[发明专利]自助餐厅服务机器人

说明书

技术领域

本发明属于服务机器人领域，涉及一种自助餐厅服务机器人，特别涉及一种具有循迹功能的服务机器人装置。

背景技术

自助餐厅的食物选取需要就餐人员进行挑选，用过的餐盘需要服务人员手动收取。这种情况一方面增加了服务人员的劳动强度，另一方面由于就餐人员对食物的集中挑选增加了就餐人员的就餐时间，同时人员的流动造成餐厅拥挤，影响就餐环境，当服务人员服务不及时时还会影响餐厅的服务质量，造成餐厅服务满意度降低。

因此，设计一种能够循迹的餐厅服务机器人，为就餐人员送取食物，以及实现就餐人员自助清理餐盘，能够有效减小餐厅服务人员的工作强度，提高餐厅的利用率，改善就餐环境，提高餐厅的服务质量，尤其在自助餐厅中具有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对目前自助餐厅领域食物及餐盘清理自动化程度低的不足，设计一种具有循迹功能的餐厅服务机器人，提高餐厅服务的自动化程度，提高餐厅的运行效率，改善用餐环境。

本发明所采用的技术方案是：一种自助餐厅服务机器人，包括有2个前轮、2个作为驱动轮的后轮、1个舵机控制前轮转向、单片机控制单元、LCD显示器，机器人两侧装有与直流电机轴相连接的平板托盘、机器人前端中间位置装有用于循迹的摄像头，循迹线铺置在餐厅过道或传菜通道，停止线在就餐区并与循迹线垂直铺置，其特征在于，所述循迹线是一条与运用场地的地面形成明显色差的胶带线；所述的平板托盘与直流电机的转轴相连，直流电机可带动平板托盘旋转运动，并确保平板托盘始终处于水平位置；所述的2个后轮由直流电动机带动旋转作为机器人的驱动轮。

本发明的目的在于用简单的电路和元器件做出价格低廉、结构简单的自助餐厅循迹服务机器人，通过循迹线引导机器人按照预计路线行驶，以实现机器人在自助餐厅为就餐人员提供送取食物、自助清理餐具等功能，具有很好的实用性。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细说明。

自助餐厅服务机器人通过安装于前端的摄像头获取道路前段景象，识别出循迹线和停止线的位置，通过控制舵机的旋转使循迹线位于摄像头所拍摄图像的中间位置，即机器人的左右轴线正对着循迹线，以确保机器人能够沿着循迹线行驶。为了确保在转弯处机器人能够实现稳定的循迹效果，舵机的旋转角度采用闭环控制。单片机根据识别出的循迹线的位置与图像中间位置的偏差，计算出舵机的角度误差，采用PID控制算法计算控制率，通过驱动芯片控制舵机旋转。

在就餐人员的就餐区铺置与循迹线相垂直的停止线，当在摄像头所获取的图像中识别出停止线时，机器人则停止行驶10秒钟，并在LCD显示器上进行倒计时显示，以等待就餐人员从机器人的平板托盘中拿下食物，或者将用过的餐具放在机器人的平板托盘上。停止10秒钟后，机器人继续沿着循迹线匀速行驶。

机器人的行驶功能由后轮的驱动电机控制。为确保机器人匀速、稳定的行驶在循迹线上，驱动电机采用速度闭环控制。采用光电码盘测量驱动电机的旋转速度，与给定速度相比较，得到误差信号，采用PID控制算法计算控制率，通过驱动芯片控制驱动电机的旋转速度，使得机器人无论在空载、满载、爬坡、下坡等状态行进时都能够平稳匀速地行驶。

由于餐厅的具体布局结构不同，机器人可能运行在斜坡上，为了确保机器人在斜坡上运行时，机器人平板托盘中的食物不会因倾斜而滑落或洒失，与平板托盘相连接的直流电机通过倾角传感器实现位置闭环控制。倾角传感器采用SCA610倾角传感器，倾角传感器贴装在平板托盘上，以检测平板托盘与水平方向的夹角误差，通过PID控制算法计算控制率，通过驱动元件控制与平板托盘相连接的直流电机旋转，以减小平板托盘与水平方向的夹角误差，以确保机器人能够平稳地为就餐人员送取食物和餐具。

本发明的优点在于，控制装置结构简单，成本低廉，控制方便，机器人的舵机、驱动电机、平板托盘均采用闭环控制，确保机器人能够稳定、有效地实现送取食物和餐具的功能，能够提高餐厅的管理水平与运行的自动化程度，适用于自助餐厅等服务场所。