全自动啤酒机器人制造技术

本发明专利技术的主要目的在于提供一种全自动啤酒机器人，从而更好地为顾客提供啤酒方面的服务，并让顾客欣赏优雅的倒酒动作，透过动作领略其中蕴含的啤酒文化。其独特之处在于克服现有啤酒服务机器人在功能和动作策略上的不足，更有效地提高该类型机器人的服务质量和更充分地提升其中孕育的文化内涵。另外，在智能、自动化和环保方面，本机器人都具有一般服务类机器人无法比拟的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种全自动啤酒机器人。 技术背景服务机器人目前尚处于开发及普及的早期阶段，它的定义是从操作型工业机器人 引申而来的。根据国际机器人联合会(IFR)采用的初步定义，所谓服务机器人是一种半自 主或全自主工作的机器人，它完成的是有益于人类健康的服务工作，但不包括那些从事生 产的设备。啤酒机器人属于服务机器人的一种，目前，日本的朝日啤酒公司在07年为宣传和 推广其啤酒订做了一台啤酒服务机器人，一直在伦敦的一家餐馆里面为客人服务。该机器 人能够实现为开啤酒盖，拿酒杯去盛满啤酒放在指定位置，然后转动胸前的圆盘递送到顾 客面前的基本功能，而且还能在服务过程中发出预存语音，能在服务之余做出一些拟人的 简单动作表演以达到吸引眼球的娱乐目的，为促进朝日啤酒的市场宣传和推广做了很大贡 献。然而，通过仔细观察可知该机器人仍存在很多值得改进之处1，动作呆板。该机器人借鉴的是自动化流水线上通用型工业机器人手臂的一套机 械结构，整体给人的映像是动作太程式化，僵硬有余而柔性不足。缺乏倒置啤酒的一套必须 的柔性动作技巧，将啤酒文化的内涵体现得不深，观赏和娱乐价值有些不够充分。2，占用空间大。其胸前有一个近1米直径的旋转圆桌，再加上其自身体型庞大， 因而为此机器人的安放摆设占用了很大的空间，放在寸土寸金般的门面型餐馆显得很不合 适。3，智能化程度不高。其特意为该机器人配套定制了一条传送啤酒瓶的传送带流水 线和一个旋转圆桌，而且特意在圆桌面上设置了凹槽结构，以达到程式化操作的目的。太多 的订制条件下，其才能达到一些基本服务功能和要求，可知其环境适应能力比较差，智能化 处理能力不强。4，自动化程度不高。其对于啤酒瓶的处理自动化程度不高，增添了为该机器人运 送啤酒瓶的服务员的负担，也限制了顾客的取酒和放杯位置的诸多自由。5，无环保意识。无回收啤酒瓶盖和空瓶的装置和措施，增添了酒吧清洁人员的工作量。针对以上情况，本专利技术在借鉴其基本动作和功能基础上，相应地改进了这些欠缺 之处。而且，体现出本专利技术更加环保、智能，文化气息更加浓厚。本专利技术具体表现在1，动作灵活。本专利技术最传神的地方在于充分体现了啤酒文化的深刻内涵，尤其讲 究倒啤酒的一套柔性技巧，让顾客在品尝沁人心脾的饮料之前，通过欣赏其独到的柔性技 巧，从而领略出该啤酒机器人的调酒时的激情和欢乐氛围。2，占用空间小。本专利技术自身体型小巧，搁置啤酒瓶或者啤酒杯的桌面也可伸缩，因 而为此机器人的安放摆设无须占用很大的空间，很适合放在门面型餐馆或酒店。43，智能化程度高。本专利技术一方面除默认的倒酒模式外，还可以根据顾客的需要来 调节倒酒的动作方式，倒出任意泡沫量的啤酒，令顾客口味选择余地大。另一方面通过视觉 系统，可增强其对周围环境的认知能力，使其在操作过程中动作的流畅性和对环境的适应 力都远远优于已有的同类啤酒机器人。4，自动化程度高。其对于啤酒瓶的处理为全自动化，减轻了为该机器人运送啤酒 瓶的服务员的负担，并不限制顾客取酒和放杯的位置。5，具有环保功能。有回收啤酒瓶盖和空瓶的装置和措施，减轻了酒吧清洁人员的工作量。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种全自动啤酒机器人，从而克服现有啤酒服务机器 人在功能和动作策略上的不足，更有效地提高该类型机器人的服务质量和更充分地提升其 中孕育的文化内涵。本专利技术所述的机器人由机械结构主体，传感系统，运动系统以及电路系统构成。其 中，(1)机械结构主体包括头部，上躯体，手臂，可移动底盘及附属设备。①头部主要安放模拟眼睛的两只摄像头；②上躯体内部主要安放机械手臂和电机驱动和控制电路板；③手臂主要由2个6自由度的机械手臂构成；④可移动底盘采用轮式结构；⑤附属设备包括传送带设备。(2)传感系统主要包括视觉、触觉、光电等传感器。①视觉传感器利用130万像素以上的CMOS数字摄像头；②触觉传感器主要是触碰开关；③光电传感器主要包括红外对射传感器和光电编码盘；(3)运动机构系统主要包括电机及其减速齿轮装置、转动轴承及连接部件、手臂 整个机械结构、手部结构、传送带结构、轮式底盘结构。①电机及其减速齿轮装置为保护电机及延长电机寿命，电机轴不直接承受于②转动轴承及连接部件③手臂整个机械结构除手部外，④手部结构⑤传送带结构⑥轮式底盘结构(4)电路系统，主要是指电机的驱动和控制电路以及电源装置。①步进电机驱动电路步进电机使用脉冲的方式驱动，每4个脉冲转动一个步进 角度，其供电电源由直流电源提供。②舵机驱动电路舵机利用脉宽调制(PWM)的方式来控制转动角度，其供电电源 由直流电源提供。③直流电机驱动电路直流电机使用H桥式电路驱动，利用脉宽调制(PWM)的方式来控制转动速度，其供电电源由直流电源提供。④控制电路系统主要以MCU或ARM等嵌入式控制器为主，辅以必要的外设电路。 控制器内嵌实时的软件操作系统，确保整个系统的运行稳定可靠。⑤电源装置电源由开关电源和锂离子动力电池组成。本专利技术的工作原理如下该全自动啤酒机器人，从上到下由头部，上躯体，两只手臂，可移动底盘和附属设 备构成。其头部的前方(也就是面部位置)安装有2只视觉传感装置，该装置由CMOS数字 摄像头及其配套电路组成的，该装置可获取周围环境的图像信息。该装置在底部安装有2 只微型步进电机使得数字摄像头可以自由转动，使其视线的范围扩展至四面八方。所获取的原始图像信息在经过一系列的图像处理过程后，对啤酒瓶和酒杯实现自 动定位，同时对其自身的当前状态作出判断，进而自动判别下一状态。作出明确判定后，通过控制电路系统和电机驱动程序对两个机械手臂上各个关节 处的电机和控制电路分别发出相应指令，两只机械手臂的机械结构和控制电路一样，对称 分布在上躯体的两边，机械手臂模拟人的手臂，由大臂、小臂和手部结构3个部分组成，各 部分均使用2个电机作为转动关节，使得各部分均具有2个自由度，而由于各部分之间相连 的电机轴向成垂直分布，这样整只手臂就可以在该机械手臂伸展至最长时作为直径的球形 范围内自由运动。这些结构在收到指令后，分别发生相应的转动、运动或相应的操作。动作流畅自然 的完成整个倒啤酒的动作，将倒好的啤酒放置在其自带的小吧台上，等待客人的取用，同时 对空的啤酒瓶和空啤酒杯进行回收。附图说明图1为本专利技术的机器人整体示意图。图2为本专利技术的机器人手臂的腕部结构(用于回收瓶盖)的示意图。图3为本专利技术的机器人的传送带系统示意图。具体实施例方式该全自动啤酒机器人的服务流程1，首先，根据摄像头所获取的图像信息，经过图像处理以后实现对于啤酒瓶的定 位，然后控制左臂的哪个关节的哪个位置的电机发生相应的移动，进而拿起啤酒瓶，同时右 臂动作，使用于右臂相连的开盖工具，打开左臂所拿的啤酒瓶的瓶盖。2，然后，右臂将啤酒瓶盖放置在腕部用于回收瓶盖的口袋中。根据图像信息，以及 图像处理技术获取啤酒杯的相应位置，控制右臂发生相应的移动，拿起啤酒杯，向酒瓶慢慢 靠拢并倾斜多少角度，同时左臂中啤酒瓶也渐渐倾斜多少角度，使得啤酒瓶的瓶口恰好与 酒杯杯口相连，然后左臂控制啤酒瓶继续发生旋转，倒出啤酒，同时右臂所拿的啤酒杯发生 一个什么配合动作，直至倒满整杯啤酒。3，接着，右臂将倒满的啤酒放置在小吧台上，而左臂将空啤酒瓶，放置在回收箱 内，全自动的完成整个倒啤酒的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动啤酒机器人，该机器人由头部，上躯体，两只手臂，可移动底盘和附属设备构成，附属设备包括传送带和啤酒箱。该机器人主要是为顾客动作流畅的倒满一杯几乎无沫的啤酒。其特征在于：（１）机器人头部安装有２只ＣＭＯＳ数字摄像头作为视觉传感器，用于识别周围环境和物体。且每只视觉传感器与头部连接处各安装有２只电机便于视觉传感器在半球面上自由运动，便于增大该机器人的视线范围。（２）两个机械手臂采用与人手类似的结构，分为大臂、小臂和手部结构３个部分，每只手臂使用６个电机，使得大臂、小臂和手部结构都可以以６自由度灵活协调地运动。（３）独特的一套倒啤酒的动作技巧，使得在整个倒酒过程中酒杯中的啤酒几乎不出现泡沫，符合中国人饮用啤酒的习惯。（４）右机械手臂上配有开啤酒瓶盖的装置，且能够将打开的啤酒瓶盖放置在回收袋内，不产生固体垃圾，很好地体现了环保理念。（５）配备自动传送装置实现了酒瓶的自动化流水传输，机械手臂能准确地从啤酒箱中取出一瓶啤酒并将空瓶准确放回到啤酒箱中。（６）移动底盘为轮式架构，方便机器人在平整地板上的自由移动，增大了倒酒服务范围。（７）具有语音功能，可以向顾客问好，如果有顾客取用啤酒，它会说：“您好，我是＊＊＊，欢迎光临！”。（８）具有可以自动伸缩的小桌面当作吧台，可以放置倒好啤酒的杯子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾睿，
申请(专利权)人：王蕾睿，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]