要求1所述的送餐机器人的托盘，其特征在于，所述盘体上设有安装孔，所述传感器位于所述安装孔内，所述传感器的底部设有安装板，所述安装板连接在所述盘体的底面上，每个所述安装板上设有呈排设置的多个所述传感器。

8.一种送餐机器人，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项所述的送餐机器人的托盘。

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