CN215149151U - 一种送餐机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种送餐机器人包括：餐架，盛放待传送的餐品；基座主体，餐架设置在基座主体上，基座主体的底部至少包括左驱动轮和右驱动轮；电源模块，设置在基座主体内，电源模块为送餐机器人提供电源；主控模块，设置于基座主体内，控制送餐机器人运行；红外循迹模块，设置于基座主体底部，与主控模块电连接，红外循迹模块采集设置在地面上的轨迹信息，并将轨迹信息传送至主控模块；超声波避障模块，设置在基座主体的前端，与主控模块电连接，超声波避障模块用于发射并接收超声波信息，并将接收到的超声波信息发送至主控模块；其中，主控模块根据接收到的轨迹信息和超声波信息控制电机驱动模块分别驱动左驱动轮和右驱动轮的运行。

Description

一种送餐机器人

技术领域

本实用新型实施例涉及机器人领域，具体涉及一种送餐机器人。

背景技术

智能送餐机器人，顾名思义就是一种能传菜送餐的机器人服务员，适用于餐厅、酒店、宴会厅等场景，具有智能避障、自动选择送餐路线、自主移动、大屏信息展示、智能语音交互等功能，主要用途是减轻餐厅服务员的劳动强度，提高餐厅的工作效率和盈利状况。

现有的送餐机器人普遍存在结构复杂，造价成本高的问题。

实用新型内容

为此，本实用新型的实施例提供了一种送餐机器人，以解决现有技术中送餐机器人造价成本高、结构复杂的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的实施方式提供如下技术方案：

在本实用新型的实施方式的一个方面中，提供了一种送餐机器人，包括：餐架，用于盛放待传送的餐品；基座主体，所述餐架设置在所述基座主体上，所述基座主体的底部至少包括左驱动轮和右驱动轮；电源模块，设置在所述基座主体内，所述电源模块为所述送餐机器人提供动力源；主控模块，设置于所述基座主体内，用于控制所述送餐机器人运行；红外循迹模块，设置于所述基座主体底部，与所述主控模块电连接，所述红外循迹模块用于采集设置在地面上的轨迹信息，并将所述轨迹信息传送至所述主控模块；超声波避障模块，设置在所述基座主体的前端，与所述主控模块电连接，所述超声波避障模块用于发射并接收超声波信息，并将接收到的所述超声波信息发送至所述主控模块；其中，所述主控模块根据接收到的所述轨迹信息和所述超声波信息控制电机驱动模块分别驱动所述左驱动轮和所述右驱动轮的运行。

进一步地，所述送餐机器人还包括：显示器，所述显示器设置在所述餐架的顶端，与所述主控模块电连接，所述显示器用于显示所述送餐机器人的送餐计划；其中，所述主控模块内置有操作系统，操作人员通过所述显示器操控所述操作系统修改所述送餐计划从而控制所述送餐机器人的运行。

进一步地，所述基座主体的底部还包括万向轮，所述万向轮与所述左驱动轮和所述右驱动轮配合实现所述送餐机器人的移动。

进一步地，所述送餐机器人还包括语音模块，与所述主控模块电连接，所述语音模块用于接收识别语音控制信息和播报所述餐品送达信息；所述主控模块接收所述语音控制信息，并根据所述语音控制信息控制所述送餐机器人的运行。

进一步地，所述的送餐机器人包括报警模块，与所述主控模块电连接，所述主控模块根据接收到的所述超声波信息控制所述报警模块发出报警信号。

进一步地，所述主控模块为STM32F103单片机。

进一步地，所述红外循迹模块包括多个DRS100红外传感器。

进一步地，所述超声波避障模块为HC-SR04超声波测距换能器。

本实用新型的实施方式具有如下优点：

本实用新型的实施例公开了一种送餐机器人，采用DRS100红外传感器的红外循迹模块实现机器人移动路径的控制，采用HC-SR04超声波测距换能器的超声波避障模块实现了机器人对障碍物的识别规避，同时采用STM32F103单片机的主控模块对送餐机器人的总体控制，使得送餐机器人结构简单，在保证平稳运行的前提下制造成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型的实施例提供的一种送餐机器人的总体结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的送餐机器人的实物结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的送餐机器人的另一实物结构示意图。

图中：100-送餐机器人、10-餐架、20-基座主体、21-左驱动轮、22- 右驱动轮、23-万向轮、30-电源模块、40-主控模块、50-红外循迹模块、 60-超声波避障模块、70-电机驱动模块、71-左电机、72-右电机、80-显示器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板，比较有名的例如电子人DZR-01A，ARM，STM32，C51，MSP430等。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

参考图1、2、3所述的送餐机器人100的结构示意图，本实用新型的实施例提供了一种送餐机器人100，其包括餐架10，餐架10用于盛放待传送的餐品。

送餐机器人100还包括基座主体20，可选的，基座主体为长方体盒，餐架10设置在基座主体20上，基座主体20的底部至少包括左驱动轮21 和右驱动轮22。左右驱动轮配合实现送餐机器人100的移动。

送餐机器人100还包括电源模块30，电源模块30设置在基座主体20内，为送餐机器人100提供电源。

送餐机器人100还包括主控模块40，主控模块40设置于基座主体 20内，用于控制送餐机器人运行。

送餐机器人100还包括红外循迹模块50，红外循迹模块50设置于基座主体20底部，与主控模块40电连接，红外循迹模块50用于采集设置在地面上的轨迹信息，并将轨迹信息传送至主控模块40。在本实用新型的实施例中，可选的，红外循迹模块50包括多个DRS100红外传感器。

送餐机器人100还包括超声波避障模块60，超声波避障模块60设置在基座主体20的前端，与主控模块40电连接，超声波避障模块60用于发射并接收超声波信息，并将接收到的超声波信息发送至主控模块40。在本实用新型的实施例中，可选的，超声波避障模块60为HC-SR04超声波测距换能器。

其中，主控模块40根据接收到的轨迹信息和超声波信息控制电机驱动模块70分别驱动左驱动轮21和右驱动轮22的运行。

在本实用新型的实施例中，可选的，主控模块40为STM32F103单片机。

如图2所示，送餐机器人100还包括显示器80，显示器80设置在餐架10的顶端，与主控模块40电连接，显示器80用于显示送餐机器人的送餐计划。

其中，主控模块40内置有操作系统，操作人员通过显示器80操控操作系统修改送餐计划从而控制送餐机器人的运行。

如图3所示，基座主体20的底部还包括万向轮23，万向轮23与左驱动轮21和右驱动轮22配合实现送餐机器人的移动。具体地，主控模块40控制电机驱动模块70分别控制左电机71和右电机72分别驱动左驱动轮21、右驱动轮22运动。采用直流减速电机设计成两轮差速驱动方式2个主动轮(左驱动轮21、右驱动轮22)加1个万向轮23，通过主控模块40输出PWM波调节左电机71、右电机72的速度。电机采用直流减速电机，其优点是装配简单、便于拆卸、重量轻，从而减轻了送餐机器人的负载。直流减速电机通过减速齿轮组降低其内部高速电机的转速，可以产生较大扭力。暂定选用电机减速比为1：48的直流减速电机，减速后电机的转速约为200r/min，若驱动轮直径为65mm，则车轮转动一周的距离为0.204m，所以机器人的理论最大速度可达0.68m/s。

可选的，在本实用新型的实施例中，送餐机器人100还包括语音模块。语音模块与主控模块40电连接，语音模块用于接收识别语音控制信息和播报餐品送达信息。主控模块40接收语音控制信息，并根据语音控制信息控制送餐机器人的运行。

具体地，选用彩色液晶触摸串口显示器80，通过串口与主控模块40 的控制器STM32进行交互，可以通过触摸屏选择需要送餐的餐位，选择完毕后发送确定指令，机器人即开始自动送餐。人机交互模块主要由语音处理电路和触摸屏显示电路构成。当机器人运行至指定餐桌后通过语音播报提醒顾客取餐，语音识别模块是利用LD3320语音识别模块实现的，可实现语音识别、人机对话。餐厅服务机器人暂定选用2.8寸彩色液晶触摸串口显示屏，界面布局如图所示。显示屏通过串口与控制器STM32 进行交互，可以通过触摸显示器80屏选择需要送餐的餐位，选择完毕后发送确定指令，送餐机器人100即开始自动送餐。

具体地，在本实用新型的实施例中，送餐机器人100还包括报警模块。报警模块与主控模块40电连接，主控模块40根据接收到的超声波信息控制报警模块发出报警信号。可选地，语音提示还可作为机器人的警报装置，以超声波避障模块为核心，当系统检测到与障碍物距离低于一定的安全数值时，触发警报装置，发出语音提示，告知“障碍顾客”进行避让。也可设置危险警报装置，可采用红色LED等和蜂鸣器作为危险警报装置。触发警报后，红色LED等会进行闪烁并伴随扬声器发声。

在本实用新型的实施例中，超声波避障技术就是利用超声波来检测机器人的前方是否有障碍物﹐机器人的前方放一个超声波发生器﹑一个超声波接收器﹐当超声波发生器发出去的声波遇到障碍物时﹐这些声波就会被反射回来﹐这时就利用超声波接收器接受被反射回来的声波﹐然后再在机器人身上面安装一个声波转化器﹐就是把反射回来的声波转化成其他的信号发送给主控模块40。超声波避障技术在主控模块40的 STM32F103单片机上的应用简单可靠，只需一块HC-SR04超声波传感器模块就可以实现机器人的自主避障功能。送餐机器人100行进中的避障模块选用超声波测距换能器HC-SR04。HC-SR04测量距离的精度可达3 mm，有效的非接触测距范围为2～400cm。超声波模块测出障碍物的距离后，通过主控模块40的单片机及程序的控制使送餐机器人100在检测到距离障碍物20cm左右时停止工作，即可实现利用超声波测距原理进行避障。为进一步增强测距范围和测距灵活性，采用180度舵机搭载超声波自成云台系统，可探测左—中—右三个方向障碍物进行避障。

进一步地，红外循迹技术就是基座主体20组成的小车在白色地板上循黑线行走，通常采用的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射强度的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

在本实施例中，选择了DRS100红外传感器搭建红外循迹模块以实现送餐机器人100的自主循迹，提高循迹的精度和准确度。红外传感器采用多组发射管发射红外光，光线在到达黑色轨迹和白色背景时，反射强度有所不同，通过多组红外接收管接收光线，依据发射的强度判断轨道的位置。设置在基座主体20底部的红外循迹模块50的主体左右各设置一组DRS3100传感器，以便于当送餐机器人100偏离路线时能够及时左右纠正，进而提高寻迹的精确性。安装在送餐机器人100的基座主体 20底部上的2组红外发射与接收对管、1个电压比较芯片、1组电位器和 1组状态指示LED灯组成了整个红外循迹模块50。

进一步地，本实用新型的实施例基于STM32F103ZET6单片机搭建智能送餐机器人100。送餐机器人100由基座主体20的直流减速电机驱动四轮的自主行走单元和餐盘传动单元组成。送餐机器人100由主控模块40、红外循迹模块50、超声波避障模块60、电机驱动模块70、电源模块30等部分组成，具有路径识别和自主避障的功能，可以准确的识别目标路径。自主行走单元系统采用PWM调控机器人的速度，安装在机器人底盘上的红外传感器对轨道形状及宽度进行循迹，并将检测到的信号传输给STM32，控制机器人左右电机的运转，进而调整运行方向或停止；应用超声波测距模块，通过单片机及程序的控制使送餐机器人在检测到距离障碍物安全距离20cm(暂定)左右时停止工作。待运动到指定餐桌位置后，由机器人身上的红外传感器确定所在位置并对机器人所处位置进行负反馈调节，待位置精确后结合语音播报功能，送出餐盘的同时对客人发出取餐提示；取餐结束后返回取餐点待命。

本实用新型的送餐机器人100具有以下优点：1、成本低、可操作性强，为广大中小型餐厅提供了机器人低廉劳动力的选择；2、适应能力强，只需要根据餐厅结构和餐桌位置设置好轨迹线后即可开展工作；3、工作时间长，较人工服务员实用可靠。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型做了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种送餐机器人(100)，其特征在于，包括：

餐架(10)，用于盛放待传送的餐品；

基座主体(20)，所述餐架(10)设置在所述基座主体(20)上，所述基座主体(20)的底部至少包括左驱动轮(21)和右驱动轮(22)；

电源模块(30)，设置在所述基座主体(20)内，所述电源模块(30)为所述送餐机器人提供电源；

主控模块(40)，设置于所述基座主体(20)内，用于控制所述送餐机器人运行；

红外循迹模块(50)，设置于所述基座主体(20)底部，与所述主控模块(40)电连接，所述红外循迹模块(50)用于采集设置在地面上的轨迹信息，并将所述轨迹信息传送至所述主控模块(40)；

超声波避障模块(60)，设置在所述基座主体(20)的前端，与所述主控模块(40)电连接，所述超声波避障模块(60)用于发射并接收超声波信息，并将接收到的所述超声波信息发送至所述主控模块(40)；

其中，所述主控模块(40)根据接收到的所述轨迹信息和所述超声波信息控制电机驱动模块(70)分别驱动所述左驱动轮(21)和所述右驱动轮(22)的运行。

2.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，还包括：

显示器(80)，所述显示器(80)设置在所述餐架(10)的顶端，与所述主控模块(40)电连接，所述显示器(80)用于显示所述送餐机器人的送餐计划；

其中，所述主控模块(40)内置有操作系统，操作人员通过所述显示器(80)操控所述操作系统修改所述送餐计划从而控制所述送餐机器人的运行。

3.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，

所述基座主体(20)的底部还包括万向轮(23)，所述万向轮(23)与所述左驱动轮(21)和所述右驱动轮(22)配合实现所述送餐机器人的移动。

4.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，还包括：

语音模块，与所述主控模块(40)电连接，所述语音模块用于接收识别语音控制信息和播报送餐信息；

所述主控模块(40)接收所述语音控制信息，并根据所述语音控制信息控制所述送餐机器人的运行。

5.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，还包括：

报警模块，与所述主控模块(40)电连接，所述主控模块(40)根据接收到的所述超声波信息控制所述报警模块发出报警信号。

6.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，

所述主控模块(40)为STM32F103单片机。

7.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，

所述红外循迹模块(50)包括多个DRS100红外传感器。

8.根据权利要求1所述的送餐机器人，其特征在于，

所述超声波避障模块(60)采用HC-SR04超声波测距换能器。

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