CN209615540U - 一种倒茶机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倒茶机器人，属于机器人领域。本实用新型包括储水箱；支撑单元，支撑单元设置于储水箱下方并用于支撑储水箱，储水箱底部与支撑单元顶部之间为转动配合；传送单元，该传送单元的一端与储水箱底部相连，传送单元上设置有用于放置水杯的承载单元，传送单元用于控制承载单元向靠近或远离出水嘴的方向运动；行走单元，该行走单元设置于传送单元远离储水箱的一端，且行走单元用于控制传送单元和储水箱绕支撑单元进行周向转动。本实用新型克服现有技术中多人场合下需要人工逐一倒茶、操作不便的不足，可以实现自动倒茶操作，尤其在人多环境下无需人工逐一倒茶操作，操作较为便利。

Description

一种倒茶机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，更具体地说，涉及一种倒茶机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，它既可接受人类指挥，又可运行预先编制的程序，也可以根据以人工智能技术制定的控制系统进行动作，它的任务是协助或取代人类工作，例如生产业、建筑业，或其它一些危险的工作。随着人们生活智能化水平的不断提升，智能机器人在生活中已经随处可见。而目前对于倒茶机器人的发展大多是人工智能的一个小的领域，并没有专门的机器完成此项工作，而且到目前为止，传统的开会聚餐时，人们环坐桌旁往往需要服务员为宾客逐一端茶倒水，非常不便，研究一种可以自动倒茶的机器人已经成为人们迫切的需求。

经检索，倒茶机器人的研究已经有大量专利公开，如中国专利申请号：2016101719660，发明创造名称为：一种倒茶机器人，该申请案包括机体，机体的底部两侧设有行走装置，机体的顶部两侧设有机械臂，机械臂的自由端转动地连接有把握手机构；把握手机构包括第一夹持件、第二夹持件和第三夹持件，第一夹持件、第二夹持件和第三夹持件分别通过第一转动机构、第二转动机构和第三转动机构与后座转动连接，后座与机械臂转动连接。该申请案通过控制器控制第二电机带动主动齿轮转动，通过主动齿轮与从动齿轮啮合传动，带动第一夹持件、第二夹持件和第三夹持件转动，实现对茶杯的夹持，再转动握手机构，将茶杯的茶水倒出，倒出后再通过握手机构将茶杯放平，完成一次倒茶动作。

又如中国专利申请号：201611044446X，发明创造名称为：可行走茶壶、会议桌及倒茶方法，该申请案中可行走茶壶包括茶壶本体、行走部件、水箱、电池仓、加热器、供水管路、电动式气泵、第一电机、第二电机、控制面板、控制部、存储器及RFID读取装置，存储器其内部存储设定的行走路线，RFID读取装置用于读取放置在行走路线上的RFID标签，控制器根据行走路线数据控制可行走茶壶的行走并且具有在识别到RFID标签时自动暂停行走的功能；会议桌上设置行走路线，该行走路线用于供可行走茶壶沿着行走，并且行走路线上设置有若干个RFID标签。该申请案具有在保密会议场合自动倒茶的功能。

综上所述，以上申请案均是对倒茶机器人的良好探索，但整体结构复杂，设备成本较高，不便推广利用，行业内仍需要更为丰富多样的设计形式，对如何高效简便地实现自动倒茶的研究也始终未曾停止。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中多人场合下需要人工逐一倒茶、操作不便的不足，提供了一种倒茶机器人，可以实现自动倒茶操作，尤其在人多环境下无需人工逐一倒茶操作，操作较为便利，且劳动强度较低，使用方便。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种倒茶机器人，包括：

储水箱，储水箱内设置有至少一个储存腔，每个储存腔的出口分别对应设置有电磁阀和出水嘴；

支撑单元，该支撑单元设置于储水箱下方并用于支撑储水箱，储水箱底部与支撑单元顶部之间为转动配合；

传送单元，该传送单元的一端与储水箱底部相连，传送单元上设置有用于放置水杯的承载单元，传送单元用于控制承载单元向靠近或远离出水嘴的方向运动；

行走单元，该行走单元设置于传送单元远离储水箱的一端，且行走单元用于控制传送单元和储水箱绕支撑单元进行周向转动。

更进一步地，支撑单元包括用于放置于桌面上的基板，基板上设置有立柱，立柱顶端设置有载盘，储水箱的底部设置有转盘，转盘与载盘转动配合。

更进一步地，传送单元包括传送基板和传送动力，传送基板设置于储水箱下方一侧，传送动力设置于传送基板一端并用于驱动与传送动力相连的传送丝杆旋转，传送基板的两侧分别设置传送轨道，传送丝杆位于两侧的传送轨道之间并向靠近储水箱方向延伸，传送丝杆上配合设置有传送螺母，传送螺母上设置有承载单元，承载单元底部设置有与传送轨道相配合的运动滑块，通过传送丝杆转动驱动承载单元水平移动。

更进一步地，承载单元包括用于承载水杯的承载座，承载座上设置有用于环绕于杯体外的放置架，承载座的底部两侧分别设置有与传送轨道相配合的运动滑块，承载座靠近储水箱的一侧设置有感应片，储水箱的下方配合设置有用于判断感应片是否靠近的接近开关。

更进一步地，行走单元包括设置于传送单元一端的行走基架，行走基架两侧分别设置有行走轮，行走轮与行走动力相连并由其驱动转动。

更进一步地，传送单元远离储水箱的端部设置有至少一个行走感应开关，行走感应开关用于接收是否需要倒茶的信号，接收到感应信号则行走单元停止行走运动。

更进一步地，传送单元端部还设置有传送感应开关，传送感应开关用于判断承载单元上是否有水杯放入，有水杯放入时则传送单元驱动承载单元进行平移运动。

更进一步地，传送单元远离储水箱的端部两侧分别设置有行走感应开关，储水箱内对应设置有两个储存腔，两个出水嘴向下逐渐相对向内倾斜靠近。

更进一步地，承载座上设置有用于监测水杯重量的重量传感器。

更进一步地，储水箱的每个储存腔内分别设置有用于监测内部液位的液位传感器，储水箱的外侧依次包覆有保温层和防护层。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种倒茶机器人，传送单元能够将水杯自动传送至注水位置，并通过电磁阀自动控制注水，可以实现自动倒茶操作，尤其在人多环境下无需人工逐一倒茶操作，操作较为便利，且劳动强度较低，使用方便。

(2)本实用新型的一种倒茶机器人，传送单元远离储水箱的端部设置有至少一个行走感应开关，行走感应开关可以自动感应用户是否需要倒水的信号，并根据感应信号进行判断操作，使用较为便捷。

(3)本实用新型的一种倒茶机器人，储水箱内可设置有多个储存腔，不同储存腔内设置不同种类茶水，更能符合丰富多样的用水需求。

附图说明

图1为本实用新型的一种倒茶机器人的结构示意图；

图2为本实用新型中储水箱的结构示意图；

图3为本实用新型中传送单元的结构示意图；

图4为本实用新型中行走单元的结构示意图；

图5为本实用新型中承载单元的结构示意图；

图6为本实用新型的使用原理示意图。

示意图中的标号说明：

100、基板；110、立柱；120、载盘；

200、储水箱；201、提手；202、进水口；210、转盘；220、电磁阀；221、出水嘴；230、接近开关；

300、行走基架；310、行走动力；320、行走轮；

400、传送动力；401、安装架；410、行走感应开关；420、传送感应开关；430、传送基板；431、支撑架板；432、传送轨道；433、运动滑块；440、传送丝杆；450、承载座；451、放置架；452、感应片；460、水杯。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例的一种倒茶机器人，包括：储水箱200，储水箱200内设置有至少一个储存腔，每个储存腔的出口分别对应设置有电磁阀220和出水嘴221；支撑单元，该支撑单元设置于储水箱200下方并用于支撑储水箱200，储水箱200底部与支撑单元顶部之间为转动配合；传送单元，该传送单元的一端与储水箱200底部相连，传送单元上设置有用于放置水杯460的承载单元，传送单元用于控制承载单元向靠近或远离出水嘴221的方向运动；行走单元，该行走单元设置于传送单元远离储水箱200的一端，且行走单元用于控制传送单元和储水箱200绕支撑单元进行周向转动。

本实施例中传送单元远离储水箱200的端部设置有至少一个行走感应开关410，行走感应开关410用于接收是否需要倒茶的信号，接收到感应信号则行走单元停止行走运动。传送单元端部还设置有传送感应开关420，传送感应开关420用于判断承载单元上是否有水杯460放入，有水杯460放入时则传送单元驱动承载单元进行平移运动。具体地，传送单元的端部朝向远离储水箱200的方向设置有行走感应开关410，朝向靠近储水箱200的方向设置有传送感应开关420，行走感应开关410和传送感应开关420具体均可采用漫反射接近开关等，正常状态下本实施例的倒茶机器人可设置在桌面上，支撑单元和行走单元底部均与桌面接触，行走单元驱动传送单元连同储水箱200整体绕支撑单元进行周向转动，即在桌面上绕周向循环往复运行，当有人需要倒水时，机器人在旋转过程中前部的行走感应开关410感应到用户手掌发出的信号时，行走单元停止转动，从而使整个机器人停在某一固定位置，用户把水杯460放置在承载单元上，传送感应开关420感应到用户把水杯460放置好后，传送单元驱动承载单元向靠近出水嘴221的方向运动，承载单元靠近储水箱200的一侧设置有感应片452，储水箱200的下方配合设置有用于判断感应片452是否靠近的接近开关230，具体可采用金属接近开关，感应片452对应设置为金属感应器件；当水杯460到达出水嘴221位置时，在出水嘴221下方的金属接近开关会感应到金属感应器件，然后给传送单元发送停止继续传送的信号，水杯460停止在出水嘴221下方后，电磁阀220打开向杯内注水，注水结束后，传送单元重新启动驱动承载单元反向远离出水嘴221，当到达传送感应开关420的感应距离后，传送单元停止运行，当用户取走水杯460后，进入下一循环。本实施例有助于实现对倒水操作的自动控制，尤其适用于多人会议或聚会场合，只需在桌面放置该机器人即可根据需求灵活控制对多人的倒水服务，无需服务员人工逐一添茶递水，操作较为方便，且特定场合下私密性较强。

实施例2

本实施例的一种倒茶机器人，基本同实施例1，进一步地，如图1和图2所示，本实施例中支撑单元包括用于放置于桌面上的基板100，基板100上设置有立柱110，立柱110顶端设置有载盘120，储水箱200的底部设置有转盘210，转盘210与载盘120转动配合，具体可采用铰接或轴承配合设置，使得储水箱200能够绕下方用于支撑的载盘120进行周向转动。

本实施例中传送单元包括传送基板430和传送动力400，传送基板430设置于储水箱200下方一侧，传送动力400设置于传送基板430一端并用于驱动与传送动力400相连的传送丝杆440旋转，传送基板430的两侧分别设置传送轨道432，传送丝杆440位于两侧的传送轨道432之间并向靠近储水箱200方向延伸，传送丝杆440上配合设置有传送螺母，传送螺母上设置有承载单元，承载单元底部设置有与传送轨道432相配合的运动滑块433，通过传送丝杆440转动驱动承载单元水平移动。本实施例中传送基板430包括水平延伸的长度段和向上延伸的高度段，该高度段与储水箱200下方的转盘210相连，用于判断水杯460是否靠近的接近开关230即是设置在该高度段上。本实施例中传送动力400具体可采用步进电机，驱动传送丝杆440进行旋转，并将传送丝杆440的旋转运动转化为传送螺母的水平移动，即驱动承载单元进行水平移动，实现对水杯460的水平位移控制。本实施例中将旋转运动转化为水平位移属于行业内常规技术，在此不再详述。

如图5所示，本实施例中承载单元包括用于承载水杯460的承载座450，该承载座450即与传送螺母相连，承载座450上设置有用于环绕于杯体外的放置架451，承载座450的底部两侧分别设置有与传送轨道432相配合的运动滑块433，当传送丝杆440旋转运动时，承载座450则通过两侧运动滑块433的配合沿传送轨道432的长度方向移动。承载座450靠近储水箱200的一侧设置有感应片452，储水箱200的下方配合设置有用于判断感应片452是否靠近的接近开关230，从而判断水杯460是否到达适宜的注水位置。

如图3和图4所示，本实施例中行走单元包括设置于传送单元一端的行走基架300，行走基架300两侧分别设置有行走轮320，行走轮320与行走动力310相连并由其驱动转动。具体地，行走基架300设置于传送动力400下方，行走动力310可采用直流减速电机，行走基架300两侧的行走轮320具体可采用橡胶轮，有较好的抓地和防滑性能，行走动力310设置于行走基架300内侧并直接驱动外侧的行走轮320转动，行走基架300的底部高度略高于行走轮320，不影响行走轮320在桌面上的正常运行，且行走轮320上的齿轮根据运行轨迹需求设置为斜齿轮，当行走动力310驱动行走轮320转动时，由于行走基架300与传送基板430固连，而传送基板430端部与储水箱200下方的转盘210固连，因此行走轮320将驱动传送单元连同储水箱200整体绕载盘120进行周向转动。

实施例3

本实施例的一种倒茶机器人，基本同实施例2，进一步地，本实施例中传送单元远离储水箱200的端部两侧分别设置有行走感应开关410，如图3所示，即在传送动力400的两侧分别设置行走感应开关410，具体可设置为漫反射接近开关A和漫反射接近开关B，传送感应开关420则可设置为漫反射接近开关C，且可在两侧的支撑架板431之间设置安装架401，传送感应开关420设置在安装架401上。

本实施例中储水箱200内对应设置有两个储存腔，对应设置有两个电磁阀220(电磁阀A和电磁阀B)和两个出水嘴221，且两个出水嘴221向下逐渐相对向内倾斜靠近，便于对下方的水杯460进行注水。两个电磁阀220分别与两个行走感应开关410相对应，根据是哪个行走感应开关410检测到信号来控制哪个电磁阀220打开，不同储存腔内设置不同种类茶水，如白水和茶水/咖啡/饮料等等，且储存腔内还可根据需要设置茶槽等，如本实施例中两个储存腔内分别储存有白水和茶水，漫反射接近开关A对应白水储存腔的电磁阀A，漫反射接近开关B对应茶水储存腔的电磁阀B，当漫反射接近开关A检测到人手发出的信号时，则电磁阀A打开注入白水，当漫反射接近开关B检测到人手发出的信号时，则电磁阀B打开注入茶水，操作更加灵活。漫反射接近开关A和漫反射接近开关B之间还设置信号分隔板，保障单边接收信号的准确性。

本实施例中为更精确确保水杯460内的注水量，承载座450上设置有用于监测水杯460重量的重量传感器，从而有助于判断注水量的多少，根据实际情况设置当注水量适宜时即可以停止注水；同理也可在储水箱200的每个储存腔内分别设置有用于监测内部液位的液位传感器，通过腔内液位的变化判断注水量的多少，并能实时监测腔内剩余量，可以及时补充水量；亦可进行预先实验测出从储水箱200箱满状态到结束状态过程中，出水量和出水时间的函数关系图像，然后根据曲线进行时间预设等。

本实施例中储水箱200的顶部还设置有提手201和进水口202，不同储存腔可对应设置不同进水口202，便于对储水箱200补充水量。储水箱200的外侧依次包覆有保温层和防护层，保温层有助于减少散热，减少能量损失达到节能保温的效果，在保温层外又有一层防护层，这样可以防止保温层被损坏，同时便于清洁箱体外表面，方便使用。

本实施例的一种自动倒茶方法，按照以下步骤进行：

S1、行走单元的行走动力310驱动行走轮320转动，并带动传送单元和储水箱200整体绕支撑单元转动；

S2、传送单元前端的行走感应开关410感应到用户发出的信号，行走动力310停止运行，传送单元和储水箱200整体停在某一固定位置；若传送感应开关420没有感应到水杯460放在承载单元上，则行走动力310重新启动；若传送感应开关420感应到水杯460放在承载单元上，则传送动力400启动并驱动承载单元向储水箱200方向移动；

S3、当储水箱200下方的接近开关230感应到承载单元上的感应片452时，传送动力400停止运行，储水箱200的电磁阀220打开并向水杯460内注水；

S4、注水结束，传送动力400启动驱动承载单元反向远离储水箱200，当承载单元到达传送感应开关420的感应距离时，传送动力400停止运行，用户可以取走水杯460，进入下一循环。

如图6所示，本实施例的工作原理流程如下：正常情况下，机器人以每三分钟在桌面上旋转一周的频率工作，由行走单元的行走动力310(直流减速电机)驱动控制，当旋转过程中前部的行走感应开关410(漫反射接近开关A或B)感应到用户手掌发出的信号时，前部的行走动力310(直流减速电机)停止转动，从而使传送基板430停在某一固定位置，然后延时数秒，如果传送感应开关420(漫反射接近开关C)没有感应到水杯460，则行走动力310(直流减速电机)启动，机器人接着在桌面上转动；如果漫反射接近开关C感应到用户把水杯460放在承载座450上，则传送动力400(步进电机)通电转动，带动传送丝杆440转动，使承载座450逐渐靠近到达出水嘴221位置，出水嘴221下方的接近开关230(金属接近开关)会感应到承载座450上的感应片452(金属感应器件)，然后给步进电机发送停止转动的信号，在水杯460停止在出水嘴221位置后，会根据前面接近开关的感应情况对电磁阀220进行控制，如果是漫反射接近开关A感应到的信号，则电磁阀A打开注水；如果是漫反射接近开关B感应到信号，则电磁阀B打开注水。注水结束后步进电机启动，反向转动传送丝杆440，从而使承载座450向起始位置复位移动，当到达漫反射接近开关C的感应距离后，步进电机停止转动，当用户取走水杯460后，进入下一轮的循环。

以上示意性的对本实用新型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实用新型的实施方式之一，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，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，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，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种倒茶机器人，其特征在于：包括：

储水箱(200)，储水箱(200)内设置有至少一个储存腔，每个储存腔的出口分别对应设置有电磁阀(220)和出水嘴(221)；

支撑单元，该支撑单元设置于储水箱(200)下方并用于支撑储水箱(200)，储水箱(200)底部与支撑单元顶部之间为转动配合；

传送单元，该传送单元的一端与储水箱(200)底部相连，传送单元上设置有用于放置水杯(460)的承载单元，传送单元用于控制承载单元向靠近或远离出水嘴(221)的方向运动；

行走单元，该行走单元设置于传送单元远离储水箱(200)的一端，且行走单元用于控制传送单元和储水箱(200)绕支撑单元进行周向转动。

2.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：支撑单元包括用于放置于桌面上的基板(100)，基板(100)上设置有立柱(110)，立柱(110)顶端设置有载盘(120)，储水箱(200)的底部设置有转盘(210)，转盘(210)与载盘(120)转动配合。

3.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：传送单元包括传送基板(430)和传送动力(400)，传送基板(430)设置于储水箱(200)下方一侧，传送动力(400)设置于传送基板(430)一端并用于驱动与传送动力(400)相连的传送丝杆(440)旋转，传送基板(430)的两侧分别设置传送轨道(432)，传送丝杆(440)位于两侧的传送轨道(432)之间并向靠近储水箱(200)方向延伸，传送丝杆(440)上配合设置有传送螺母，传送螺母上设置有承载单元，承载单元底部设置有与传送轨道(432)相配合的运动滑块(433)，通过传送丝杆(440)转动驱动承载单元水平移动。

4.根据权利要求3所述的一种倒茶机器人，其特征在于：承载单元包括用于承载水杯(460)的承载座(450)，承载座(450)上设置有用于环绕于杯体外的放置架(451)，承载座(450)的底部两侧分别设置有与传送轨道(432)相配合的运动滑块(433)，承载座(450)靠近储水箱(200)的一侧设置有感应片(452)，储水箱(200)的下方配合设置有用于判断感应片(452)是否靠近的接近开关(230)。

5.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：行走单元包括设置于传送单元一端的行走基架(300)，行走基架(300)两侧分别设置有行走轮(320)，行走轮(320)与行走动力(310)相连并由其驱动转动。

6.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：传送单元远离储水箱(200)的端部设置有至少一个行走感应开关(410)，行走感应开关(410)用于接收是否需要倒茶的信号，接收到感应信号则行走单元停止行走运动。

7.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：传送单元端部还设置有传送感应开关(420)，传送感应开关(420)用于判断承载单元上是否有水杯(460)放入，有水杯(460)放入时则传送单元驱动承载单元进行平移运动。

8.根据权利要求1所述的一种倒茶机器人，其特征在于：传送单元远离储水箱(200)的端部两侧分别设置有行走感应开关(410)，储水箱(200)内对应设置有两个储存腔，两个出水嘴(221)向下逐渐相对向内倾斜靠近。

9.根据权利要求4所述的一种倒茶机器人，其特征在于：承载座(450)上设置有用于监测水杯(460)重量的重量传感器。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种倒茶机器人，其特征在于：储水箱(200)的每个储存腔内分别设置有用于监测内部液位的液位传感器，储水箱(200)的外侧依次包覆有保温层和防护层。