托盘装置及机器人的制作方法

1.本实用新型属于机器人技术领域，特别是涉及一种托盘装置及机器人。


背景技术：

2.目前市场上各类送餐、酒店等服务类机器人通常都是以托盘为载体进行运送菜品，托盘上的物品的检测很重要。当用户将托盘上的物品取走后，机器人便可以自动进行下一步的工作。
3.现有的对托盘上物品的检测的方案主要为红外检测方案和tof传感检测方案。但是，红外检测方案和tof传感检测方案均无法感知放置在托盘上的物体在托盘中的具体位置，不利于利用同一个托盘运送不同客户的物品。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的红外检测方案和tof传感检测方案均无法感知放置在托盘上的物体在托盘中的具体位置的问题，提供一种托盘装置及机器人。
5.为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种托盘装置，包括盘体和检测装置，所述检测装置包括采样单元、供电单元和多个传感器，多个所述传感器分别设置在所述盘体的不同区域上，多个所述传感器和所述采样单元均与所述供电单元电连接；所述采样单元与多个所述传感器电连接，所述采样单元用于检测每个所述传感器的电压。
6.可选地，所述传感器均匀分布在所述盘体的底部。
7.可选地，所述盘体的底部设有多个安装区域，所述安装区域沿着一第一预设直线方向均匀设置，每个所述安装区域用于安装多个所述传感器，位于同一所述安装区域内的多个所述传感器沿着一第二预设直线方向均匀设置，所述传感器与相邻的所述安装区域内的所述传感器沿着所述第一预设直线方向设置，所述第一预设直线方向垂直于所述第二预设直线方向。
8.可选地，将同一所述安装区域内的多个所述传感器沿着所述第二预设直线方向依次串联，依次串联的所述传感器中：位于首项的所述传感器的一端接地电压，位于末项的所述传感器的一端连接于所述供电单元。
9.可选地，在同一所述安装区域内：相邻的所述传感器之间设有采样点；
10.所有所述采样点电连接于所述采样单元。。
11.可选地，所述传感器为应变电阻。
12.可选地，所述传感器包括第一电阻、第二电阻和触碰开关，所述第一电阻的一端电连接于所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端电连接于所述触碰开关的一端，所述触碰开关的另一端电连接于所述第一电阻的另一端。
13.可选地，所述触碰开关为薄膜开关。
14.可选地，所述托盘装置还包括显示单元，所述显示单元电连接于所述供电单元；
15.所述显示单元包括显示处理模块和显示屏幕，所述显示屏幕设置在所述盘体上；
16.所述显示处理模块电连接所述采样单元。
17.本实用新型实施例提供的托盘装置，当物品放置在盘体内时，在物品重力的作用下，盘体内相应的位置对应的传感器的导电能力发生改变，从而导电能力发生改变的传感器的电压会发生改变。采样单元检测每个传感器的电压，并根据采集到的每个传感器的电压判断哪些传感器的电压发生变化，然后根据电压发生变化的传感器得到位置信息，位置信息包括物品放置在盘体内的位置的信息、以及盘体内有无物品放置的信息。
18.另一方面，本实用新型实施例提供一种机器人，包括本体和上述的托盘装置，所述本体包括壳体和控制器，所述控制器和所述托盘装置设置在所述壳体上，所述控制器与所述采样单元电连接。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的托盘装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的传感器的结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的机器人的结构示意图。
22.其中，图中各附图标记：
23.1、盘体；11、安装区域；2、检测装置；21、采样单元；22、供电单元；23、传感器；3、采样点；41、显示屏幕；5、本体；51、壳体；52、移动机构；61、第一串联节点；62、第二串联节点。
具体实施方式
24.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的一种托盘装置，包括盘体1和检测装置2，检测装置2包括采样单元21、供电单元22和多个传感器23，多个传感器23分别设置在盘体1的不同区域上，多个传感器23和采样单元21均与供电单元22电连接；
26.采样单元21与多个传感器23电连接，采样单元21用于检测每个传感器23的电压。
27.本实用新型提供的一种托盘装置，与现有技术相比，当物品放置在盘体1内时，在物品重力的作用下，盘体1内相应的位置对应的传感器23的导电能力发生改变，从而导电能力发生改变的传感器23的电压会发生改变。采样单元21检测每个传感器23的电压，并根据采集到的每个传感器23的电压判断哪些传感器23的电压发生变化，然后根据电压发生变化的传感器23得到位置信息，位置信息包括物品放置在盘体1内的位置的信息、以及盘体1内有无物品放置的信息。
28.优选地，采样单元21可与盘体1间隔设置或设置在盘体1的外壁上。供电单元22可与盘体1间隔设置或设置在盘体1的外壁上。
29.优选地，当物品放置在盘体1内时，在物品重力的作用下，盘体1内相应的位置对应的传感器23的阻值发生改变。
30.优选地，传感器23嵌设在盘体1的底部或粘贴在盘体1的底部。当传感器23嵌设在盘体1的底部时，传感器23的感应端位于盘体1内，传感器23的感应端与盘体1的底部表面的
距离为0.3mm～0.5mm，当物品放置在盘体1内，物品不易发生倾倒。
31.优选地，盘体1为塑料盘，成本低，不易被损坏。
32.优选地，供电单元22为蓄电池。
33.优选地，所述检查装置还包括柔性pcb板，所述传感器23均设置在柔性pcb板；柔性pcb板的厚度小，重量轻。将柔性pcb板固定在盘体1的底部，即可实现全部的传感器23安装在盘体1的底部，柔性pcb板分别与采样单元21和供电单元22电连接。
34.在一实施例，所述传感器23均匀分布在所述盘体1的底部上，保证物品与盘体1的底部的任意位置接触时相应的传感器23的电压会发生变化，有利于实现全盘体1检测。
35.具体地，盘体1的底部为盘体1的内腔的承载面或盘体1放置在预设平面上时与预设平面接触的接触平面。当盘体1的底部为接触平面时，盘体1的重量较轻，盘体1的重量不会对传感器23的导电能力产生影响。优选地，预设平面为设置在机器人的壳体51上安装板(图中未示)的朝上的侧面。
36.更优地，所有的传感器23等间距设置。
37.在一实施例，如图1所示，所述盘体1的底部设有多个安装区域11，所述安装区域11沿着一第一预设直线方向均匀设置，每个所述安装区域11用于安装多个所述传感器23，位于同一所述安装区域11内的多个所述传感器23沿着一第二预设直线方向均匀设置，所述传感器23与相邻的所述安装区域11内的所述传感器23沿着所述第一预设直线方向设置，所述第一预设直线方向垂直于所述第二预设直线方向。
38.传感器23按照矩阵方式设置在盘体1的底部上，保证所有的传感器23等间距设置，方便传感器23、采样单元21和供电单元22之间的接线布局。
39.优选地，传感器23按照矩阵方式设置柔性pcb板上。
40.优选地，安装区域11为长方形区域或圆形区域。
41.更优地，当盘体1的底部为长方形底部时，安装区域11为长方形区域。
42.在一实施例，将同一所述安装区域11内的多个所述传感器23沿着所述第二预设直线方向依次串联，依次串联的所述传感器23中：位于首项的所述传感器23的一端接地电压gnd，位于末项的所述传感器23的一端连接于所述供电单元22，减少传感器23与供电单元22直接连接的数量，同时保证供电单元22对每个传感器23进行供电。
43.优选地，供电电压的电压vcc为3.3v或5v；接地电压gnd为0v。
44.在一实施例，如图1所示，在同一所述安装区域11内：相邻的所述传感器23之间设有采样点3；
45.所有所述采样点3电连接于所述采样单元21。
46.采样单元21通过每个采样点3的电压计算每个传感器23上的电压，确保采样单元21检测每个传感器23上的电压的准确性。
47.优选地，采样单元21包括采样处理器和采样存储器，采样处理器电连接于所有采样点3和采样存储器，采样存储器用于存储相应的采样处理程序，所述采样处理器用于调取和运行采样处理程序执行相应的功能。
48.优选地，采样单元21包括采集处理器、采集存储器和多个采集芯片，采集芯片与采样点3一一对应，采集芯片电连接于对应的采样点3，采集存储器和所有采集芯片均电连接于所述采集处理器。每个采集芯片对应的采样点3进行检测得到对应的实时电压数据并发
送给采集处理器，采集芯片之间互不干扰，确保检测每个采样点3电压的准确性。采样存储器用于存储相应的采集处理程序。采集处理器调取采集处理程序，并根据采集处理程序和每个实时电压数据执行相应的功能。
49.在一实施例，将沿着第一预设直线方向依次设置的安装区域11依次设为：第1行、第2行、第3行
……
第n行。位于同一所述安装区域11内的沿着第二预设直线方向设置的多个所述传感器23依次设为：第1列、第2列、第3列
……
第m列。每个安装区域11中具有m-1个采样点3。在每行安装区域11中，采样单元21将第1个采样点3的电压减去接地电压gnd得到第1电压差值，将第2个采样点3的电压减去第1个采样点3的电压得到第2电压差值
……
将第m-1个采样点3的电压减去第m-2个采样点3的电压得到第m-1电压差值，根据第1电压差值、第2电压差值
……
第m-1电压差值得到安装区域11的每个传感器23上的电压，并记为v(x，y)，x＝1～n，y＝1～m。
50.在一实施例，所述传感器23为应变电阻，应变电阻的成本低，结构简单，安装方便。
51.优选地，应变电阻为应变贴片电阻，应变贴片电阻的厚度小，当物品放置在盘体1内，物品不易发生倾倒。
52.在一实施例，如图2所示，所述传感器23包括第一电阻r1、第二电阻r2和触碰开关s，所述第一电阻r1的一端电连接于所述第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端电连接于所述触碰开关s的一端，所述触碰开关s的另一端电连接于所述第一电阻r1的另一端。
53.第一电阻r1、第二电阻r2和触碰开关s组成一个传感器23。当物品放置在盘体1内时，在物品重力的作用下，盘体1内相应的位置对应的触碰开关s的开关状态改变，从而触碰开关s的开关状态改变的传感器23的导电能力发生改变。
54.优选地，触碰开关s为常开开关。当触碰开关s闭合时，第一电阻r1和第二电阻r2并联，传感器23的阻值变小；当触碰开关s保持断开时，第二电阻r2与电路断开，传感器23的阻值变大。
55.优选地，第一电阻r1和第二电阻r2均为贴片电阻，贴片电阻的厚度小，当物品放置在盘体1内，物品不易发生倾倒。
56.在一实施例，如图2所示，在第一电阻r1、第二电阻r2和触碰开关s组成一个传感器23中：所述第一电阻r1的一端与所述第二电阻r2的一端之间设有第一串联节点61；所述触碰开关s的另一端与所述第一电阻r1的另一端设有第二串联节点62。将同一所述安装区域11内的多个该传感器23沿着所述第二预设直线方向依次串联，依次串联的该传感器23中：位于首项的所述传感器23的第一串联节点61接地电压gnd，位于末项的所述传感器23的第二串联节点62连接于所述供电单元22，在先的传感器23的第二串联节点62电连接于在后的传感器23的第一串联节点61。
57.在一实施例，所述触碰开关s为薄膜开关，薄膜开关的厚度小，当物品放置在盘体1内，物品不易发生倾倒。
58.在一实施例，如图3所示，所述托盘装置还包括显示单元，所述显示单元电连接于所述供电单元22；
59.所述显示单元包括显示处理模块(图中未示)和显示屏幕41，所述显示屏幕41设置在所述盘体1上；
60.所述显示处理模块电连接所述采样单元21。
61.采样单元21将位置信息发送给显示处理模块，显示处理模块根据位置信息控制显示屏幕41进行显示相应的内容信息，内容信息包括图案信息或/和文字信息。
62.优选地，显示屏幕41为oled屏，oled屏无需背光灯，厚度小，耗电量小。
63.另外，如图1和图3所示，本实用新型实施例还提供一种机器人，包括本体5和上述的托盘装置，所述本体5包括壳体51和控制器(图中未示)，所述控制器和所述托盘装置设置在所述壳体51上，所述控制器与所述采样单元21电连接。
64.采样单元21将位置信息发生给控制器，控制器根据位置信息执行相应的功能。
65.优选地，控制器包括控制处理器和控制存储器，控制处理器电连接于所述采样单元21和控制存储器，控制存储器用于存储控制程序，控制处理器用于调取和运行控制程序执行相应的功能。
66.更优地，控制器与采样单元21集成设置。
67.在一实施例，如图3所示，本体5还包括移动机构52和电源模块(图中未示)，控制器和电源模块安装在壳体51上，移动机构52设置在壳体51的下部，移动机构52带动壳体51进行活动，电源模块电连接于控制器和移动机构52，控制器与移动机构52通信连接，采样单元21设置在壳体51上。
68.优选地，上述实施例的供电单元22替换为本实施例的电源模块。
69.更优地，电源模块可拆卸设置在所述壳体51上，电源模块不需要进行供电时，将电源模块从壳体51上拆卸下来即可。
70.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。