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自助上菜机器人的设计

摘要：随着高新技术和自动化技术的不断进步与发展，越来越多的行业和领域开始运

用这些先进的技术，为自己实现利益的更大化，餐饮行业就包括其中。本设计主要研究的

是关于餐厅内的餐食碗筷配送自助上菜机器人。传统的人工配送具有浪费时间、研究的

配送麻烦、服务员的安全，性能得不到保障的缺点。而自助上菜机器人能够解决以上问

题，提高上菜的效率和便捷，还能够减少人力成本。

1自助上菜机器人研究的目的及意义

随着当今科技越来越发达，不同的送餐方式多种多样也出现了太多的送餐机器人，他

们有的用单片机控制，有的用嵌入式系统进行重新设计，所以他们的控制精度及控制方法

存在略微的差别，但是他们的送餐方式基本上都是一样的。都是通过一个小车上载有几个

餐盘，通过小车的运动把餐食送到客人面前。但不管什么样的送餐方式，也不管通过用什

么样的方式来控制小车运动，只要能够将餐食送到客人面前，这种机器人配送的方式就可

以大大减少劳动力的投入，从而代替服务员这种人工送餐的方式，有效提高企业的利润

率，还给客人带来了全新的送餐体验和用餐服务。

2自助上菜机器人的国内外研究现状

国内的便捷上菜技术不仅仅采用类似于油孔机器人的方式，起结构比较简单，能够实

现的功能也不多。目前国内的这种自动上菜技术也可以保证产品可以到达客户面前，但同

时还具有了较高的安全性能，具有一定的高效性和便捷性，此类技术在国内有良好的发展

前景。

与国内相比，美国和欧洲等西方国家的经济发展水平较高，他们对于自助上菜机器人

本人的要求也更高，在现阶段美国的自主上菜技术已经达到了较高的水平，他们到自助上

菜机器人本人具有更高的专利技术，可以自己识别规划路径，有效节约送餐时间，现在美

国这种技术已经应用于酒吧大型餐厅等一些商业场所，这种技术的高速发展，使得美国的

餐饮行业利润越来越高，不断加快了美国餐饮行业的高速发展，但是在后续的发展过程中

如何提高他的控制性能以及控制精度也是一个需要长时间来检验的问题。

3总体设计分析

3.1工作原理

本文所设计的自助上菜机器人的原理与市场上存在的自主上菜机器人有相似之处，我

们对他进行了优化升级，对密闭容器进行设计，改进后的容器具有电磁感应等功能，在小

车到达客户用餐所在地时，密闭容器会感应到人的存在，从而自主打开密闭容器，同时他

也会根据我们提前设定好的位置小车自动到达客户用餐所在地，不需要架设轨道等一些更

为复杂的运行设备，当小车到达客户用餐所在地时，车上的警铃也会提出相应的声音，来

提醒客户他们的餐食已经到达，从而完成整个上菜过程。在我们的这次设计过程中，我们

对小车进行了控制分析，在小车的内部加入了电气系统和控制系统，通过嵌入式系统的设

计，我们可以通过电脑端来控制小车的运行速度以及它的运行轨迹，从而通过后台大数据

对小车的送餐方式进行分析，然后优化小车的送餐路径，这样做的方式可以有效提高餐厅

的运营效率，同时对密闭容器进行改建后，整个小车的容积变大，但小车的整体体积变

小，有利于小车在人群中进行穿插，从而更快到达客户用餐所在地。

3.2动力源分析

从降低自助上菜机器人成本经济和自助上菜机器人保护环境保护方面来看，自助上菜

机器人动力源一般采用电池动力进行加动力较为合适。自助上菜机器人动力传递装置不仅

预动力源相连，自助上菜机器人也和动力传递系统中的自助上菜机器人传动路径相连。自

助上菜机器人该装置起着传递介质的作用，自助上菜机器人还可以将电动力源产生的动力

量进行适当的输送，进而完成对自助上菜机器人自动化上菜部分的预动力和行驶动力。

4控制系统的设计及注意事项

4.1控制回路设计

在现有的设计中多年来，设备的可编程控制器：（简称PLC）从PLC产生到现在使

用的情况中，实现了PLC接线逻辑编程以及到存储逻辑程序的飞跃发展；其设计的功能从

弱到强，可以很好的实现了逻辑控制，以及到数字化控制的伟大进步；实现的应用领域很

大，在各行业都有运用，特别在能够实现了单体设备，简单控制程序到胜任整个运动的控

制效果、完成的过程控制及能够实现的集散控制等各种任务都有很大的跨越行发展。现状

的发展中今天的PLC在自动化上菜，模拟量小型、数字的运算、人机系统的接口以及网络

设计，各方面能力发展水平都已大幅提高不少，目前已经成为工业化控制领域的主流程序

控制设备，在机械设备的各行各业，发挥着重要作用。

自助上菜机器人上的各轴、抽屉