循跡送餐機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機電液一體化領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種循跡送餐機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)化進程的加快，機械自動化成為了社會的一種趨勢。在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)大量運用機器人完成生產(chǎn)線的加工與制造。隨著人們對生活中物質(zhì)文化需求的增多，機器人也漸漸走入了人們的生活之中。尤其是在餐飲行業(yè)，一款良好的送餐機器人可以良好的減緩企業(yè)用工的壓力。但現(xiàn)在的餐飲行業(yè)多是以人力進行工作及送餐，人流量大，工作強度高，對勞動人員的精神及體力無疑是一種嚴峻的考驗；對企業(yè)來說，即使花很高的價錢也很難留住勞動人員。但此類服務的技術(shù)含量相對較低，大量的雇傭勞動人員又會造成人才的不合理利用，人力資源造成不必要的浪費，而且雇傭人力還會存在著衛(wèi)生等隱患。如能開發(fā)一款以機器人代替人力進行送餐的機械設(shè)備，無疑可以減少企業(yè)的用工難，工作壓力大等問題，對于食品衛(wèi)生安全方面也會有進一步的保證。企業(yè)也可以避免長期花費高價雇傭服務員等費用，對企業(yè)來說又是一筆額外的收益。而且以機器人代替人力還會使餐廳成為亮點，吸引顧客，對企業(yè)的發(fā)展有著良好的市場前景。因此，送餐機器人將會成為未來餐飲行業(yè)的必然趨勢。
[0003]ZL201220116407.7所述尋跡輸送機器人只能實現(xiàn):人把物品放在機器人機蓋上，機器人能沿著指定的軌跡線到達目的地。由目的地人員取走物體，再給其指令原路返回。這種機器人用于餐廳有很大的局限性:一方面機器人高度尺寸小，坐在餐桌邊的人需要彎腰才能取餐，特別是不能把菜給顧客自動送到餐桌上面；另一方面機蓋尺寸小，一次只能放一盤菜；第三其循跡簡單，不能滿足餐廳多桌位的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，克服上述ZL201220116407.7循跡輸送機器人的不足，提供一種具有機械手能夠多桌位送餐的循跡送餐機器人，以降低生產(chǎn)成本，節(jié)省勞動力，解決低端人力資源的短缺。
[0005]本發(fā)明循跡送餐機器人，循跡送餐機器人，其特征是，所述機器人由機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成；
[0006]所述機械系統(tǒng)包括一個驅(qū)動輪、直流行走電機、步進轉(zhuǎn)向電機和傳感器；位于機器人下部的外機殼內(nèi)安裝相互嚙合的大齒輪和小齒輪，所述驅(qū)動輪安裝在大齒輪上，由直流行走電機帶動驅(qū)動輪前進，步進轉(zhuǎn)向電機連接小齒輪，大齒輪底部裝有排在一排的八個傳感器，驅(qū)動輪的正前方另裝有第九個傳感器，步進轉(zhuǎn)向電機連接的小齒輪轉(zhuǎn)動，帶動中間的大齒輪以及安裝在大齒輪上的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)向；外機殼上表面為機頂蓋；
[0007]所述液壓系統(tǒng)包括油箱、齒輪泵、直流電機、豎直缸、水平缸和抓取缸；油箱放在機頂蓋上，油箱蓋上面安裝直流電機，直流電機通過聯(lián)軸器與齒輪泵連接，所述油箱蓋的另一側(cè)安裝壓力表、透氣塞、電磁閥和溢流閥；在油箱蓋中心固定中心軸，豎直缸與中心軸連接固定；將支柱一端與機頂蓋安裝連接，再將餐臺與支柱的另一端固定，所述豎直缸穿過餐臺中心，豎直缸的伸縮桿頂部安裝大夾緊板，將水平缸放入大夾緊板內(nèi)，用螺栓緊固大夾緊板使水平缸固定，大導向架與豎直缸的缸體連接固定，豎直缸的伸縮桿位于大導向架內(nèi)，水平缸的伸縮桿頂部安裝小夾緊板，將抓取缸與小夾緊板連接固定，小導向架與水平缸的缸體連接固定，水平缸的伸縮桿位于小導向架內(nèi)；避障傳感器安裝在小導向架前端孔中；
[0008]所述抓取缸的缸體底部安裝環(huán)形支架，機械手指的頂端與環(huán)形支架連接，所述機械手指的中間孔與連桿一端連接，餐盤定位傳感器套與和連桿的另一端孔連接，餐盤定位傳感器套通過螺紋與抓取缸的伸縮桿內(nèi)螺紋配合連接，將油管分別與抓取缸、溢流閥、豎直缸、水平缸、壓力表、油箱、電磁閥相連；
[0009]所述控制系統(tǒng)包括電源部分、傳感器、避障感應器、餐盤定位傳感器、電磁閥、單片機、液晶屏、紅外遙控器、繼電器和步進轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動器；傳感器連接于單片機相應的輸入端以檢測機器人偏離軌跡的狀態(tài)；避障傳感器連接于單片機相應的輸入端以防止機器人撞到前方障礙物；餐盤定位傳感器連接于單片機相應輸入端控制機械手尋找菜盤；繼電器連接于單片機相應的信號輸入端控制機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；液晶屏采用16位液晶屏連接于單片機相應的輸入端以顯示相應的控制信息；紅外遙控器用來輸入相應桌號給紅外接收頭，紅外接收頭連接于單片機以啟動機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)；步進轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動器連接于單片機的相應輸出端，步進轉(zhuǎn)向電機連接于步進轉(zhuǎn)向電機驅(qū)動器的輸出端；直流電機連接于相應的繼電器，通過繼電器控制機器人的前進及停止。
[0010]所述其外機殼底面周邊安裝四個輔助萬向腳輪。
[0011]所述中心軸通過鍵與軸法蘭固定，帶法蘭的豎直缸與軸法蘭通過螺栓連接固定。
[0012]所述將環(huán)形支架的四個圓柱插入抓取缸的導向孔中，擋板蓋住抓取缸頂端，將擋板的四個孔套在環(huán)形支架的四個圓柱上，用螺母將其擰緊。
[0013]所述電源部分由兩塊12V鉛酸電池和5V電源組成，兩塊12V鉛酸電池為整個控制機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)提供電源；由5V電源為單片機供電。
[0014]控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對輪子轉(zhuǎn)向、前進、停止以及液壓系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)對盤子的抓取?？刂葡到y(tǒng)還設(shè)有紅外遙控程序，當機器人的電源接通時，利用遙控器輸入相應的桌號，機器人便會啟動到達相應的桌位實現(xiàn)送餐過程。機器人的行走部分是通過機械系統(tǒng)實現(xiàn)的，機械系統(tǒng)由一個驅(qū)動輪、直流電機、步進轉(zhuǎn)向電機、傳感器組成，為了使該機器人結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活，利用其機器人特有的獨輪結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輪子的直線行走及轉(zhuǎn)彎，結(jié)構(gòu)簡單靈活；在其外殼四周加裝了四個輔助萬向腳輪，保證它無論向何方運動都能穩(wěn)定。驅(qū)動輪由為電機配重的大齒輪固定，步進轉(zhuǎn)向電機被固定在小齒輪支架圈上，大齒輪底部裝有排在一排的八個傳感器。機器人循跡的軌跡為黑色線條，利用傳感器對黑線的檢測來控制機器人的行走方向，當機器人偏離軌道時，外側(cè)的傳感器會檢測到黑線，根據(jù)傳感器位置的不同，傳感器將信號發(fā)送到控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)的單片機對機器人進行糾偏。這時，輪子會向反方向轉(zhuǎn)偏離的角度，使驅(qū)動輪回到軌跡的正中央，在八個傳感器的前方另裝有一個傳感器，當機器人走到指定桌位時，九個傳感器同時檢測到黑線，機器人停止行走，執(zhí)行抓盤子程序。此時手指張開，步進轉(zhuǎn)向電機以驅(qū)動輪中軸線為中心進行旋轉(zhuǎn)，機械手執(zhí)行找盤子動作，手掌中心裝有餐盤定位傳感器，盤子放置的高度高于臺面，當餐盤定位傳感器正對于臺面時，餐盤定位傳感器的檢測距離小于臺面，不能檢測到物體，繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。一旦餐盤定位傳感器轉(zhuǎn)到盤子下面時，手指回轉(zhuǎn)到盤子中心位置，此時液壓系統(tǒng)啟動。液壓缸的運動是通過控制系統(tǒng)的單片機控制繼電器的吸合與斷開控制的，再通過與繼電器相連的電磁換向閥來控制液壓缸的伸長與收縮。豎直液壓缸由最高點下降至距離盤子一定高度后停止。此時抓取液壓缸收縮，機械手抓取盤子。抓完盤子后液壓缸轉(zhuǎn)回到初始位置，水平液壓缸伸長，豎直液壓缸下降，當盤底與桌子相接觸的時候，機械手張開，盤子放到桌子上。之后機械手收回，液壓系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)。繼續(xù)執(zhí)行抓盤子過程，餐臺共有四個盤子，當機械手依次抓完盤子以后，端菜過程結(jié)束。步進轉(zhuǎn)向電機掉頭旋轉(zhuǎn)180度，直線電機啟動，原路返回。機器人裝有避障裝置，當前方遇到障礙物時，機器人會自動停止行走，以免撞到障礙。障礙物撤離后，直流電機又會啟動，繼續(xù)前行，返回路徑初始位置。實現(xiàn)了送餐的全智能化。
[0015]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，將機、電、液完美的結(jié)合起來，液壓系統(tǒng)具有運行平穩(wěn)，可靠性高，控制方便等優(yōu)勢；機械手采用國際上最先進的3D打印技術(shù)，材質(zhì)輕，強度大，加工方便。機器人整體體積與人體相似，活動輕巧，不占空間，在餐廳中使用是最佳之選。本發(fā)明很好的解決了餐飲行業(yè)現(xiàn)在用工貴，用工難的問題，避免造成不必要的人才浪費；本發(fā)明拆裝方便，零件具有可替換性，大大地提高了機器人的維護效率，降低了維護成本，可以為企業(yè)節(jié)省資金，提高餐廳運營收益。本發(fā)明良好的外觀造型也為餐廳增加客流量、提