一種自動收拾餐具的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動收拾餐具的裝置，包括主控計算機、用于運載餐具的自動尋跡與定位機車裝置、用于防止發(fā)生碰撞的超聲波防撞裝置、呼叫裝置和用于檢測裝載量的載物紅外檢測裝置，所述的載物紅外檢測裝置和超聲波防撞裝置分別安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，所述的呼叫裝置包括呼叫端和接收端，所述的呼叫端設置于餐桌上以供客戶使用，所述的接收端安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，本實用新型的技術效果在于，通過感應無線技術、超聲波測距技術、無線通信技術、傳感技術等，完成了餐飲店自動收拾餐具的功能，為餐飲行業(yè)的發(fā)展提供了一種的高效技術方法和設備，具有十分積極地意義。
【專利說明】一種自動收拾餐具的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自動收拾餐具的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，國內(nèi)外大型高級餐飲店日益增多，如何使各餐飲店高效運轉成了人們所思考的熱點，目前，傳統(tǒng)的做法是增加服務生的量，以便及時的收拾客人餐桌上剩余的餐具，如碟子、杯子，以便客人方便用餐；該做法，浪費了大量的人力物力，且效率低，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決目前餐飲店收拾餐具需耗費大量人力物力的技術問題，本實用新型提供一種可方便快捷的收拾餐具的自動收拾餐具的裝置。
[0004]為了達到上述技術目的，本實用新型的技術方案是一種自動收拾餐具的裝置，包括主控計算機、用于運載餐具的自動尋跡與定位機車裝置、用于防止發(fā)生碰撞的超聲波防撞裝置、呼叫裝置和用于檢測裝載量的載物紅外檢測裝置，所述的載物紅外檢測裝置和超聲波防撞裝置分別安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，所述的呼叫裝置包括呼叫端和接收端，所述的呼叫端設置于餐桌上以供客戶使用，所述的接收端安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，所述的自動尋跡與定位機車裝置包括根據(jù)餐桌間過道位置來敷設在過道地面下的編碼電纜，自行走機車本體、安裝在機車上的機車控制裝置和天線箱，用于接收機車位置信號的機車運行監(jiān)測及通信裝置，所述的主控計算機和機車運行監(jiān)測及通信裝置通過有線方式通信連接，所述的編碼電纜通過無線方式通信感應天線箱位置并傳輸信號至機車運行監(jiān)測及通信裝置，機車運行監(jiān)測及通信裝置通過無線方式通信連接機車控制裝置。
[0005]所述的一種自動收拾餐具的裝置，所述的呼叫裝置的呼叫端包括依次串聯(lián)的按鍵、呼叫端控制器和呼叫端無線模塊，所述的呼叫裝置的接收端包括依次串聯(lián)的接收端無線模塊和接收端控制器，所述的接收端控制器通信連接至自行走機車本體的控制端。
[0006]所述的一種自動收拾餐具的裝置，所述的呼叫端的數(shù)量至少為一個，所述的接收端的數(shù)量為一個。
[0007]所述的一種自動收拾餐具的裝置，所述的超聲波防撞裝置包括超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、溫度傳感器和MCU，所述的超聲波發(fā)生器、超聲波接收器和溫度傳感器分別與MCU通信連接，所述的MCU通信連接至自行走機車本體的控制端。
[0008]所述的一種自動收拾餐具的裝置，所述的載物紅外檢測裝置包括紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，所述的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置分別安裝于自行走機車本體置物倉頂部且相對平行安裝，所述的紅外發(fā)射裝置包括紅外發(fā)光二極管，所述的紅外接收裝置包括依次串聯(lián)的紅外接收光敏三極管、反相器IC和紅外控制器。
[0009]本實用新型的技術效果在于，通過感應無線技術、超聲波測距技術、無線通信技術、傳感技術等，完成了餐飲店自動收拾餐具的功能，為餐飲行業(yè)的發(fā)展提供了一種的高效技術方法和設備，具有十分積極地意義。
[0010]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型自動尋跡與定位機車裝置的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型超聲波防撞裝置的結構示意圖；
[0013]圖3為本實用新型載物紅外檢測裝置的結構示意圖；
[0014]圖4為本實用新型呼叫裝置的呼叫端的結構示意圖；
[0015]圖5為本實用新型呼叫裝置的接收端端的結構示意圖；
[0016]圖6為本實用新型編碼電纜的結構示意圖；
[0017]圖7為R傳輸對線與G傳輸對線的位置；
[0018]圖8為機車運行監(jiān)測及通信裝置電路框圖；
[0019]圖9為機車控制裝置電路框圖；
[0020]圖10為RO、Rl傳輸對線電磁感應示意圖；
[0021]圖11為機車偏離編碼電纜中心線的偏離度檢測示意圖；
[0022]圖12為根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算的偏離度與理想偏離度對應圖形。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1，基于感應無線技術的自動尋跡定位車系統(tǒng)包括敷設在道路地面下的獨特編碼電纜，安裝在機車上的機車控制裝置和天線箱，安裝在中央控制室的機車運行監(jiān)測及通信裝置和主控計算機組成。主控計算機與機車運行監(jiān)測及通信裝置之間采用有線通信、機車運行監(jiān)測及通信裝置與機車控制裝置采用無線通信。
[0024](I)主控計算機一整個系統(tǒng)的管理控制中心，主要功能為:
[0025]①編排生產(chǎn)計劃——指定按順序作業(yè)的時間與位置；
[0026]②根據(jù)生產(chǎn)計劃，找出最佳路線；
[0027]③以動畫的形式顯示機車運行情況；
[0028](2)機車運行監(jiān)測及通信裝置，主要功能為:
[0029]①檢測編碼電纜的信息，得到機車所處位置，得到機車偏離道路中心的偏離度；
[0030]②機車運行監(jiān)測及通信裝置與主控計算機實現(xiàn)有線數(shù)據(jù)通信，與機車控制裝置之間實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)通信。將主控計算機傳遞的生產(chǎn)計劃、行駛路線，以及機車運行監(jiān)測及通信裝置檢測到機車位置和機車偏離道路中心的偏離度發(fā)送給機車控制裝置；將檢測到機車位置等信息發(fā)送給主控計算機。
[0031](3)機車控制裝置，主要功能為:
[0032]①與機車運行監(jiān)測及通信裝置進行無線通信；
[0033]②載波發(fā)生器通過天線箱發(fā)送載波，使編碼電纜通過電磁感應得到發(fā)送線圈的位置信息和發(fā)送線圈中心線偏離道路中心的信息；
[0034]③根據(jù)生產(chǎn)計劃和行駛路線，進行機車行駛控制。在需要轉彎是轉彎；根據(jù)機車偏離道路中心的偏離度，調(diào)整機車方向；控制機車到達目標位置時，自動定位。
[0035](4)編碼電纜，主要功能為:[0036]編碼電纜敷設在道路地面下，機車上天線箱中發(fā)送線圈發(fā)送載波信號時，編碼電纜的特殊結構通過電磁感應，得到發(fā)送線圈的位置信息和發(fā)送線圈偏離道路中心的信息，導向機車沿著編碼電纜自動行走。
[0037]編碼電纜采用X、Y編碼電纜，根據(jù)道路的情況敷設成如圖2所示的縱橫交錯的網(wǎng)格形狀，實現(xiàn)在X、Y平面可以自動尋跡和自動定位。編碼電纜敷設在道路的中心，所謂控制機車沿著編碼電纜敷設的路線行駛，就是控制機車在道路中心行駛。機車處于Χ、Υ交叉處時，可以控制機車90度轉彎，實現(xiàn)縱橫道路的變換。
[0038]主控計算機制定工作計劃通過有線通信傳送給機車運行監(jiān)測及通信裝置，機車運行監(jiān)測及通信裝置檢測機車編碼電纜信號，得到:①機車所處X或Y編碼電纜的道路上 級機車當前的位置；③機車偏移道路中心線的偏離度。機車運行監(jiān)測及通信裝置將工作計劃和檢測的結果通過無線通信傳送給機車控制裝置，機車控制裝置根據(jù)工作計劃和檢測的結果控制機車按照指定的路線，在敷設在道路地面下的獨特編碼電纜的導向下沿著編碼電纜自動行走，并準確地停止在指定目標位置。機車控制裝置將機車工作狀態(tài)通過無線通信傳送給機車運行監(jiān)測及通信裝置。主控計算機接收機車運行監(jiān)測及通信裝置的檢測結果和機車狀態(tài)，以動畫形式動態(tài)顯不機車行走過程和工作狀態(tài)。
[0039]設計的編碼電纜具有兩種傳輸線，R傳輸線和G傳輸線，將感應無線位置檢測與自動尋跡的傳輸對線巧妙地柔和在一起。
[0040]R傳輸線設計
[0041]所設計編碼電纜中的R傳輸對線既作為位置檢測基準信號傳輸對線，又作為自動尋跡傳輸對線。R0、R1傳輸對線在編碼電纜中不交叉，機車運行監(jiān)測及通信裝置將檢測R0、Rl傳輸對線的感應信號求和后作為地址檢測的基準信號，同時分析檢測的R0、R1傳輸對線的感應信號幅度，求出發(fā)送線圈中心線偏離編碼電纜中心線的偏離度。
[0042]G傳輸對線的設計
[0043]設計的編碼電纜有η對`G傳輸對線G0、G1、G2......Gn-1和I對傳輸對線GO’，G0、
G1、G2……Gn-1傳輸對線按照格雷碼規(guī)律交叉，其中GO相距2r交叉，Gl相距4r交叉，…Gn-1相距2nr交叉。G傳輸對線相鄰兩個交叉的間距為r=100mm。η取決于編碼電纜的長度。G0’相距2r交叉，但交叉處與GO錯開r，G0’與GO的主要作用是作為精密位置檢測。
[0044]設計的天線箱中具有一個矩形線圈作為載波發(fā)送線圈，發(fā)送線圈的寬度L約為機車的寬度，長度為2r，
[0045]R傳輸對線與G傳輸對線的位置如圖7所示。R0、Rl傳輸對線以天線箱中發(fā)送線圈的寬度L分別置于G傳輸對線兩側，將一根R0、Rl傳輸線雙絞放在編碼電纜中心線。天線箱安裝機車底部，與敷設在道路地面下編碼電纜相距40-50cm距離。天線箱中發(fā)送線圈發(fā)送載波時，編碼電纜中各傳輸對線都能感應到載波信號。
[0046]理想狀態(tài)是希望發(fā)送線圈的橫中心線與編碼電纜的中心線重合，即機車在道路中心行駛，當機車行駛偏離道路中心時，R0、Rl傳輸對線的感應信號幅度不同，機車運行監(jiān)測及通信裝置將檢測R0、Rl傳輸對線的感應信號幅度，求出發(fā)送線圈中心線偏離編碼電纜中心線的偏離度。只要機車行駛不過于偏離道路中心，R0、Rl傳輸對線的感應信號幅度不會都同時為0，機車運行監(jiān)測及通信裝置將檢測R0、Rl傳輸對線的感應信號求和后作為地址檢測的基準信號。[0047]設計的機車運行監(jiān)測及通信裝置采用STM32F103為控制核心電路，電路框圖如圖8所示。電路中輸入信號中前綴X、Y表示X、Y編碼電纜對應信號。例如XR0、XR1表示X編
碼電纜Rl、RO傳輸對線的信號，XG表示X編碼電纜η對G傳輸對線GO、Gl、G2......Gn-1和
1對傳輸對線G0’的信號。其基本原理如下。
[0048](1)、D⑶檢測與機車處在X或Y編碼電纜上的檢測
[0049]XR0、XR1信號經(jīng)過放大、帶通濾波后進行求和，再經(jīng)過整流低通后送到STM32的內(nèi)部AD轉換器，檢測其信號幅度，若信號幅度超過一定的閾值，則表明檢測到機車天線箱發(fā)送的載波，以XD⑶=1表示。同理，對YR0、YR1信號作相同的處理。若XD⑶=1，則機車處在X編碼電纜的道路上，YD⑶=1，則機車處在Y編碼電纜的道路上，若XD⑶、YD⑶同時=1，則可判斷出機車正處于X/Y的交叉位置。
[0050](2)、機車偏離道路中心線的偏離度檢測
[0051]以機車處于X編碼電纜的道路上為例(下同)，將XRUXRO信號經(jīng)過放大、帶通濾波、整流低通后送到STM32的內(nèi)部AD轉換器，得到XRUXRO信號幅度大小，STM32程序中根據(jù)一定的算法，計算出機車偏移道路中心線的偏離度。
[0052](3)、機車位置檢測
[0053]XRO、XRl信號經(jīng)過放大、帶通濾波后進行求和，再進行波形變換成方波，以此信號為基準相位信號。采用模擬開關，分時選擇X編碼電纜上G信號XG0、XG1、XG2……XGn-1經(jīng)過放大、帶通濾波、波形變換成方波，與基準相位信號進行異或運算，得出機車的一般位置。分時選擇X編碼電纜上XG0、XG0’經(jīng)過放大、帶通濾波、整流低通后送到STM32的內(nèi)部AD轉換器，檢測XG0、XG0’信號幅度，經(jīng)過運算得到機車的精密位置，由一般位置和精密位置得到綜合位置。
[0054](4)、數(shù)據(jù)通信接口設計
[0055]采用CC2530設計了無線通信模塊，與機車控制裝置進行數(shù)據(jù)通信；設計485接口與主控計算機進行數(shù)據(jù)通信。
[0056]設計的機車控制裝置采用STM32F103為控制核心電路，電路框圖如圖9虛線框內(nèi)所示。
[0057](I)、載波發(fā)生器
[0058]載波發(fā)生器不斷向天線箱發(fā)送載波。
[0059](2)、機車行駛控制模塊
[0060]在STM32的程序指揮下，機車行駛控制模塊控制機車的行駛。
[0061]①行駛速度控制。
[0062]②機車偏移道路中心線的調(diào)整。
[0063]根據(jù)機車運行監(jiān)測及通信裝置傳送來的機車偏移道路中心線的偏離度，采用H)算法，控制機車按指定的路線，盡可能在道路中心行駛。
[0064]③90度轉彎控制。
[0065]系統(tǒng)2條編碼電纜相互交叉，使機車軌跡呈網(wǎng)格狀，因此機車必須實現(xiàn)90度轉彎。
[0066]④自動定位控制。
[0067]控制機車在到達目標位置前減速，并計算剎車提前量，實現(xiàn)精確定位。
[0068](3)、機車狀態(tài)檢測模塊[0069]在STM32的控制下，機車狀態(tài)模塊檢測機車工作狀態(tài)，通過無線通信將機車工作狀態(tài)傳送到機車運行監(jiān)測及通信裝置。
[0070]機車偏離編碼電纜中心線的偏離度檢測過程:
[0071]自動尋跡，就是機車在行駛過程中，系統(tǒng)檢測機車偏移敷設在道路地面下的編碼電纜中心線的偏離度，控制機車沿著編碼電纜敷設的路線行駛。
[0072]R0,Rl傳輸對線與發(fā)送線圈位置如圖4所示，設R0、R1傳輸對線在機車左、右兩側，機車運行監(jiān)測及通信裝置檢測RO信號幅度為ADL，檢測Rl信號幅度為ADR，檢測R0、Rl求和信號幅度為ADT。為了敘述方便,稱RO傳輸對線的感應信號為RO信號,Rl傳輸對線的感應信號為Rl信號。
[0073](I)、R0、Rl信號相位、幅度分析
[0074]①、當機車處在道路中心時，安裝在機車底部的發(fā)送線圈的橫中心線與編碼電纜的中心線重合，如圖1Oa所示。由于對稱性，有效穿過R0、Rl傳輸對線的有效磁力線相同，即R0、Rl信號相位相同，幅度相等，檢測的ADL=ADR, ADT=2ADR。
[0075]②、若發(fā)送線圈的橫中心線向右偏離，如圖1Ob所示。則穿過Rl傳輸對線的有效磁力線增多，穿過RO傳輸對線的有效磁力線減少。根據(jù)電磁感應原理，RO信號幅度減小，Rl信號幅度增大，檢測的ADL〈ADR〈ADT。所謂有效磁力線，是指發(fā)送線圈向右偏離時，某個時刻正向穿過RO傳輸對線的磁力線減少，而且穿過Rl傳輸對線的磁力線會反向穿過RO傳輸對線的磁力線增多，抵消正向穿過RO傳輸對線的磁力線的作用，有效磁力線是指正向穿過RO傳輸對線的磁力線減去反向穿過RO傳輸對線的磁力線。
[0076]發(fā)送線圈繼續(xù)向右偏離，穿過Rl傳輸對線的有效磁力線繼續(xù)增多，穿過RO傳輸對線的有效磁力線繼續(xù)減少，當發(fā)送線圈向右偏離到一定的時候，正向穿過RO傳輸對線的磁力線與反向穿過RO傳輸對線的磁力線相等，有效磁力線=0，這時RO信號為0，檢測的ADL=O, ADR=ADT。
[0077]發(fā)送線圈再繼續(xù)向右偏離，正向穿過RO傳輸對線的磁力線少于反向穿過RO傳輸對線的磁力線，這時RO信號與Rl信號反相，并且RO信號會隨著發(fā)送線圈再繼續(xù)向右偏離而增大。這種情況下，ADIXADR。
[0078]若發(fā)送線圈的橫中心線向左偏離，作相同的分析。
[0079]參見圖11，機車偏離編碼電纜中心線的偏離度檢測過程:
[0080]若機車的寬度為L，發(fā)送線圈寬度為L，R0、Rl感應區(qū)域的寬度也是L。
[0081]設發(fā)送線圈中心線偏離編碼電纜中心線距離為d，向右偏離d取正值，向左偏離d取負值，定義偏離度D為:，即當d=L/2時，D=IOO,即偏離度為100%。
[0082]根據(jù)理論分析，并經(jīng)過多次實驗，得到以檢測的ADL、ADR、ADT參數(shù)，計算偏離度的公式。
[0083]
【權利要求】
1.一種自動收拾餐具的裝置，其特征在于，包括主控計算機、用于運載餐具的自動尋跡與定位機車裝置、用于防止發(fā)生碰撞的超聲波防撞裝置、呼叫裝置和用于檢測裝載量的載物紅外檢測裝置，所述的載物紅外檢測裝置和超聲波防撞裝置分別安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，所述的呼叫裝置包括呼叫端和接收端，所述的呼叫端設置于餐桌上以供客戶使用，所述的接收端安裝于自動尋跡與定位機車裝置上，所述的自動尋跡與定位機車裝置包括根據(jù)餐桌間過道位置來敷設在過道地面下的編碼電纜，自行走機車本體、安裝在機車上的機車控制裝置和天線箱，用于接收機車位置信號的機車運行監(jiān)測及通信裝置，所述的主控計算機和機車運行監(jiān)測及通信裝置通過有線方式通信連接，所述的編碼電纜通過無線方式通信感應天線箱位置并傳輸信號至機車運行監(jiān)測及通信裝置，機車運行監(jiān)測及通信裝置通過無線方式通信連接機車控制裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種自動收拾餐具的裝置，其特征在于，所述的呼叫裝置的呼叫端包括依次串聯(lián)的按鍵、呼叫端控制器和呼叫端無線模塊，所述的呼叫裝置的接收端包括依次串聯(lián)的接收端無線模塊和接收端控制器，所述的接收端控制器通信連接至自行走機車本體的控制端。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種自動收拾餐具的裝置，其特征在于，所述的呼叫端的數(shù)量至少為一個，所述的接收端的數(shù)量為一個。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種自動收拾餐具的裝置，其特征在于，所述的超聲波防撞裝置包括超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、溫度傳感器和MCU，所述的超聲波發(fā)生器、超聲波接收器和溫度傳感器分別與MCU通信連接，所述的MCU通信連接至自行走機車本體的控制端。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種自動收拾餐具的裝置，其特征在于，所述的載物紅外檢測裝置包括紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置，所述的紅外發(fā)射裝置和紅外接收裝置分別安裝于自行走機車本體置物倉頂部且相對平行安裝，所述的紅外發(fā)射裝置包括紅外發(fā)光二極管，所述的紅外接收裝置包括依次串聯(lián)的紅外接收光敏三極管、反相器IC和紅外控制器。
【文檔編號】G05D1/02GK203658840SQ201320162660
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年4月3日 優(yōu)先權日:2013年4月3日
【發(fā)明者】李明星, 潘添翼, 周穩(wěn), 黃廣華, 郭羅林 申請人:李明星, 潘添翼, 周穩(wěn)