一种双轨高速餐饮运送装置的制作方法

本发明属于餐饮服务机器人技术领域，尤其涉及一种双轨高速餐饮运送装置。

背景技术：

近年来，随着第三产业服务业的发展，餐饮行业已经成为带动我国经济发展和居然生活中不可或缺的一部分。然而，随着服务人工成本的攀升，用工荒的出现，已影响了餐饮业的正常发展。这一现象，引起了国内外有关人士的关注。随着社会的不断发展、科技创新和互联网技术应用的不断深入，代替人工实现自动化的智能餐饮运输小车已成为餐饮业无人自动化研究的热点之一。

目前国内，类似餐饮服务机器人等的投入使用亦见于报端，但考虑到餐厅的人员流动性、障碍的不确定性、餐厅的厨房位置多样性以及运输菜品的升降和餐盘回收等系列问题，餐饮服务机器人并不能很好地解决上述问题实现菜品的运输；在国外，自动快餐运输车投入使用鲜有报道，但仍存在智能化程度不高等问题，且我国菜系繁多、汤水多、人流量大、厨房餐厅位置多样等实际问题均对餐饮运输的自动化和智能化程度提出了更高的要求。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的餐饮服务机器人未能很好的适应餐厅人员的流动性、障碍的不确定性和餐厅的厨房位置多样性的问题，本发明提供一种双轨高速餐饮运送装置。它同时兼具高速运行平稳、自动化程度高、定点准确送餐等优点。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下，一种双轨高速餐饮运送装置，包括运餐轨道和运餐小车，所述运餐轨道设置在餐厅上部，所述运餐小车沿运餐轨道移动或爬坡，所述运餐小车包括安装座，所述安装座上设置有驱动机构、制动机构和升降机构，所述驱动机构通过传动机构驱动运餐小车移动，所述制动机构用于控制运餐小车的起停，所述升降机构用于升降餐具。

作为优选，所述安装座包括可相互转动的的前安装座和后安装座，其转动轴线垂直于安装座。所述前安装座与后安装座之间通过转向销轴连接，二者均可绕其做相对转动，且前安装座与后安装座之间留有足够的空间，从而保证所述运餐小车在通过水平弯曲的运餐轨道时，有足够的相对转向角度，以此保证所述运餐小车可以平稳顺利的通过弯道。

作为优选，所述安装座运行方向的两侧设置有导向机构，所述导向机构包括底座、支架和导向轮，所述底座固定设置在安装座上，所述支架与底座转动连接，所述支架上设置有导向轮，所述导向轮与运餐轨道的侧壁接触，所述支架与安装座之间设置有调节弹簧，所述调节弹簧用于使导向轮始终与运餐轨道的侧壁接触。导向机构可设置四个，且四个导向机构分布在安装座的四周，运餐小车运行时，通过调节弹簧的作用，使得导向轮始终紧贴运餐轨道的侧壁，导向机构减少运餐小车在运餐轨道中与其侧壁产生的摩檫，确保其顺畅行驶；同时，在弯道时，通过导向轮与运餐轨道侧壁的接触，抵消了运餐小车高速通过弯道时产生的离心力，从而保持运餐小车的平稳运行。

作为优选，所述驱动机构包括固定设置在后安装座上的第一电机；所述传动机构包括主动轴和从动轴，所述主动轴通过第一轴承座设置在后安装座上，所述从动轮通过第二轴承座设置在前安装座上，所述主动轴和从动轴的两端均设置有与运餐轨道配合的车轮，所述第一电机通过带传动与主动轴传动连接。

作为优选，所述运餐轨道的两侧设置有齿条，所述主动轴的两端设置有与齿条啮合的齿轮。齿轮沿着齿条滚动提高运餐小车爬坡的能力，实现餐厅层间餐饮的运送。

作为优选，所述制动机构包括相互配合的左制动组件和右制动组件，所述左制动组件和右制动组件的结构相同，均包括制动支架、刹车片支架和衔铁杠杆，所述制动支架固定设置在前安装座上，所述刹车片支架的上部固定设置有推杆，其下部固定设有半环状的刹车片，所述推杆滑动穿过制动支架，所述制动支架上固定设置有衔铁支架和电磁线圈，所述衔铁杠杆的顶端与推杆转动连接，其底端固定设置有与电磁线圈配合的衔铁，所述衔铁杠杆的中部与衔铁支架转动连接，所述从动轴上固定设置有刹车环，所述刹车片支架和制动支架之间设置有复位弹簧，当所述电磁线圈与衔铁断开时，所述左制动组件和右制动组件的刹车片抱紧刹车环。为了节约该制动机构占用的空间，制动支架上开设有用于容纳刹车片支架的第一凹槽，刹车片支架上开设有用于容纳刹车片的第二凹槽，衔铁支架上开设有用于容纳衔铁杠杆的第三凹槽，通过电磁线圈的通断电实现电磁线圈与衔铁的吸合和断开，当电磁线圈与衔铁断开时，所述左制动组件和右制动组件在复位弹簧的作用下刹车片抱紧刹车环实现制动，从而实现运餐小车的定点停车运餐，该制动机构结构简单可靠，设计巧妙，操作便捷，刹车反应迅速，提高该餐饮运送装置的送餐定位精度。

进一步地，所述安装座上设置有用于向运餐小车供电的蓄电池，所述蓄电池上电连接有取电卡杆，所述运餐轨道上设置有供电杆，所述取电卡杆和供电杆上均设置有电触点，当所述取电卡杆和供电杆的电触点接触时对蓄电池充电。所述取电卡杆和供电杆上均设置有四个电触点，在运餐小车处于待机状态时，通过取电卡杆和供电杆的电触点接触实现对蓄电池的充电，所述充电功能避免运餐小车跑动过程中的拉线问题。

进一步地，所述升降机构包括外横板、内横板和动力组件，所述外横板的两侧固定设置有外导轨，所述外导轨与后安装座连接，所述外导轨上沿竖直方向开设有第一导向槽，所述内横板的两侧固定设置有内导轨，所述内导轨上沿竖直方向开设有第二导向槽，所述第一导向槽和第二导向槽之间设置有滚珠，所述内导轨的底端固定设置有托盘，所述动力组件用于驱动内导轨沿外导轨上下滑动。滚珠的设置减少内导轨和外导轨的摩擦，降低能源消耗，同时可减少噪音。

进一步地，所述外导轨上固定设置有支撑轴，所述后安装座上固定设置有第四轴承座，所述外导轨通过支撑轴与第四轴承座转动连接，所述外导轨沿运餐小车的移动方向转动，所述后安装座上贯穿有供外导轨穿过的安装孔，所述安装孔限位外导轨的摆动幅度；所述支撑轴上套设有限位环，所述限位环与第四轴承座固定连接，所述限位环内壁上开设有若干限位沟槽，若干所述限位沟槽沿限位环的周向分布，所述支撑轴上沿其径向开设有通孔，所述通孔内螺纹连接有预紧螺栓，所述预紧螺栓和限位沟槽之间设置有限位球，所述预紧螺栓上套设有预紧弹簧，其用于压紧限位球与限位沟槽接触。升降机构与后安装座转动连接，实现该运餐小车的爬坡功能，即当运餐小车爬坡时，保证托盘一直保持水平，使该餐饮运送装置在楼层间也可使用，扩大该餐饮运送装置的适用范围；安装孔限位外导轨的摆动幅度，有效防止运餐小车爬坡时托盘倾斜；限位环和限位球配合，防止运餐小车水平运动时托盘晃动。

进一步地，所述动力组件包括固定设置在外横板上的第二电机，所述第二电机的输出轴上固定设置有蜗杆，所述外横板上通过第三轴承座设置有与蜗杆配合的蜗轮，所述蜗轮的轴线朝向水平方向，所述蜗轮的轴上设置有带轮，所述带轮上缠绕有绳索，所述绳索的输出端与内横板固定连接。

有益效果：本发明的双轨高速餐饮运送装置，由运餐轨道和运餐小车两大部分组成，运餐轨道安装在餐厅顶部的墙上，且根据人体工程学原理，运餐轨道的设计应尽量简洁，处于顾客的视野范围之外，以避免引起不适感；本发明的双轨高速餐饮运送装置，运餐小车架装于运餐轨道内，由第一电机驱动而沿着运餐轨道运动，当到达指定的餐位，制动机构发挥作用，运餐小车在指定餐位停车，并由升降机构驱动托盘下降来将食物传递给指定顾客，完成送餐后，升降机构驱动托盘上升，运餐小车继续行驶至待命点，等待下一次的运餐任务，运餐小车在运行过程中稳定可靠，有效防止汤水洒出；本发明的双轨高速餐饮运送装置，将餐厅空间分成运餐上层空间与顾客用餐下层空间两个层级，大大提高了餐厅的空间利用率；且相比较现有运餐机器人而言，也避免了因餐厅人流量大、障碍物的不确定性而引起的碰撞，提高了运餐效率及顾客的安全性。

附图说明

图1是本发明双轨高速餐饮运送装置的立体结构示意图；

图2是图1中省略轨道支架的立体结构示意图；

图3是图2中a的局部放大示意图；

图4是本发明双轨高速餐饮运送装置的运餐小车的立体结构示意图；

图5是本发明双轨高速餐饮运送装置的运餐小车的另一角度立体结构示意图；

图6是本发明双轨高速餐饮运送装置的运餐小车的爆炸示意图；

图7是本发明双轨高速餐饮运送装置的导向机构的立体结构示意图；

图8是本发明双轨高速餐饮运送装置的传动机构的立体结构示意图；

图9是本发明双轨高速餐饮运送装置的制动机构的立体结构示意图；

图10是本发明双轨高速餐饮运送装置的制动机构的爆炸示意图；

图11是本发明双轨高速餐饮运送装置的升降机构的立体结构示意图；

图12是本发明双轨高速餐饮运送装置的升降机构的爆炸示意图；

图13是本发明双轨高速餐饮运送装置的支撑轴与限位环的爆炸示意图；

图14是本发明双轨高速餐饮运送装置的限位环的剖视示意图；

图中：1、运餐轨道，11、齿条，12、轨道支架，2、运餐小车，3、安装座，3-1、前安装座，3-2、后安装座3-2-1安装孔，4、驱动机构，4-1、第一电机，5、传动机构，5-1、主动轴，5-2、从动轴，5-3、第一轴承座，5-4、第二轴承座，5-5、车轮，5-6、带传动，5-7、齿轮，6、制动机构，6-1、左制动组件，6-2、右制动组件，6-3、制动支架，6-3-1、第一凹槽、6-4、刹车片支架，6-4-1、第二凹槽，6-5、衔铁杠杆，6-6、推杆，6-7、刹车片，6-8、衔铁支架，6-8-1、第三凹槽，6-9、电磁线圈，6-10、衔铁，6-11、刹车环，6-12、复位弹簧，7、升降机构，7-1、外横板，7-2、外导轨，7-2-1、第一导向槽，7-3、内横板，7-4、内导轨，7-4-1、第二导向槽，7-5、滚珠，7-6、托盘，7-7、第四轴承座，7-8、支撑轴，7-8-1、通孔，7-9、限位环，7-9-1、限位沟槽，7-10、预紧螺栓，7-11、预紧弹簧，7-12、限位球，7-13、动力组件，7-13-1、第二电机，7-13-2、蜗杆，7-13-3、蜗轮，7-13-4、带轮，7-13-5、绳索，7-13-6、第三轴承座，7-14、限位块，8、导向机构，8-1、底座、8-2、支架，8-3、导向轮，8-4、调节弹簧，9、蓄电池，9-1、取电卡杆，9-2、供电杆，9-3、电触点。

具体实施方式

实施例

如图1～14所示，一种双轨高速餐饮运送装置，包括运餐轨道1和运餐小车2，所述运餐轨道1设置在餐厅顶部，具体地，为了便于安装和提高运餐轨道1的强度，运餐轨道1通过若干轨道支架12固定设置在餐厅顶部的墙上，若干轨道支架12均匀间隔分布，运餐轨道1通过螺栓左右对称固定在轨道支架12上，所述运餐小车2沿运餐轨道1移动，所述运餐小车2包括安装座3，所述安装座3上设置有驱动机构4、制动机构6和升降机构7，所述驱动机构4通过传动机构5驱动运餐小车2移动，所述制动机构6用于控制运餐小车2的起停，所述升降机构7用于升降餐具；

如图4～6所示，为了保证运餐小车2平稳顺利的通过弯道，所述安装座3包括前安装座3-1和后安装座3-2，所述前安装座3-1与后安装座3-2之间通过转向销轴转动连接，二者均可绕其做相对转动，其转动轴线垂直于安装座3，且前安装座3-1与后安装座3-2之间留有足够的空间，从而保证所述运餐小车2在通过水平弯曲的运餐轨道1时，有足够的相对转向角度，以此保证所述运餐小车2可以平稳顺利的通过弯道；

如图2～7所示，为了减小运餐小车2与运餐轨道1侧壁摩擦以及保证运餐小车2平稳的转弯，所述安装座3运行方向的两侧设置有导向机构8，所述导向机构8包括底座8-1、支架8-2和导向轮8-3，所述底座8-1固定设置在安装座3上，所述支架8-2与底座8-1转动连接，所述支架8-2上设置有导向轮8-3，所述导向轮8-3与运餐轨道1的侧壁接触，所述支架8-2与安装座3之间设置有调节弹簧8-4，所述调节弹簧8-4用于使导向轮8-3始终与运餐轨道1的侧壁接触；导向机构8设置有四个，且四个导向机构8分布在安装座3的四周。

如图2和图8所示，所述驱动机构4包括固定设置在后安装座3-2上的第一电机4-1；所述传动机构5包括主动轴5-1和从动轴5-2，所述主动轴5-1通过第一轴承座5-3设置在后安装座3-2上，所述从动轮通过第二轴承座5-4设置在前安装座3-1上，所述主动轴5-1和从动轴5-2的两端均设置有与运餐轨道1配合的车轮5-5，所述第一电机4-1通过带传动5-6与主动轴5-1传动连接。为了实现运餐小车2的爬坡功能，所述运餐轨道1的两侧固定设置有齿条11，所述主动轴5-1的两端固定设置有与齿条11啮合的齿轮5-7，提高运餐小车2餐厅层间送餐功能；

如图9和图10所示，所述制动机构6包括相互配合的左制动组件6-1和右制动组件6-2，所述左制动组件6-1和右制动组件6-2的结构相同，均包括制动支架6-3、刹车片支架6-4和衔铁杠杆6-5，所述制动支架6-3固定设置在前安装座3-1上，所述刹车片支架6-4的上部固定设置有推杆6-6，其下部固定设有半环状的刹车片6-7，所述推杆6-6滑动穿过制动支架6-3，所述制动支架6-3上固定设置有衔铁支架6-8和电磁线圈6-9，所述衔铁杠杆6-5的顶端与推杆6-6转动连接，其底端固定设置有与电磁线圈6-9配合的衔铁6-10，所述衔铁杠杆6-5的中部与衔铁支架6-8转动连接，所述从动轴5-2上固定设置有刹车环6-11，所述刹车片支架6-4和制动支架6-3之间设置有复位弹簧6-12，且复位弹簧6-12套设在推杆6-6上，当所述电磁线圈6-9断电与衔铁6-10断开时，所述左制动组件6-1和右制动组件6-2在复位弹簧6-12的作用下刹车片6-7抱紧刹车环6-11实现制动。为了节约该制动机构6占用的空间，制动支架6-3上开设有用于容纳刹车片支架6-4的第一凹槽6-3-1，刹车片支架6-4上开设有用于容纳刹车片6-7的第二凹槽6-4-1，衔铁支架6-8上开设有用于容纳衔铁杠杆6-5的第三凹槽6-8-1；

如图11和图12所示，所述升降机构7包括外横板7-1、内横板7-3和动力组件7-13，所述外横板7-1的两侧固定设置有外导轨7-2，所述外导轨7-2与后安装座3-2连接，所述内横板7-3的两侧固定设置有内导轨7-4，所述内导轨7-4的底端固定设置有托盘7-6，所述动力组件7-13用于驱动内导轨7-4沿外导轨7-2上下滑动，所述动力组件7-13包括固定设置在外横板7-1上的第二电机7-13-1，所述第二电机7-13-1的输出轴上固定设置有蜗杆7-13-2，所述外横板7-1上通过第三轴承座7-13-6设置有与蜗杆7-13-2配合的蜗轮7-13-3，所述蜗轮7-13-3的轴线朝向水平方向，所述蜗轮7-13-3的轴上设置有带轮7-13-4，所述带轮7-13-4上缠绕有绳索7-13-5，所述绳索7-13-5的输出端与内横板7-3固定连接；所述外导轨7-2的底端设置有橡胶材质的限位块7-14，所述限位块7-14用于限位内导轨7-4的行程；为了减小内导轨7-4和外导轨7-2的摩擦，所述外导轨7-2上沿竖直方向开设有第一导向槽7-2-1，所述内导轨7-4上沿竖直方向开设有第二导向槽7-4-1，所述第一导向槽7-2-1和第二导向槽7-4-1之间设置有滚珠7-5。

如图11～14所示，为了保证该运餐小车2爬坡时，托盘7-6一直保持水平，使该餐饮运送装置在楼层间也可使用，扩大该餐饮运送装置的适用范围，所述外导轨7-2上固定设置有支撑轴7-8，所述后安装座3-2上固定设置有第四轴承座7-7，所述外导轨7-2通过支撑轴7-8与第四轴承座7-7转动连接，所述外导轨7-2沿运餐小车2的移动方向转动，所述后安装座3-2上贯穿有供外导轨7-2穿过的安装孔3-2-1，所述安装孔3-2-1限位外导轨7-2的摆动幅度；为了防止运餐小车2水平运动时托盘7-6晃动，所述支撑轴7-8上套设有限位环7-9，所述限位环7-9与第四轴承座7-7固定连接，所述限位环7-9内壁上开设有若干限位沟槽7-9-1，若干所述限位沟槽7-9-1沿限位环7-9的周向分布，所述支撑轴7-8上沿其径向开设有通孔7-8-1，所述通孔7-8-1内螺纹连接有预紧螺栓7-10，所述预紧螺栓7-10和限位沟槽7-9-1之间设置有限位球7-12，所述预紧螺栓7-10上套设有预紧弹簧7-11，其用于压紧限位球7-12与限位沟槽7-9-1接触；当运餐小车2水平运动时，预紧弹簧7-11使得限位球7-12始终贴紧在限位沟槽7-9-1内限制支撑轴7-8转动，有效防止支撑轴7-8转动带动托盘7-6晃动，当运餐小车2爬坡或下坡时，因升降机构7的自重，压缩预紧弹簧7-11，限位球7-12在限位沟槽7-9-1之间移动，带动支撑轴7-8转动，使得托盘7-6保持水平且防止托盘7-6晃动；

如图2和图3所示，为了防止有电线阻碍运餐小车2，所述安装座3上设置有用于向运餐小车2供电的蓄电池9，本实施例的第一电机4-1、第二电机7-13-1和电磁线圈6-9均与蓄电池9电连接，所述蓄电池9上电连接有取电卡杆9-1，所述运餐轨道1上设置有供电杆9-2，所述取电卡杆9-1和供电杆9-2上均设置有电触点9-3，当所述取电卡杆9-1和供电杆9-2的电触点9-3接触时对蓄电池9充电；所述取电卡杆9-1和供电杆9-2上均设置有四个电触点9-3，在运餐小车2处于待机状态时，通过取电卡杆9-1和供电杆9-2的电触点9-3接触实现对蓄电池9的充电，该充电功能避免运餐小车2跑动过程中的拉线问题。

工作原理如下：

首先第一电机4-1通过带传动5-6驱动主动轴5-1转动，主动轴5-1转动带动从动轴5-2转动，车轮5-5沿着运餐轨道1转动，实现运餐小车2沿着运餐轨道1运行；在餐厅层间运动时，通过主动轴5-1上的齿轮5-7和齿条11的啮合，实现爬坡功能进行餐厅层间餐饮运送；当运餐小车2在输送过程中，预紧弹簧7-11使得限位球7-12始终贴紧在限位沟槽7-9-1内相应的位置限制支撑轴7-8转动，有效防止支撑轴7-8转动而带动托盘7-6晃动；当运餐小车2沿着运餐轨道1运行过程中，通过调节弹簧8-4的作用，使得导向轮8-3始终紧贴运餐轨道1的侧壁，导向机构8减小车轮5-5在运餐轨道1中的侧摩檫力，确保其顺畅行驶；同时，通过导向轮8-3与运餐轨道1侧壁的接触，抵消了运餐小车2高速通过弯道时产生的离心力，从而保持运餐小车2的平稳运行，另外前安装座3-1与后安装座3-2相对转动，且前安装座3-1与后安装座3-2之间留有足够的空间，从而保证所述运餐小车2在通过水平弯曲的运餐轨道1时，有足够的相对转向角度，以此保证所述运餐小车2可以平稳顺利的通过弯道；当运餐小车2在送餐过程中，电磁线圈6-9通电与衔铁6-10吸合，此时衔铁6-10依次拉动衔铁杠杆6-5、推杆6-6、刹车片支架6-4和刹车片6-7，刹车片支架6-4绕着制动支架6-3转动，左制动组件6-1和右制动组件6-2的刹车片6-7与刹车环6-11断开，处于松开状态，当运餐小车2到达送餐位置后，以阻止从动轴5-2转动，从而制动运餐小车2到达送餐位置后，电磁线圈6-9断电与衔铁6-10断开，在复位弹簧6-12的作用下，刹车片6-7与刹车环6-11抱紧，运餐小车2处于制动状态，运餐小车2停止在送餐位置的正上方；第二电机7-13-1再依次驱动蜗杆7-13-2和蜗轮7-13-3，蜗轮7-13-3带动蜗轮7-13-3的轴上的带轮7-13-4转动放出绳索7-13-5，同时在拖盘7-6和餐饮的重力作用下内导轨7-4沿着外导轨7-2下滑，托盘7-6缓慢下降，将托盘7-6内的餐具送至顾客面前，餐具取下后，第二电机7-13-1再依次驱动蜗杆7-13-2和蜗轮7-13-3，蜗轮7-13-3带动蜗轮7-13-3的轴上的带轮7-13-4转动回收绳索7-13-5，驱动内导轨7-4沿着外导轨7-2上升，托盘7-6缓慢上升复位，第一电机4-1再驱动运餐小车2复位，等待下一次的运餐任务；当运餐小车2复位后，取电卡杆9-1和供电杆9-2的电触点9-3接触对蓄电池9充电。