一种智能备取装置的制作方法

1.本实用新型涉及备取装置领域，具体是一种智能备取装置。


背景技术：

2.食堂备餐、送餐需要用智能备取装置，第一代智能备取装置工作状态为取餐装置中设有物品传感器，食堂工作人员给把当前订单准备好之后，便可将餐品放入至餐格中，装置配备智能感知，工作人员只需将餐品放入至空格子中即可，装置会将相应餐品的位置信息发送至用户。
3.传统的智能备取装置有以下缺点：1、传统的智能备取装置智能化程度不够高，不能智能送餐，需要工作人员手动将餐品放入餐格，使工作人员十分的疲惫；2、传统的智能备取装置不能精确的算出餐品的重量，也不能在无餐品时智能消毒整个装置且不方便清洗餐盘；因此，本领域技术人员提供了一种智能备取装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种智能备取装置，本实用新型智能备取装置可智能化备餐、送餐，备餐人员将餐品放置备餐台后，放置在备餐台下方的梳型薄膜压力传感器检测到餐品放置的重量，当检测放置的餐品重量与实际用户点餐的订单重量大致相符并等待200 毫秒防止误触，系统确认是该订单之后，主控电路板控制备餐台推送机构运行，微型减速电机正转带动第二齿轮顺时针转动，由于第二齿轮外侧壁与齿条啮合连接，齿条同步移动、备餐台向前推进将餐品推送至旋转盘，等待用户取餐，全程备餐工作人员傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，取餐模块的装置外壳中部开设有取餐窗口、下部安装有串口扫码机，用户通过扫码进行取餐数字密钥认证，用来确定用户身份并且是否具有取餐权限，取餐模块主要有固定在设备外壳上的扫码模块组成，设备的取餐口设有超声波传感器能够有效感知餐品是否被拿取，当用户验证二维码即收到取餐指令，主控电路板控制步进电机转动，步进电机转动通过第一齿轮、链条和旋转杆，带动送餐架旋转，将餐品旋转至取餐口，全程备餐工作人员傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，本实用新型智能备取装置的备餐台底部安装有梳型薄膜压力传感器，用来进行餐品监测和餐品量化，电阻精度在
±
2g，能够较为精确的计算出餐品的重量，使用梳型薄膜压力传感器，量程为5kg，使用自研ad 采样电路，误差为两克，通过ad 采样的实时数据，减去餐盘的重量，就能够精确的算出餐品的重量，为用户的健康饮食提供数据参考，这些餐品量化后的数据，也可直接用与食堂精细化运营，对原材料的采购、餐品上新等提供决策依据，由于装置机械结构中金属材料使用镀锌板，具有较强的抗氧化和抗腐蚀性，为了适应当下疫情分餐，对食堂卫生的相关要求，系统可选配加入臭氧消毒器，由于装置使用的是铝合金，具有很强的稳定性，避免臭氧接触过度氧化，系统在无接收到订单的情况下，自动开启
臭氧消毒器，通过管道和喷头消毒，整体装置能够放置24 份餐品，一个取餐窗口可以部署一个智能备取装置，通过24 份餐品的异步存取，足以应对大中型食堂的就餐高峰，备餐装置大部分结构件采用铝合金板材加工制成，加工所需的工序少、加工精度高，备取装置的机械结构组装方便快捷，装置共分为备餐台（放置当前餐品等待加入储餐机构）、推送机构（将餐品推送至悬挂餐盘）、旋转餐盘（放置用户的餐品），整体装置为可拆卸设计，可通过取餐窗口的大小和实际需要做相应裁剪，满足绝大多数的现实要求，可拆卸式的悬挂餐盘，便于组装和清洗维护，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.包括底壳，所述底壳上部安装有备餐台，所述底壳顶部焊接有栏板，所述备餐台底部中间安装有梳型薄膜压力传感器，所述备餐台底部两侧焊接有齿条，所述齿条底部中间啮合连接有第二齿轮，所述底壳内侧壁下部安装有主控电路板和臭氧消毒器，所述底壳一端通过支撑架安装有送餐架，所述送餐架包括边板、挂杆和旋转盘，所述边板表面焊接有挂杆，所述挂杆外侧壁通过挂钩活动连接有旋转盘。
7.作为本实用新型进一步的方案：所述第二齿轮的动力输入端连接在减速电机的动力输出端。
8.作为本实用新型再进一步的方案：所述臭氧消毒器的出气口通过管道与喷头连接，所述喷头安装在底壳外侧壁。
9.作为本实用新型再进一步的方案：所述送餐架外侧壁罩接有外壳，所述外壳一侧中部开设有取餐口，所述取餐口内侧壁顶部安装有超声波传感器，所述外壳一侧下部安装有串口扫码机。
10.作为本实用新型再进一步的方案：所述送餐架的动力输入端通过旋转杆、链条和第一齿轮连接在步进电机的动力输出端。
11.作为本实用新型再进一步的方案：所述串口扫码机和主控电路板的信号输出端均通过电线与主控电路板的信号输入端电性连接，所述主控电路板的信号输出端通过电线与步进电机和减速电机的信号输入端电性连接。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型智能备取装置可智能化备餐、送餐，备餐人员将餐品放置备餐台后，放置在备餐台下方的梳型薄膜压力传感器检测到餐品放置的重量，当检测放置的餐品重量与实际用户点餐的订单重量大致相符并等待200 毫秒防止误触，系统确认是该订单之后，主控电路板控制备餐台推送机构运行，微型减速电机正转带动第二齿轮顺时针转动，由于第二齿轮外侧壁与齿条啮合连接，齿条同步移动、备餐台向前推进将餐品推送至旋转盘，等待用户取餐，全程备餐工作人员傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，取餐模块的装置外壳中部开设有取餐窗口、下部安装有串口扫码机，用户通过扫码进行取餐数字密钥认证，用来确定用户身份并且是否具有取餐权限，取餐模块主要有固定在设备外壳上的扫码模块组成，设备的取餐口设有超声波传感器能够有效感知餐品是否被拿取，当用户验证二维码即收到取餐指令，主控电路板控制步进电机转动，步进电机转动通过第一齿轮、链条和旋转杆，带动送餐架旋转，将餐品旋转至取餐口，全程备餐工作人员傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强
度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，解决传统的智能备取装置智能化程度不够高，不能智能送餐的问题。
14.2、本实用新型智能备取装置的备餐台底部安装有梳型薄膜压力传感器，用来进行餐品监测和餐品量化，电阻精度在
±
2g，能够较为精确的计算出餐品的重量，使用梳型薄膜压力传感器，量程为5kg，使用自研ad 采样电路，误差为两克，通过ad 采样的实时数据，减去餐盘的重量，就能够精确的算出餐品的重量，为用户的健康饮食提供数据参考，这些餐品量化后的数据，也可直接用与食堂精细化运营，对原材料的采购、餐品上新等提供决策依据，由于装置机械结构中金属材料使用镀锌板，具有较强的抗氧化和抗腐蚀性，为了适应当下疫情分餐，对食堂卫生的相关要求，系统可选配加入臭氧消毒器，由于装置使用的是铝合金，具有很强的稳定性，避免臭氧接触过度氧化，系统在无接收到订单的情况下，自动开启臭氧消毒器，通过管道和喷头消毒，整体装置能够放置24 份餐品，一个取餐窗口可以部署一个智能备取装置，通过24 份餐品的异步存取，足以应对大中型食堂的就餐高峰，备餐装置大部分结构件采用铝合金板材加工制成，加工所需的工序少、加工精度高，备取装置的机械结构组装方便快捷，装置共分为备餐台（放置当前餐品等待加入储餐机构）、推送机构（将餐品推送至悬挂餐盘）、旋转餐盘（放置用户的餐品），整体装置为可拆卸设计，可通过取餐窗口的大小和实际需要做相应裁剪，满足绝大多数的现实要求，可拆卸式的悬挂餐盘，便于组装和清洗维护，解决传统的智能备取装置不能精确的算出餐品的重量，也不能在无餐品时智能消毒整个装置且不方便清洗餐盘的问题。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的一种智能备取装置的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例的一种智能备取装置的正面结构示意图；
17.图3为本实用新型实施例的一种智能备取装置的无外壳的结构示意图；
18.图4为本实用新型实施例的一种智能备取装置的送餐架的结构示意图；
19.图5为本实用新型实施例的一种智能备取装置的底壳的剖面结构示意图；
20.图6为本实用新型实施例的一种智能备取装置的备餐台的仰视结构示意图。
21.图中：1、外壳；2、底壳；3、备餐台；4、栏板；5、取餐口；6、串口扫码机；7、送餐架；701、边板；702、挂杆；703、旋转盘；8、旋转杆；9、链条；10、第一齿轮；11、支撑架；12、步进电机；13、挂钩；14、喷头；15、管道；16、主控电路板；17、减速电机；18、臭氧消毒器；19、齿条；20、第二齿轮；21、梳型薄膜压力传感器；22、超声波传感器。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参阅图1～6，本实用新型实施例中，一种智能备取装置，包括底壳2，所述底壳2上部安装有备餐台3，所述底壳2 顶部焊接有栏板4，所述备餐台3 底部中间安装有梳型薄膜压力传感器21，所述备餐台3 底部两侧焊接有齿条19，所述齿条19 底部中间啮合连接有
第二齿轮20，所述底壳2 内侧壁下部安装有主控电路板16 和臭氧消毒器18，所述底壳2 一端通过支撑架11 安装有送餐架7，所述送餐架7 包括边板701、挂杆702 和旋转盘703，所述边板701 表面焊接有挂杆702，所述挂杆702 外侧壁通过挂钩13 活动连接有旋转盘703，本实用新型智能备取装置可智能化备餐、送餐，当备餐台3 检测到餐品时，备餐台3 上的步进电机12 带动备餐台3 上的推送板，推送板上有焊接金属齿条19，备餐台3 上的减速电机17 转动带动推送板向前推送，将餐品推入至储餐机构，当用户验证二维码即收到取餐指令，旋转盘703 控制减速电机17 转动将餐品旋转至取餐出口。
24.其中，所述第二齿轮20 的动力输入端连接在减速电机17 的动力输出端，方便将备餐台3 的餐品推送至送餐架7。
25.其中，所述臭氧消毒器18 的出气口通过管道15 与喷头14 连接，所述喷头14 安装在底壳2 外侧壁，方便消毒。
26.其中，所述送餐架7 外侧壁罩接有外壳1，所述外壳1 一侧中部开设有取餐口5，所述取餐口5 内侧壁顶部安装有超声波传感器22，所述外壳1 一侧下部安装有串口扫码6，用户通过扫码进行取餐数字密钥认证，用来确定用户身份并且是否具有取餐权限，取餐模块主要有固定在设备外壳1 上的扫码模块组成，设备的取餐口5 设有超声波传感器22 能够有效感知餐品是否被拿取，当用户验证二维码即收到取餐指令，主控电路板16 控制步进电机12 转动出餐。
27.其中，所述送餐架7 的动力输入端通过旋转杆8、链条9 和第一齿轮10 连接在步进电机12 的动力输出端，步进电机12 可通过旋转杆8、链条9 和第一齿轮10 带动送餐架7 旋转送餐。
28.其中，所述串口扫码机6 和主控电路板16 的信号输出端均通过电线与主控电路板16的信号输入端电性连接，所述主控电路板16 的信号输出端通过电线与步进电机12 和减速电机17 的信号输入端电性连接，方便控制。
29.备餐台餐品感应与量化当备餐人员将餐品放置备餐台后。放置在备餐台下方的薄膜压敏电阻检测到餐品放置。并当检测放置的餐品重量与实际用户点餐的订单重量大致相符。并等待200 毫秒防止误触。系统确认是该订单之后。备餐台的推送机构。微型减速电机带动齿条。将餐品推送至悬挂餐盘。等待用户取餐。全程备餐工作人员傻瓜式操作。只需将餐品放置备餐台即可。无需额外动作。提高备餐工作人员效率与减少劳动强度。使用接触式传感器。提高系统的稳定性与可维护性。
30.机器视觉在智能备取装置当中，由于备餐台的推送机构大于餐盘的长度。这就对推送机构将餐品推送的距离有着一定的要求。为了确保能够将餐品能够推送到悬挂餐盘的合适位置。系统引入机器视觉。实时采集当前备餐台的实时图像。当工作人员将餐品放置到备餐台后。能够检测出餐盘的边缘与备餐台边缘之间的距离。图像处理基于opencv。由于该场景中对图像处理的实时性较高。所以引入边缘计算。将opencv 图像处理算法放至andriod 平台上运行。andriod 平板需要将图像做实时分析处理，将结果数据通过蓝牙发送至智能备取装置主控mcu，备取装置主控将接收到的数据。通过调节电机的pwm 波。对减速电机进行调速。将餐品推送至合适的位置。推送的过程中。即不能太快、也不能太慢。需要实际情况进行调节。引入机器视觉的另外一项功能为检测当前备餐台是否有异物（非餐品、油污、垃圾、其他物品）放置异物对取餐系统做出额外干扰。系统当天的订单图片数据会异
步保存到系统服务器端。作为一项订单依据。通过引入机器视觉。进一步改善点餐的流程管理。
31.整体备取装置中突出的功能有备餐台餐品智能感知和餐品量化。步进电机控制模块、扫码模块。andriod 设备终端。
32.步进电机减速算法系统共有两种型号的减速电机、推送机构的为普通减速电机、旋转机构为减速步进电机。普通减速电机的控制使用pwm 波形调节占空比和频率进行速度和推送距离的控制。使之能够精确的将餐品推送至合适位置。
33.由于旋转机构中悬挂餐盘与存储的餐品。有相应的重量。为了保证旋转装置中悬挂餐盘的平稳控制。系统步进减速电机使用s 型加减速算法。通过精确调节步进电机的步距角。能够对旋转机构的旋转角度。旋转速度能够得到有效的控制。由于旋转机构在满负荷的情况下。餐品过重，故减速电机启动的时候启动速度因相应调满以获得足够大的扭矩。带动旋转机构运动。在餐品即将到达指定位置的时候，为避免惯性。需进行旋转的减速处理。
34.s 型加减速的曲线方程为：y=a+b/（1+e(
‑
ax+b)），公式中的a 分量在y 方向进行平移、b 分量在y 方向进行拉升，ax+b 在x 方向上进行平移和拉伸直。
35.加速过程：从5600hz 加速到64000hz，采用4 细分。输出比较模块所用的定时器驱动频率为10m，采用1000 个点进行加速处理。最终根据项目的需要，在加速过程中采用的曲线方程为：fcurrent = fmin+(fmax
‑
fmin)/(1+e^{fiexible^{i
‑
num/num}})电机控制基于stm32f407vet6 进行控制。备取装置中共有四路电机。分别使用四个定时器输出pwm 波形，输出指定脉冲数量对步进电机做出精确控制。备取装置中一个旋转机构共有五个餐品，并在空间中具有五等分。为72
°
。步进电机的一个步距角为0.5
°
。系统的步进电机具有减速模块。减速比为1：139。即电机内旋转139 圈。电机为旋转一圈。电机内旋转一圈的步数为7200。电机外轴旋转72
°
所需旋转步数为7200*（139/5）x，x为齿轮模数比。并设置相应的加速度减速度。以控制旋转机构的快速平稳工作。保障悬挂餐品中的餐品保持相对平衡的状态。
36.智能消杀由于装置机械结构中金属材料使用镀锌板，具有较强的抗氧化和抗腐蚀性。为了适应当下疫情分餐，对食堂卫生的相关要求。系统可选配加入臭氧消毒工具。由于装置使用的时铝合金。具有很强的稳定性，避免臭氧接触过度氧化。系统在无接收到订单的情况下。自动开启臭氧消毒。
37.本实用新型的工作原理是：本实用新型智能备取装置可智能化备餐、送餐，备餐人员将餐品放置备餐台3 后，放置在备餐台3 下方的梳型薄膜压力传感器21 检测到餐品放置的重量，当检测放置的餐品重量与实际用户点餐的订单重量大致相符并等待200 毫秒防止误触，系统确认是该订单之后，主控电路板16 控制备餐台3 推送机构运行（主控电路板16 为现有装置，主控mcu 使用stm32f407vet6 进行装置的程序处理，主控功能为采集薄膜电阻ad 信号，超声波信号、串口扫码信号，基于四个通用定时器对步进电机进行加减速控制，通讯方式支持wifi 与rj45 网口通讯，与andriod 终端间通过蓝牙进行数据通讯，获取相关的指令与上传数据），微型减速电机17 正转带动第二齿轮20 顺时针转动（微型减速电机17 为普通减速电机，使用pwm 波形调节占空比和频率进行速度和推送距离的控制，使之能够精确的将餐品推送至合适位置），由于第二齿轮20 外侧壁与齿条19 啮合连接，齿条19 同步移动、备餐台3 向前推进将餐品推送至旋转盘703，等待用户取餐，全程备餐工作人员
傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台3 即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，取餐模块的装置外壳1 中部开设有取餐窗口、下部安装有串口扫码机6（串口扫码机6 将扫码的二维码数据通过串口发送至主控单片机，扫码速度快。在无光环境下能够自动开启感光灯，进行扫码环境适应），用户通过扫码进行取餐数字密钥认证，用来确定用户身份并且是否具有取餐权限，取餐模块主要有固定在设备外壳1 上的扫码模块组成，设备的取餐口5 设有超声波传感器22 能够有效感知餐品是否被拿取，当用户验证二维码即收到取餐指令，主控电路板16 控制步进电机12 转动（由于旋转盘带动的餐品数量较多，并且设备一直长期处于工作与运行的状态，这对电机的扭矩、寿命有着一定的要求，步进电机12 为减速步进电机，减速比为1:139，能够输出较高的扭矩，带动储餐机构旋转），步进电机12 转动通过第一齿轮10、链条9 和旋转杆8，带动送餐架7 旋转，将餐品旋转至取餐口5，全程备餐工作人员傻瓜式操作，只需将餐品放置备餐台3 即可，无需额外动作，提高备餐工作人员效率与减少劳动强度，使用接触式传感器，提高系统的稳定性与可维护性，本实用新型智能备取装置的备餐台3 底部安装有梳型薄膜压力传感器21，用来进行餐品监测和餐品量化，电阻精度在
±
2g，能够较为精确的计算出餐品的重量，使用梳型薄膜压力传感器21，量程为5kg，使用自研ad 采样电路，误差为两克，通过ad 采样的实时数据，减去餐盘的重量，就能够精确的算出餐品的重量，为用户的健康饮食提供数据参考，这些餐品量化后的数据，也可直接用与食堂精细化运营，对原材料的采购、餐品上新等提供决策依据，由于装置机械结构中金属材料使用镀锌板，具有较强的抗氧化和抗腐蚀性，为了适应当下疫情分餐，对食堂卫生的相关要求，系统可选配加入臭氧消毒器18，由于装置使用的是铝合金，具有很强的稳定性，避免臭氧接触过度氧化，系统在无接收到订单的情况下，自动开启臭氧消毒器18，通过管道15 和喷头14 消毒，整体装置能够放置24 份餐品，一个取餐窗口可以部署一个智能备取装置，通过24 份餐品的异步存取，足以应对大中型食堂的就餐高峰，备餐装置大部分结构件采用铝合金板材加工制成，加工所需的工序少、加工精度高，备取装置的机械结构组装方便快捷，装置共分为备餐台3（放置当前餐品等待加入储餐机构）、推送机构（将餐品推送至悬挂餐盘）、旋转餐盘（放置用户的餐品），整体装置为可拆卸设计，可通过取餐窗口的大小和实际需要做相应裁剪，满足绝大多数的现实要求，可拆卸式的悬挂餐盘，便于组装和清洗维护。
38.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。