自主食品和饮料分配机制造技术

本发明专利技术提出了一种自主的移动机器人设备，该设备包括用于生产饮料或液态食物的集成机器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的主题是基于液体例如水或牛奶以及配料生产饮料或液态食物。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提出一种以有吸引力的方式实现这种产品的生 产的技术。本专利技术提出了一种具有一个或多个用户接口的完全自主的并且优选地 完全嵌入的移动咖啡机。此目标由独立权利要求的特征实现。从属权利要求进一步发展了本发 明的核心思想。本专利技术提出了 一种自主的移动机器人设备，包括用于生产饮料或液态 食物的集成机器。该设备可包括用于所述生产机器的控制器，该控制器连接到设计成用 于接收无线传输的信号的无线接口 ，所述信号能够设定该生产机器的操作。该设备可包括用于该生产机器的控制器，该控制器连接到手动操作的 用户接口，该用户接口用于设定该生产机器的操作。该用户接口可与机器人设备脱离连接以便脱机输入参数。该设备可配备自主导航系统，该自主导航系统设计成用于基于例如该 机器人设备的视觉传感器的输出信号来导航该机器人设备。该生产机器可以是自含式的(自足的，self-containing)。 该设备可包括独立的供电电源。该生产机器可设计成基于预先分份的配料生产饮料或液态食物。该设备可具有用于储备预先分份的配料的容器。 该设备可包括自动的杯子和托盘操纵系统。该设备可包括杯子储存提升件、杯子抓持器(prehensor)(杯子机械 手)和能够存放多个托盘的托盘储存提升件，杯子可从杯子储存提升件被 传输至上部托盘，以便移动杯子到咖啡出口下方进行咖啡制备。本专利技术还提出了 一种用于这种设备的基于网络的用户接口，该用户接 口设计成使用图示来选择咖啡混合物(coffee blend)、供应场所和供应时 间/日期。本专利技术还提出了一种用于这种设备的机载接口 ，该机载接口设计成使 用图示直接在机器人设备上预定咖啡。附图说明从下文结合附图对本专利技术的实施例的详细描述中，可以清楚看到本发 明的其它目标、特征和优点。在附图中 图l示出本专利技术的应用场景；图2示出具有集成的PC、传感器、电池和驱动装置的机器人设备的移 动基座；图3示出气瓶，该气瓶用于在蠕动泵中产生压力，将热7jC推出热7JC瓶,使热水通过流量计并进入装有马达的煮泡单元； 图4示出咖啡出口系统； 图5示出胶嚢储存系统； 图6示出杯子操纵和输送系统； 图7和8示出杯子操纵和输送系统的细节； 图9示出杯子提升操作； 图10-13示出具有托盘提升件的杯子托盘系统； 图14示出托盘提升件的操作； 图15示出杯子抓持器； 图16示出整体的机器人设备；图17示出次序逻辑；图18示出分离的用户接口 (口袋PC、个人数字助理PDA等)； 图19示出处于连接到机器人设备的状态的分离的用户接口； 图20示出导航系统的概略图。具体实施例方式根据本专利技术的设备首先是具有如图16所示的整体外观的机器人设备。 它可包括两个主要部分如图2所示的完全自主的移动基座和自动的自含 式々大料(例如，咖啡生产)机，即，该机器人设备带有自己的源例如电源、 配料、液体以及计算源。尽管自主引导车辆(AGV)为了导航通常使用昂贵和不灵活的环境变 型例如地面轨道或反射体作为指向标，但是当前，定位方法已可用于未变 型的环境，即自然地貌(feature )。实际上，根据本专利技术的设备可配备例 如视觉传感器(相机等)，以便基于传感器的输出信号的图像识别来识别 其环境。机器人i殳备的环境可被预先编程和存储在机载PC的存储器中。 因此，根据本专利技术的设备可在如图l所示的应用场景中起作用。下文的描述分为四个部分1. 机器人设备及其导航系统(机器人设备的移动基座)2. 在电源方面自主地工作的咖啡机(即，无电源电缆)3. 杯子操纵和输送系统4. 用户接口1.机器人设备(移动基座)作为自主导航系统的一个示例，如图2所示的移动基座可以是差分驱 动系统，该系统运行例如Bluebotics自主导航技术(ANT )(参见 www.bluebotics.com以进一步了解细节)。现在将参照图20说明ANT技术。导航作为三个部分进行介绍地图； 规划和运动；以及定位。环境的地图是图表状结构，其具有机器人设备为了执行特定任务而必 须到达的相关的节点、点。因此，该图表被用于路径规划。此外，该图表 包含与环境中的所有特征有关的信息。这使得能够计算哪个特征是从机器 人设备当前的位置可见的，并且使用该特征进行定位。路径规划和运动入]\1@实现了三种路径规划算法。这些算法在不同的抽象等级上工作， 并且在不同的程度上对传感器读数加以考虑。最顶层为基于图表的全局规 划器(planner)。它是基于上述的图表结构，其中节点是相关的位置并且 边缘指示位置之间的可穿越性。该规划器使用深度优先搜索，产生长度最 优路径。由于路径是全局性的而没有考虑传感器读数，所以在此等级上不 能处理动态路径变型。路径规划的第二层在机器人设备周围的局部网格 (local grid)中使用导航功能。因此，它可以考虑当前的传感器读数，并 且不局限于先验地图的节点。但是，这些路径具有非常差的几何结构，包 含依赖于作为45。的倍数的角度的线性区段，并且趋向于擦触障碍物。在 路径规划的第三层中实现对路径的平滑化以及使路径适合于动态环境。它 基于弹性带。只要弹性带没有"突然折断，，，则初始规划朝着较平滑的曲 线发展(经过点的列表)。如果动态障碍物移动的方式使得沿该路径的最 小空隙不能被保持，或者路径延长超过合理量，则再次调用该程序以重新 初始化该路径。运动受到实时的规避障碍任务的控制，该任务是基于允许考虑机器人 设备的致动器限制的动态窗口方法(不允许可能导致以后碰撞的速度，决 不会超过机器人设备的速度或加速度限制的运动命令)。此外，动态窗口 考虑了由凸多边形表示的"准确的"机器人设备的形状。不使用在撞到障碍物之前行进的距离，而是使用直到撞击之前的时间。 这解决了当机器人设备在当场转动时的特别情况(由于行进的距离似乎为 零，所以任何碰撞看起来是瞬时的)。这还意味着机器人设备在以较高速 度行进时将选择更大的空隙。在致动器的相空间上计算速度、方向和空隙的目标函数。因此，更直接地考虑了致动器限制。定位此方法是使用卡尔曼滤波器作为估测构架的全局性的基于地貌的多假 设定位。由于明确地解决了数据相关问题，所以它克服了单假设卡尔曼滤 波器的限制。机器人设备保留了基于地貌方法的典型优点，例如非常高的 定位精度以及高效的实现，并且在机器人设备失去其位置轨迹的情况下添 加重要的地貌这可以产生关于其当前位置的假设，从而对自身进行重新 定位。提供此特性的技术是在解释树中的基于约束的搜索。鉴于所观测地貌 的局部地图和模型地貌的全局地图，此树由所有可能的局部至全局关联性 展开。对于假设生成和姿态跟踪也一贯地使用相同的搜索。嵌入式自动咖啡冲几嵌入式自动咖啡机必须满足一些特殊技术规则以便如同自主式咖啡机 一样工作。必须解决如下的问题例如受限的功耗、对于不同混合物的完 全自动的胶囊操纵、杯子和托盘的管理。咖啡机包括三个子组件胶嚢储存和分配系统，具有热水储存器、泵 系统和提取单元的咖啡煮泡系统，最后为杯子和托盘系统，从而可实现机 载的完全自动的咖啡制备过程。在考虑了移动物体例如人的情况下，移动基座能够使用自身的有源运 动系统(例如，由机器人设备的电动马达驱动的轮子)在规定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主的移动机器人设备，该设备具有有源的运动机构，并且包括用于生产饮料或液态食物的集成的机器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C雅里施，N托马蒂斯，L斯格拉诺，
申请(专利权)人：雀巢产品技术援助有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]