CN114055486B - 一种送餐机器人及送餐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送餐机器人，包括机器人本体和控制器，所述机器人本体的底部设有移动载具，所述控制器与所述移动载具电连接，所述机器人本体的中部设有多个放置平台，所述机器人本体上设有上下移动平台，所述上下移动平台上设有伸缩臂，所述伸缩臂上设有旋转平台，所述旋转平台上设有抓取装置，所述抓取装置包括顶板、后板和设置在后板两侧的侧板，两侧所述侧板之间的宽度大于所述放置平台的宽度，所述侧板包括伸缩内板、伸缩衔接板和伸缩外板，所述伸缩外板远离所述顶板的一端设有抓取槽，所述抓取槽内设有至少两个抓夹组件。本发明采用机器人实现送餐，周转筐转运动作稳定可靠，提高了安防能力和送餐的效率。

Description

一种送餐机器人及送餐方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种送餐机器人及送餐方法。

背景技术

随着智能机器人技术的不断发展，机器人所涉及的领域越来越广泛，采用机器人进行人员送餐，可减少突发事件的发生，也符合现代化建设。因此如何实现机器人送餐是亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种送餐机器人，包括机器人本体和控制器，所述机器人本体的底部设有移动载具，所述控制器与所述移动载具电连接，所述机器人本体的中部设有多个放置平台，所述放置平台上装载有周转筐，所述机器人本体上设有上下移动平台，所述上下移动平台上设有伸缩臂，所述伸缩臂上设有旋转平台，所述旋转平台上设有抓取装置，所述抓取装置包括顶板、后板和设置在后板两侧的侧板，所述顶板位于所述后板和所述侧板的上方，所述顶板连接在所述旋转平台上，两侧所述侧板之间的宽度大于所述放置平台的宽度，所述侧板包括伸缩内板、伸缩衔接板和伸缩外板，所述伸缩内板与所述伸缩衔接板活动连接，所述伸缩衔接板和所述伸缩外板活动连接，所述伸缩外板远离所述顶板的一端设有抓取槽，所述抓取槽内设有至少两个抓夹组件。

本发明进一步设置为所述机器人本体内部设有上下升降电机和上下往复移动机构，所述上下升降电机与所述上下往复移动机构连接，所述上下移动平台与所述上下往复移动机构连接，所述上下升降电机与所述控制器电连接。

本发明进一步设置为所述旋转平台上设有旋转电机，所述旋转电机与所述顶板连接，所述旋转电机与所述控制器电连接。

本发明进一步设置为所述上下移动平台上设有一级伸缩电机，所述一级伸缩电机与所述伸缩臂连接，所述一级伸缩电机与所述控制器电连接。

本发明进一步设置为所述抓取装置上设有二级伸缩电机，两侧所述伸缩外板之间连接有中间轴，所述二级伸缩电机与所述中间轴连接，所述二级伸缩电机与所述控制器电连接。

本发明进一步设置为所述伸缩内板上设有内滑轨，所述伸缩衔接板上设有内滑槽，所述内滑槽连接在所述内滑轨上，所述伸缩衔接板上设有外滑轨，所述伸缩外板上设有外滑槽，所述外滑槽连接在所述外滑轨上。

本发明进一步设置为所述机器人本体上设有人机交互面板，所述人机交互面板与所述控制器电连接。

本发明进一步设置为所述抓夹组件包括基座，所述基座内的底部固定设置有滑块，所述滑块上活动连接有滑杆，所述滑杆上固定设置有齿条，所述齿条的一侧设有齿轮，所述齿轮上连接有传动轴，所述传动轴的两侧均设有轴承，所述齿轮与所述齿条啮合连接，所述基座的一端设有侧开口，所述侧开口与所述滑杆和所述齿条相对设置。

本发明进一步设置为所述基座的侧壁上设有限位槽，所述齿条上或所述滑杆上设有限位杆，所述限位杆位于所述限位槽内，所述抓取槽内设有抓取驱动电机，所述抓取驱动电机与所述传动轴连接，设置在同一抓取槽里的所述抓夹组件的传动轴之间连接有联轴器，所述抓取驱动电机与所述控制器电连接。

一种送餐机器人送餐方法，采用上述的一种送餐机器人，包括以下步骤：

送餐时：控制器控制移动载具移动至指定门口；

控制器控制一级伸缩电机工作带动伸缩臂伸展，旋转平台移动至机器人本体外部，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台下降至指定放置平台的高度，控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板伸展，两侧的伸缩外板伸至放置平台的两侧；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴正向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向外平移，滑杆和齿条从侧开口伸出，托住周转筐；

控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板收缩，周转筐置于两侧的侧板之间，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台动作、控制器控制一级伸缩电机工作调节伸缩臂距离、控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，将周转筐调节至指定门口的送餐口；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴反向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向内平移，滑杆和齿条缩回侧开口，将周转筐放置在指定门口的送餐口；

控制器控制移动载具移动至下一指定门口，重复下一个周转筐的送餐动作；

收餐时：控制器控制移动载具移动至指定门口；

控制器控制一级伸缩电机工作带动伸缩臂伸展，旋转平台移动至机器人本体外部，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台下降至指定周转筐位置，通过摄像头定位，控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板伸展，两侧的伸缩外板伸至周转筐的两侧；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴正向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向外平移，滑杆和齿条从侧开口伸出，托住周转筐；

控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板收缩，周转筐置于两侧的侧板之间，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台动作、控制器控制一级伸缩电机工作调节伸缩臂距离、控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，将周转筐调节至指定放置平台；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴反向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向内平移，滑杆和齿条缩回侧开口，将周转筐放置在指定放置平台；

控制器控制移动载具移动至下一指定门口，重复下一个周转筐的收餐动作。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本技术方案送餐机器人可实现无人送餐，集成控制器可以控制机器人上各个伺服驱动电机的工作，对放置平台上的周转筐进行抓取、转运和放置动作，转运动作稳定可靠，抓取装置完成周转筐的转运后，可以通过上下移动平台和伸缩臂的动作，将抓取装置收回至机器人本体内部。

本发明是采用机器人实现人员的自动送餐，取代了以往人工进行送餐的方式，大大减少了突发事件的发生，从而提高了安防能力和送餐的效率，有利于科学化、精细化、智慧化管理的建设。

附图说明

图1为本发明实施例立体图。

图2为本发明实施例主视图。

图3为图2中A-A的剖视图。

图4为本发明实施例抓取装置立体图。

图5为本发明实施例抓取装置抓取周转筐时剖视图。

图6为本发明实施例抓夹组件图。

图7为本发明实施例抓夹组件纵向剖视图。

图8为本发明实施例抓夹组件横向剖视图。

图9为本发明实施例电气控制方框图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

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，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例1

结合附图1-9，本发明技术方案是一种送餐机器人，包括机器人本体1和控制器2，所述机器人本体1的底部设有移动载具3，所述控制器2与所述移动载具3电连接，所述机器人本体1的中部设有多个放置平台4，所述放置平台4上装载有周转筐5，所述机器人本体1上设有上下移动平台6，所述机器人本体1内部设有上下升降电机62和上下往复移动机构63，所述上下升降电机62与所述上下往复移动机构63连接，所述上下移动平台6与所述上下往复移动机构63连接，所述上下升降电机62与所述控制器2电连接，所述上下移动平台6上设有伸缩臂61和一级伸缩电机64，所述一级伸缩电机64与所述伸缩臂61连接，所述一级伸缩电机64与所述控制器2电连接，所述伸缩臂61上设有旋转平台7，所述旋转平台7上设有旋转电机71，所述旋转电机71与所述控制器2电连接，所述旋转平台7上设有抓取装置8，所述抓取装置8包括顶板81、后板82和设置在后板82两侧的侧板83，所述顶板81 位于所述后板82和所述侧板83的上方，所述顶板81连接在所述旋转电机71上，两侧所述侧板83之间的宽度大于所述放置平台4的宽度，所述侧板83包括伸缩内板831、伸缩衔接板832和伸缩外板833，所述伸缩内板831与所述伸缩衔接板832活动连接，所述伸缩衔接板832和所述伸缩外板833活动连接，所述抓取装置8上还设有二级伸缩电机85，两侧所述伸缩外板833之间连接有中间轴，所述二级伸缩电机85与所述中间轴连接，所述二级伸缩电机85与所述控制器2电连接，所述伸缩外板833远离所述顶板81的一端设有抓取槽834，每侧所述抓取槽834内设有五个抓夹组件84。

上述伸缩内板831上设有内滑轨836，所述伸缩衔接板832上设有内滑槽835，所述内滑槽835连接在所述内滑轨836上，所述伸缩衔接板832上设有外滑轨838，所述伸缩外板833 上设有外滑槽837，所述外滑槽837连接在所述外滑轨838上。

上述机器人本体1上还设有人机交互面板9，所述人机交互面板9与所述控制器2电连接。

上述抓夹组件84包括基座841，所述基座841内的底部固定设置有滑块842，所述滑块 842上活动连接有滑杆843，所述滑杆843上固定设置有齿条844，所述齿条844的一侧设有齿轮845，所述齿轮845上连接有传动轴846，所述传动轴846的两侧均设有轴承848，所述齿轮844与所述齿条845啮合连接，所述基座841的一端设有侧开口8411，所述侧开口8411与所述滑杆843和所述齿条844相对设置。

上述基座841的侧壁上设有限位槽8412，所述齿条844上设有限位杆847，所述限位杆 847位于所述限位槽8412内，所述抓取槽834内设有抓取驱动电机86，所述抓取驱动电机86与其中一个所述抓夹组件84的所述传动轴846连接，设置在同一抓取槽834里的所述抓夹组件84的传动轴846之间连接有联轴器，所述抓取驱动电机86与所述控制器2电连接。

在上述施例中，所述上下移动平台6具体通过其两侧的侧板连接在机器人本体1内两侧的所述上下往复移动机构63上，使得所述上下移动平台6可大行程地进行上下动作，不会受到所述放置平台4的影响。

在上述实施例中，上下升降电机62、一级伸缩电机64、二级伸缩电机85、抓取驱动电机86和旋转电机71在实物的图纸上均未画出，以框图形式来表达各个电机与控制器2电连接。

在另一实施例中，所述限位杆847设置在所述滑杆843上。

实施例2

结合附图1-9，本发明技术方案是一种送餐机器人送餐方法，采用上述所述的一种送餐机器人，包括以下步骤：

送餐时：控制器2控制移动载具3移动至指定门口；

控制器2控制一级伸缩电机64工作带动伸缩臂61伸展，旋转平台7移动至机器人本体 1外部，控制器2控制上下升降电机62工作带动旋转平台7下降至指定放置平台4的高度，控制器2控制二级伸缩电机85带动伸缩外板833伸展，两侧的伸缩外板833伸至放置平台4的两侧；

控制器2控制抓取驱动电机86工作带动抓夹组件84的传动轴846正向转动，传动轴846 带动齿轮845旋转，齿轮845和齿条844啮合配合，使齿条844和滑杆843向外平移，滑杆843和齿条844从侧开口8411伸出，托住周转筐5；

控制器2控制二级伸缩电机85带动伸缩外板833收缩，周转筐5置于两侧的侧板83之间，控制器2控制上下升降电机62工作带动旋转平台7动作、控制器2控制一级伸缩电机64工作调节伸缩臂61距离、控制器2控制旋转电机71工作调节抓取装置8的角度，将周转筐5调节至指定门口的送餐口；

控制器2控制抓取驱动电机86工作带动抓夹组件84的传动轴846反向转动，传动轴846 带动齿轮845旋转，齿轮845和齿条844啮合配合，使齿条844和滑杆843向内平移，滑杆843和齿条844缩回侧开口8411，将周转筐5放置在指定门口的送餐口；

控制器2控制移动载具3移动至下一指定门口，重复下一个周转筐5的送餐动作；

收餐时：控制器2控制移动载具3移动至指定门口；

控制器2控制一级伸缩电机64工作带动伸缩臂61伸展，旋转平台7移动至机器人本体 1外部，控制器2控制上下升降电机62工作带动旋转平台7下降至指定周转筐5位置，通过摄像头定位，控制器2控制旋转电机71工作调节抓取装置8的角度，控制器2控制二级伸缩电机85带动伸缩外板833伸展，两侧的伸缩外板833伸至周转筐5的两侧；

控制器2控制抓取驱动电机86工作带动抓夹组件84的传动轴846正向转动，传动轴846 带动齿轮845旋转，齿轮845和齿条844啮合配合，使齿条844和滑杆843向外平移，滑杆843和齿条844从侧开口8411伸出，托住周转筐5；

控制器2控制二级伸缩电机85带动伸缩外板833收缩，周转筐5置于两侧的侧板83之间，控制器2控制上下升降电机62工作带动旋转平台7动作、控制器2控制一级伸缩电机工作64调节伸缩臂61距离、控制器2控制旋转电机71工作调节抓取装置8的角度，将周转筐 5调节至指定放置平台4；

控制器2控制抓取驱动电机86工作带动抓夹组件84的传动轴846反向转动，传动轴846 带动齿轮845旋转，齿轮845和齿条844啮合配合，使齿条844和滑杆843向内平移，滑杆843和齿条844缩回侧开口8411，将周转筐5放置在指定放置平台4；

控制器2控制移动载具3移动至下一指定门口，重复下一个周转筐5的收餐动作。

本发明技术方案采用机器人实现人员的自动送餐，取代了以往人工进行送餐的方式，大大减少了突发事件的发生，从而提高了安防能力和送餐的效率，有利于科学化、精细化、智慧化管理的建设。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种送餐机器人，其特征在于，包括机器人本体和控制器，所述机器人本体的底部设有移动载具，所述控制器与所述移动载具电连接，所述机器人本体的中部设有多个放置平台，所述放置平台上装载有周转筐，所述机器人本体上设有上下移动平台，所述上下移动平台上设有伸缩臂，所述伸缩臂上设有旋转平台，所述旋转平台上设有抓取装置，所述抓取装置包括顶板、后板和设置在后板两侧的侧板，所述顶板位于所述后板和所述侧板的上方，所述顶板连接在所述旋转平台上，两侧所述侧板之间的宽度大于所述放置平台的宽度，所述侧板包括伸缩内板、伸缩衔接板和伸缩外板，所述伸缩内板与所述伸缩衔接板活动连接，所述伸缩衔接板和所述伸缩外板活动连接，所述伸缩外板远离所述顶板的一端设有抓取槽，所述抓取槽内设有至少两个抓夹组件，所述机器人本体内部设有上下升降电机和上下往复移动机构，所述上下升降电机与所述上下往复移动机构连接，所述上下移动平台与所述上下往复移动机构连接，所述上下升降电机与所述控制器电连接，所述上下移动平台通过其两侧的侧板连接在机器人本体内两侧的所述上下往复移动机构上，所述上下移动平台上设有一级伸缩电机，所述一级伸缩电机与所述伸缩臂连接，所述一级伸缩电机与所述控制器电连接，所述抓取装置上设有二级伸缩电机，两侧所述伸缩外板之间连接有中间轴，所述二级伸缩电机与所述中间轴连接，所述二级伸缩电机与所述控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种送餐机器人，其特征在于，所述旋转平台上设有旋转电机，所述旋转电机与所述顶板连接，所述旋转电机与所述控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种送餐机器人，其特征在于，所述伸缩内板上设有内滑轨，所述伸缩衔接板上设有内滑槽，所述内滑槽连接在所述内滑轨上，所述伸缩衔接板上设有外滑轨，所述伸缩外板上设有外滑槽，所述外滑槽连接在所述外滑轨上。

4.根据权利要求1所述的一种送餐机器人，其特征在于，所述机器人本体上设有人机交互面板，所述人机交互面板与所述控制器电连接。

5.根据权利要求1-4之一所述的一种送餐机器人，其特征在于，所述抓夹组件包括基座，所述基座内的底部固定设置有滑块，所述滑块上活动连接有滑杆，所述滑杆上固定设置有齿条，所述齿条的一侧设有齿轮，所述齿轮上连接有传动轴，所述传动轴的两侧均设有轴承，所述齿轮与所述齿条啮合连接，所述基座的一端设有侧开口，所述侧开口与所述滑杆和所述齿条相对设置。

6.根据权利要求5所述的一种送餐机器人，其特征在于，所述基座的侧壁上设有限位槽，所述齿条上或所述滑杆上设有限位杆，所述限位杆位于所述限位槽内，所述抓取槽内设有抓取驱动电机，所述抓取驱动电机与所述传动轴连接，设置在同一抓取槽里的所述抓夹组件的传动轴之间连接有联轴器，所述抓取驱动电机与所述控制器电连接。

7.一种送餐机器人送餐方法，其特征在于，采用上述权利要求1-6之一所述的一种送餐机器人，包括以下步骤：

送餐时：控制器控制移动载具移动至指定门口；

控制器控制一级伸缩电机工作带动伸缩臂伸展，旋转平台移动至机器人本体外部，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台下降至指定放置平台的高度，控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板伸展，两侧的伸缩外板伸至放置平台的两侧；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴正向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向外平移，滑杆和齿条从侧开口伸出，托住周转筐；

控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板收缩，周转筐置于两侧的侧板之间，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台动作、控制器控制一级伸缩电机工作调节伸缩臂距离、控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，将周转筐调节至指定门口的送餐口；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴反向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向内平移，滑杆和齿条缩回侧开口，将周转筐放置在指定门口的送餐口；

控制器控制移动载具移动至下一指定门口，重复下一个周转筐的送餐动作；

收餐时：控制器控制移动载具移动至指定门口；

控制器控制一级伸缩电机工作带动伸缩臂伸展，旋转平台移动至机器人本体外部，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台下降至指定周转筐位置，通过摄像头定位，控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板伸展，两侧的伸缩外板伸至周转筐的两侧；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴正向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向外平移，滑杆和齿条从侧开口伸出，托住周转筐；

控制器控制二级伸缩电机带动伸缩外板收缩，周转筐置于两侧的侧板之间，控制器控制上下升降电机工作带动旋转平台动作、控制器控制一级伸缩电机工作调节伸缩臂距离、控制器控制旋转电机工作调节抓取装置的角度，将周转筐调节至指定放置平台；

控制器控制抓取驱动电机工作带动抓夹组件的传动轴反向转动，传动轴带动齿轮旋转，齿轮和齿条啮合配合，使齿条和滑杆向内平移，滑杆和齿条缩回侧开口，将周转筐放置在指定放置平台；

控制器控制移动载具移动至下一指定门口，重复下一个周转筐的收餐动作。

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