CN219095133U - 一种餐具回收智能机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种餐具回收智能机器人，包括可移动底盘，所述底盘顶部的一端安装有可垂直以及水平移动的收纳箱，所述底盘顶部的另一端安装有可旋转及升降的桌面操作装置，所述桌面操作装置的下方设置有垃圾箱，所述桌面操作装置的上方设置有视觉识别装置，所述桌面操作装置包括机械手以及桌面清洁板。与现有技术相比，本实用新型能够适用于不同高度餐桌进行餐具回收以及清理操作，无需人工辅助配合，有效提高餐具回收的自动化水平和效率。

Description

一种餐具回收智能机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种餐具回收智能机器人。

背景技术

目前市场上的餐具回收机器人体积庞大且多为半自动化，只具备储存、运送餐具的功能，缺少自动收纳、预清理、分类、桌面清洁等功能，因此机器人工作时需要与人工相配合，增加了人力成本。此外，现有的全自动餐具回收机器人通常采用运动地盘加多轴机械臂的结构形式，其机械结构较单一、环境适应能力较差、工作效率较低、观赏性不佳、安全性能低。

比如，中国专利CN110465954A公开了一种基于机器视觉的餐具回收机器人系统及控制方法。该机器人设置有多轴机械臂、AGV运动小车、回收箱等，所有装置均安装于小车底座之上。一方面体积庞大、缺少餐桌清洁装置，另一方面由于机械臂的工作高度有限，其对餐桌高度有一定的要求，也就无法适用于不同高度的餐桌；机械臂结构外露，其安全性无法保障；外观性较差，不适于在餐厅等休闲场所出现。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种餐具回收智能机器人，能够适用于不同高度餐桌进行餐具回收以及清理操作。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种餐具回收智能机器人，包括可移动底盘，所述底盘顶部的一端安装有可垂直以及水平移动的收纳箱，所述底盘顶部的另一端安装有可旋转及升降的桌面操作装置，所述桌面操作装置的下方设置有垃圾箱，所述桌面操作装置的上方设置有视觉识别装置，所述桌面操作装置包括机械手以及桌面清洁板。

进一步地，所述机械手包括夹爪，所述夹爪连接有外啮合齿轮组，所述外啮合齿轮组连接有转盘，所述转盘与舵机同轴连接，所述转盘连接有一体化的内套筒，所述外啮合齿轮组安装于内套筒内部。

进一步地，所述桌面清洁板和机械手分别连接至平行设置的两根导轨，所述导轨的一端配合连接有固定滑块，所述导轨上固定安装有齿条，所述齿条啮合连接有齿轮，所述齿轮与电机的输出轴连接。

进一步地，所述导轨贯穿设置于圆筒壳体，所述壳体内设置有第一升降装置，所述第一升降装置的顶部与导轨连接，所述第一升降装置的底部与旋转机构连接，所述垃圾箱通过挂钩与旋转机构连接。

进一步地，所述第一升降装置包括电动推杆，所述电动推杆的顶部设置有升降板，所述升降板与导轨连接，所述电动推杆的底部与旋转机构连接。

进一步地，所述旋转机构包括圆板，所述圆板上安装有旋转舵机和圆形导轨，所述圆形导轨上均布设置有三个弧形滑块，所述三个弧形滑块通过连接板对应与三个连接柱的底部相连接，所述三个连接柱的顶部与升降板连接。

进一步地，所述收纳箱的底部连接有第二升降装置，所述收纳箱还连接有夹送装置，所述第二升降装置包括顶升电机，所述顶升电机通过连轴器与螺杆连接，所述螺杆配合连接有螺杆套筒，所述螺杆套筒与收纳箱的底部连接。

进一步地，所述夹送装置包括推送电机，所述推送电机连接有推送滑块，所述推送滑块上安装有夹板，所述夹板与收纳箱的侧壁相抵触，所述推送滑块安装于滑槽内，所述滑槽内还安装有夹取滑块，所述夹取滑块与夹取电机相连接。

进一步地，所述垃圾箱包括用于收集餐具中残留物的第一箱体以及用于收集桌面垃圾的第二箱体，所述第一箱体与第二箱体分隔设置。

进一步地，所述底盘底部的四个顶角位置安装有麦克纳姆轮。

与现有技术相比，本实用新型通过在底盘顶部的一端安装可垂直以及水平移动的收纳箱，在底盘顶部的另一端安装可旋转及升降的桌面操作装置，使得收纳箱能够移动至合适的高度并对餐具进行收纳、防止餐具在放入收纳箱时由于存在高度差而损坏，桌面操作装置能够移动至合适的位置对桌面进行餐具夹取以及桌面清理，由此能够很好地适用于不同高度餐桌进行餐具回收以及清理操作，且无需人工辅助配合，保证餐具回收的完全自动化和高效化。

本实用新型将收纳箱与夹送装置连接，能够进一步将收纳箱自动移送至指定位置，提高操作效率。

本实用新型将与机械手、桌面清洁板连接的导轨贯穿设置于圆筒壳体，并在壳体内设置第一升降装置、旋转机构，一方面保证了美观性，另一方面提高了使用安全性。

附图说明

图1为本实用新型的外形结构示意图；

图2a为本实用新型的左视结构示意图；

图2b为本实用新型的主视结构示意图；

图3a为本实用新型中机械手的内部结构示意图；

图3b为本实用新型中第一升降装置的结构示意图；

图3c为本实用新型中旋转机构的结构示意图；

图3d为本实用新型中第二升降装置以及夹送装置的结构示意图；

图4为本实用新型的工作过程示意图；

其中：1、舵机，2、转盘，3、外啮合齿轮组，4、夹爪，5、齿条，6、齿轮，7、电机，8、导轨，9、升降板，10固定滑块，11、电动推杆，12、旋转机构，13、推送电机，14、推送滑块，15、夹板，16、夹取滑块，17、夹取电机，18、顶升电机，19、螺杆套筒，20、螺杆，21、收纳箱，22、垃圾箱，23、底盘，24、视觉识别装置，25、机械手，26、桌面清洁板，231、麦克纳姆轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

如图1、图2a和图2b所示，一种餐具回收智能机器人，包括可移动底盘23(本实施例中，底盘23底部的四个顶角位置安装有麦克纳姆轮231，以实现整体灵活、平稳的运动)，底盘23顶部的一端安装有可垂直以及水平移动的收纳箱21，底盘23顶部的另一端安装有可旋转及升降的桌面操作装置，桌面操作装置的下方设置有垃圾箱22，桌面操作装置的上方设置有视觉识别装置24，桌面操作装置包括机械手25以及桌面清洁板26。

如图3a所示，机械手25包括夹爪4，夹爪4连接有外啮合齿轮组3，外啮合齿轮组3连接有转盘2，转盘2与舵机1同轴连接，转盘2连接有一体化的内套筒，外啮合齿轮组3安装于内套筒内部，由此，舵机1与转盘2同轴连接实现转盘2带动夹爪4的运动，使得夹爪4能够在水平面实现180°旋转，外啮合齿轮组3位于与转盘2一体的内套筒内，以带动齿轮杆实现夹爪4另一方向转动，使得夹爪4能够在垂直面实现一定角度的转动，从而完成餐具中垃圾倾倒的动作。

如图3b所示，桌面清洁板26和机械手25分别连接至平行设置的两根导轨8，导轨8的一端配合连接有固定滑块10，导轨8上固定安装有齿条5，齿条5啮合连接有齿轮6，齿轮6与电机7的输出轴连接，即导轨8的前端与机械手25/桌面清洁板26连接、后端与固定滑块10配合，齿条5固定在导轨8上，电机7通过驱动齿轮6带动相啮合的齿条5，实现机械手25/桌面清洁板26的伸缩移动。

其中，导轨8贯穿设置于圆筒壳体，壳体内设置有第一升降装置，第一升降装置的顶部与导轨8连接，第一升降装置的底部与旋转机构12连接，本实施例中，垃圾箱22通过挂钩与旋转机构12连接。

具体的，第一升降装置包括电动推杆11，电动推杆11的顶部设置有升降板9，升降板9与导轨8连接，电动推杆11的底部与旋转机构12连接，本实施例中，电动推杆11的底部通过螺钉螺母与旋转机构12相连接、顶部通过螺钉螺母与升降板9相连接，利用电动推杆11实现高度位置的变化，进而适用于不同高度的餐桌。

如图3c所示，旋转机构12包括圆板，圆板上安装有旋转舵机和圆形导轨，圆形导轨上均布设置有三个弧形滑块，以保证旋转的稳定性，利用旋转舵机实现整个桌面操作装置的旋转，进而实现餐具抓取角度调整及餐具的放置、分类操作。三个弧形滑块通过连接板对应与三个连接柱的底部相连接，三个连接柱的顶部与升降板9连接。

如图3d所示，收纳箱21的底部连接有第二升降装置，收纳箱21还连接有夹送装置，第二升降装置包括顶升电机18，顶升电机18通过连轴器与螺杆20连接，螺杆20配合连接有螺杆套筒19，螺杆套筒19与收纳箱21的底部连接，以实现收纳箱21的升降运动；夹送装置则包括推送电机13，推送电机13连接有推送滑块14，推送滑块14上安装有夹板15，夹板15与收纳箱21的侧壁相抵触，推送滑块14安装于滑槽内，滑槽内还安装有夹取滑块16，夹取滑块16与夹取电机17相连接。其中，夹取电机17通过螺杆驱动两边的夹取滑块16向内运动，实现收纳箱21的夹取；推送电机13通过螺杆驱动两边的推送滑块14将被夹板15夹紧的收纳箱21推出。

此外，在实际应用中，垃圾箱22可分隔设置为：用于收集餐具中残留物的第一箱体以及用于收集桌面垃圾的第二箱体。

将上述机器人应用于实际，其工作过程如图4所示。综上所述，本技术方案具有以下优点：

一、较强的环境适应性：

采用视觉识别装置，其中，摄像头用于进行机器视觉识别，对各种餐具准确识别，并精确抓取；还利用视觉slam实现避障及路径规划，自动运动至待清理的餐桌旁进行清理，由此保障设备安全运行；

采用第一升降装置、第二升降装置能够实现工作高度的变化，从而适应不同高度的餐桌；

底盘采用四个麦克纳姆轮结构，使机器人更加稳定，能够灵活运动；

二、机器视觉的应用：

利用机器视觉，可对餐具进行图像采集及位置确定，进而精确抓取餐具；

利用视觉slam实现避障及路径规划，自动运动至待清理的餐桌旁进行清理；

三、收纳箱的创新设计：

收纳箱底部可由第二升降装置实现自动升降，可防止餐具在放入收纳箱时由于存在高度差而损坏；

还可由夹送装置自动将收纳箱送至指定位置；

四、外观创新设计：

整体采用了一个类似于机器人的外观，具备主体和双臂，适合出现在餐厅等休闲场所；

大多机械结构由圆筒壳体包裹，没有裸露在外，提高了使用安全性。

Claims (9)

1.一种餐具回收智能机器人，其特征在于，包括可移动底盘(23)，所述底盘(23)顶部的一端安装有可垂直以及水平移动的收纳箱(21)，所述底盘(23)顶部的另一端安装有可旋转及升降的桌面操作装置，所述桌面操作装置的下方设置有垃圾箱(22)，所述桌面操作装置的上方设置有视觉识别装置(24)，所述桌面操作装置包括机械手(25)以及桌面清洁板(26)；

所述机械手(25)包括夹爪(4)，所述夹爪(4)连接有外啮合齿轮组(3)，所述外啮合齿轮组(3)连接有转盘(2)，所述转盘(2)与舵机(1)同轴连接，所述转盘(2)连接有一体化的内套筒，所述外啮合齿轮组(3)安装于内套筒内部。

2.根据权利要求1所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述桌面清洁板(26)和机械手(25)分别连接至平行设置的两根导轨(8)，所述导轨(8)的一端配合连接有固定滑块(10)，所述导轨(8)上固定安装有齿条(5)，所述齿条(5)啮合连接有齿轮(6)，所述齿轮(6)与电机(7)的输出轴连接。

3.根据权利要求2所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述导轨(8)贯穿设置于圆筒壳体，所述壳体内设置有第一升降装置，所述第一升降装置的顶部与导轨(8)连接，所述第一升降装置的底部与旋转机构(12)连接，所述垃圾箱(22)通过挂钩与旋转机构(12)连接。

4.根据权利要求3所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述第一升降装置包括电动推杆(11)，所述电动推杆(11)的顶部设置有升降板(9)，所述升降板(9)与导轨(8)连接，所述电动推杆(11)的底部与旋转机构(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述旋转机构(12)包括圆板，所述圆板上安装有旋转舵机(1)和圆形导轨(8)，所述圆形导轨(8)上均布设置有三个弧形滑块，所述三个弧形滑块通过连接板对应与三个连接柱的底部相连接，所述三个连接柱的顶部与升降板(9)连接。

6.根据权利要求1所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述收纳箱(21)的底部连接有第二升降装置，所述收纳箱(21)还连接有夹送装置，所述第二升降装置包括顶升电机(18)，所述顶升电机(18)通过连轴器与螺杆(20)连接，所述螺杆(20)配合连接有螺杆套筒(19)，所述螺杆套筒(19)与收纳箱(21)的底部连接。

7.根据权利要求6所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述夹送装置包括推送电机(13)，所述推送电机(13)连接有推送滑块(14)，所述推送滑块(14)上安装有夹板(15)，所述夹板(15)与收纳箱(21)的侧壁相抵触，所述推送滑块(14)安装于滑槽内，所述滑槽内还安装有夹取滑块(16)，所述夹取滑块(16)与夹取电机(17)相连接。

8.根据权利要求1所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述垃圾箱(22)包括用于收集餐具中残留物的第一箱体以及用于收集桌面垃圾的第二箱体，所述第一箱体与第二箱体分隔设置。

9.根据权利要求1所述的一种餐具回收智能机器人，其特征在于，所述底盘(23)底部的四个顶角位置安装有麦克纳姆轮(231)。

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