一种送餐机器人的制作方法

本实用新型涉及智能机器人技术领域，特别涉及一种送餐机器人。

背景技术：

随着科技发展，在餐饮行业中逐渐出现了具有自助点餐、送餐功能的智能送餐机器人，国内有很多餐厅开始试用机器人送餐服务，送餐机器人慢慢的开始取代人工送餐服务。

目前市场中多用机械手来进行物件搬运，但由于其不平稳的特点，难以实现将餐盘自动且平稳的送上餐桌，还需要用户起身走到机器人旁拿取餐盘，不利于提高用户的用餐体验舒适度。因此，亟需一种能够将餐盘平稳的自动送上餐桌的送餐机器人。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种送餐机器人，能够平稳的将餐盘送上餐桌，有利于提高用户的用餐满意度。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种送餐机器人，包括箱体和控制器，所述箱体的顶部设置有推板，所述推板上靠近两端的位置贯穿有丝杠，所述推板能够沿所述丝杠前后移动，所述丝杠上匹配有螺母，且所述螺母与所述推板固定连接，所述丝杠的一端连接有第一驱动装置，所述第一驱动装置用于驱动所述丝杠旋转；所述箱体的底部设置有行走机构，所述行走机构包括行走轮以及用于驱动所述行走轮运动的第二驱动装置；所述控制器分别与所述第一驱动装置和所述第二驱动装置电连接，所述控制器用于控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置启停。

进一步地，所述箱体的前侧设置有图像采集模块和超声波模块，所述图像采集模块和所述超声波模块分别与所述控制器电连接；所述箱体前侧的图像采集模块用于采集餐桌标识信息，所述箱体前侧的超声波模块用于采集箱体的前端面距餐桌的距离信息；所述控制器用于接收餐桌标识信息和箱体前端面距餐桌的距离信息，并将餐桌标识信息与预设标识信息比对，将箱体前端面距餐桌的距离信息与预设推盘距离信息比对；当餐桌标识信息与预设标识信息一致，且箱体前端面距餐桌的距离信息小于等于预设推盘距离信息时，所述控制器用于控制所述第二驱动装置停止驱动，并控制所述第一驱动装置驱动所述丝杠旋转。

进一步地，与所述箱体前侧面相邻的一侧面也设置有图像采集模块和超声波模块，侧面的图像采集模块和超声波模块分别与所述控制器电连接。

进一步地，还包括蓄电池，所述蓄电池和所述控制器设置在所述箱体内，所述蓄电池分别与所述第一驱动装置、所述控制器、所述第二驱动装置、所述图像采集模块和所述超声波模块电连接。

进一步地，所述箱体的顶部两侧分别设置有挡板。

进一步地，所述第一驱动装置采用步进电机。

进一步地，所述箱体的底部四角位置分别设置有所述行走轮，每个所述行走轮对应一个所述第二驱动装置，所述第二驱动装置采用霍尔编码电机，所述行走轮采用麦克纳姆轮。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供的一种送餐机器人，将餐盘放置在箱体的顶部，当机器人到达目标餐桌时，通过控制器控制第一驱动装置驱动丝杠顺时针旋转，此时，因为螺母与推板固定连接，螺母会相对丝杠向前运动，进而推动推板向前运动，在螺母与丝杠相对运动的作用下，实现推板将餐盘平稳的推送上餐桌，然后，控制器控制第一驱动装置驱动丝杠逆时针旋转，螺母向后运动，将推板带回复位。因为推板的位移是通过螺母在丝杠上一丝一丝的向前位移产生的，所以其平稳性非常好，能够确保在餐盘上桌时，餐盘中的食物不会洒落，有利于提高用户的用餐满意度，也就是说，本实用新型利用了丝杠螺母运行精度高且工作平稳的特点解决餐盘上桌不平稳的问题。

进一步地，本实用新型采用安装在箱体的前侧图像采集模块和超声波模块共同判定机器人是否到达目标餐桌，当餐桌标识信息与预设标识信息一致，且箱体前端面距餐桌的距离信息小于等于预设推盘距离信息时，则认定到达目标餐桌，控制器控制第二驱动装置停止驱动，并控制第一驱动装置驱动丝杠旋转，通过双重判定，避免将餐盘在推动上餐桌时发生倾覆的问题。

进一步地，本实用新型在与箱体前侧面相邻的一侧面也设置有图像采集模块和超声波模块，侧面的图像采集模块和超声波模块分别与控制器电连接，通过前面以及侧面的图像采集模块和超声波模块实现避障功能。

进一步地，在箱体的顶部两侧分别设置有挡板，能够有效的防止餐盘从机器人顶部的两侧掉落的问题。

进一步地，第一驱动装置采用步进电机，其控制灵敏度更高，能够更好的保证餐盘上桌时的平稳性。

进一步地，箱体的底部四角位置分别设置有行走轮，每个行走轮对应一个第二驱动装置，第二驱动装置采用霍尔编码电机，行走轮采用麦克纳姆轮，麦克纳姆轮能够实现机器人全方位运动，可以实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，大大提高了机器人运动的灵活性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型设计的送餐机器人的侧向视角立体图；

图2为本实用新型设计的送餐机器人的下半部分的内部结构图；

图3为本实用新型设计的送餐机器人摆盘部分的立体示意图。

1-箱体；2-丝杠；3-第一驱动装置；4-推板；5-控制器；6-行走轮；7-第二驱动装置；8-挡板；9-图像采集模块；10-超声波模块；11-蓄电池；12-基座；13-螺母；101-底板；102-顶板；103-第一侧板；104-第二侧板；105-支撑杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

作为本实用新型的某一具体实施方式，结合图1、图2和图3所示，一种送餐机器人，包括箱体1、丝杠2、第一驱动装置3、推板4、控制器5、行走轮6、第二驱动装置7、挡板8、图像采集模块9、超声波模块10和蓄电池11；本实施例中，箱体1由底板101、顶板102、两个第一侧板103、两个第二侧板104和四根支撑杆105共同组成。如图2所示，控制器5和蓄电池11安装在箱体1内。

结合图1和图3所示，箱体1的顶板102上端面用于放置餐盘，在箱体1的顶板102的上端面设置有推板4，推板4上靠近两端的位置贯穿有丝杠2，推板4能够沿丝杠2前后移动，丝杠2上匹配有螺母13，且螺母13与推板4固定连接，丝杠2的一端连接有第一驱动装置3，第一驱动装置3用于驱动丝杠2旋转，当第一驱动装置3驱动丝杠2顺时针旋转时，螺母13相对丝杠2向前运动，进而推动推板4也向前运动，当第一驱动装置3驱动丝杠2逆时针旋转时，螺母13相对丝杠2向后运动，进而带动推板4也向后运动。优选的，第一驱动装置3采用步进电机；为了避免餐盘从两侧掉落，在箱体1的顶板102两侧分别安装有挡板8。

结合图1和图2所示，在箱体1的底部设置有行走机构，行走机构包括行走轮6以及用于驱动行走轮6运动的第二驱动装置7，具体的，箱体1的底部四角位置分别设置有行走轮6，每个行走轮6对应一个第二驱动装置7。优选的，第二驱动装置7采用霍尔编码电机，行走轮6采用麦克纳姆轮。本实施例中，采用tb6612fng直流电机驱动模块控制底板的4个霍尔编码电机来驱动麦克纳姆轮。

本实用新型中的控制器5分别与第一驱动装置3和第二驱动装置7电连接，控制器5用于控制第一驱动装置3和第二驱动装置7启停。当第二驱动装置7驱动行走轮6行走至目标餐桌时，第一驱动装置3驱动丝杠2顺时针旋转，进而将推板3向前推动，完成将餐盘推送上餐桌的任务后，第一驱动装置3驱动丝杠2逆时针旋转，进而带板3向后运动复位。当然，应根据实际情况，将顶板102的上端面与餐桌的桌面设计在同一平面内。

本实施方式中，控制器5控制第一驱动装置3和第二驱动装置7启停的具体方式为，如图1所示，在箱体1的前侧设置有图像采集模块9和超声波模块10，图像采集模块9和超声波模块10分别与控制器5电连接；箱体1前侧的图像采集模块9用于采集餐桌标识信息，箱体1前侧的超声波模块10用于采集箱体1的前端面距餐桌的距离信息；控制器5用于接收餐桌标识信息和箱体前端面距餐桌的距离信息，并将餐桌标识信息与预设标识信息比对，将箱体前端面距餐桌的距离信息与预设推盘距离信息比对；当餐桌标识信息与预设标识信息一致，且箱体前端面距餐桌的距离信息小于等于预设推盘距离信息时，即判断机器人行走至目标餐桌，此时，控制器5控制第二驱动装置7停止驱动，并控制第一驱动装置3驱动丝杠2顺时针旋转，进而将推板3向前推动，推板3将餐盘推送上餐桌，当完成将餐盘推送上餐桌的任务后，第一驱动装置3驱动丝杠2逆时针旋转，进而带板3向后运动复位。

也就是说，机器人在送餐过程中，根据自身储存的餐厅地图信息以及路线数据库进行移动，当图像采集模块9识别到目标餐桌的数字标识，且超声波模块10采集的距离满足能够将餐盘平稳的推送上餐桌的距离时，即可判断其达到目标位置，再利用丝杠以及推板将餐盘推送上餐桌，推送上餐桌后，机器人继续沿餐厅路线运动，最终返回取餐区域，结束一次送餐任务。

当然，本实用新型必然设计有避障功能，具体结合图1所示，在与箱体1前侧面相邻的一侧面也设置有图像采集模块9和超声波模块10，侧面的图像采集模块9和超声波模块10分别与控制器5电连接。箱体1侧面的图像采集模块9用于采集侧方的障碍物信息并发送给控制器5，侧面的超声波模块10用于采集箱体1侧面距离障碍物的实际距离信息并发送给控制器5。且箱体1前侧的图像采集模块9还用于采集箱体1前方的障碍物信息并发送给控制器5，前侧的超声波模块10还用于采集箱体1的前端面与障碍物之间的实际距离信息并发送给控制器5。

机器人在固定的取餐处取餐，并沿餐厅送餐路线运动。在机器人送餐过程中，即机器人按照控制器5存储的餐厅地图信息以及路线数据库进行移动时，控制器5接收箱体1前侧的超声波模块10发送的实际距离信息，并将实际距离信息与预设安全距离信息比较，当实际距离小于预设安全距离时，控制器5控制第二驱动装置7停止驱动，同时，控制器5根据箱体1前侧的图像采集模块9发送的障碍物信息判断该障碍物是人或物，当判断为人时，控制器5控制语音模块发出语音提醒行人注意避让；当判断为物时，控制器控制第二驱动装置7驱动行走轮6向侧面行走避障，此时，控制器5会接收箱体1侧面的超声波模块10发送的实际距离信息，并将实际距离信息与预设安全距离信息比较，当实际距离小于预设安全距离时，控制器5控制第二驱动装置7停止驱动，同时，控制器5根据箱体1侧面的图像采集模块9发送的障碍物信息判断该障碍物是人或物，当判断为人时，控制器5控制语音模块发出语音提醒行人注意避让；当判断为物时，发出警报，待人为解除障碍。

如图1所示，箱体1前侧以及侧面的图像采集模块9和超声波模块10分别安装在基座12上，图像采集模块9和超声波模块10固定在基座12上部和下部，内部芯片以及线路隐藏在基座12内部，基座分别放置在前挡板和侧挡板中部。图像采集模块9为高清摄像头。

本实施方式中，控制器5的型号为stm32f103，stm32f103内部包含语音模块，蓄电池11和控制器5设置在箱体1内，蓄电池11分别与第一驱动装置3、控制器5、第二驱动装置7、图像采集模块9和超声波模块10电连接，蓄电池11为上述用电器件供电。

本实用新型的机器人在目前国内已有送餐机器人的基础上，去除了多余部件(如手臂等人形外观部件)使得机器人结构更加简洁紧凑；而且通过采用标准化模块以进一步降低成本，从而获得较高的性价比；同时可以节省人力资源，提升餐馆的送餐效率；还能够通过送餐机器人新颖的外形营造科技餐厅的形象，帮助餐厅吸引顾客。

本实用新型设计的送餐机器人采用区域负责模式，即一台机器人负责一个区域的餐桌，几台机器人共同完成整个餐馆的送餐任务，因此在进行路线优化时还会考虑其他机器人所处实时位置的影响，并且设备结构简单，经济性好，易于推广。

本实用新型可以填补中小型餐馆送餐机器人市场空缺，具有一定的经济效益，有可观的市场前景，另外，本项目研发的送餐机器人具有广延性，送餐机器人稍做修改后可以灵活运用于仓库管理物流等其他方面，应用范围广泛。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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