基本信息
- 项目名称：
- 餐厅智能服务机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 在过去十余年间，餐饮业发展速度远远超过GDP的发展水平，常年保持在年增长率20%以上。目前，餐饮服务业使用的机器人在国内外基本尚未出现，在中国乃至世界，机器人在社会服务行业代替人类工作领域的研究基本上是一个空缺。因此，机器人应用于服务业具有十分重要的意义和推广应用价值。它实现同时为多个桌子智能自动送物和收物，还具有人性化的语音提示等功能。创新点：首创；效益高；实用性强，效率高；成本较低等。
- 详细介绍：
- 在过去十余年间，餐饮业发展速度远远超过GDP的发展水平，常年保持在年增长率20%以上。随着国民经济的发展，餐饮业仍有很大的增长空间，2010年我国餐饮业持续增长的态势将进一步巩固，中国餐饮业将跨入新的发展阶段。目前，餐饮服务业使用的机器人在国内外基本尚未出现，在中国乃至世界，关于机器人在社会服务行业代替人类工作领域的研究，可以说是一个空缺。因此，机器人应用于服务业具有十分重要的意义和推广应用价值。 以MC9S12XS128单片机为控制核心，通过桌号输入模块输入所需服务的桌号信息，通过服务车所携带的各检测模块实现路径识别、桌号识别、终点识别和避障；通过舵机和电机实现服务车的运动；通过控制单元扫描状态量并驱动载物盘下的舵机，将相应桌子餐盘转动至取菜口，供客人取走；通过载物检测模块实现对载物盘物品信息的采集；并且通过机器人语音模块实现不同情况对客人的语音提示，最终实现服务车的自动送物、收集物品及人性化提示。 1）可以同时为多个桌子自动送菜和自动收物。 2）可手动装物，将桌号输入键盘。 3）可实现自动循迹，智能识别桌位、自动停车和启动。 4）智能避障:在行进中通过障碍检测模块检测机器人前方的障碍情况，并将信息回传控制模块，处理后以控制电机的停转,防止碰撞客人或工作人员等。 5）载物盘具有针对不同桌位的自动旋转功能。 6）可自动识别和判断所载物品状态。 7）具有终点自动识别并自动停车功能。 8）具有人性化的语音提示功能：当前方有客人时，会通过语音提示请客人让路；送物或收物时，当到达所需服务的桌号前，对客人或收拾餐桌的服务人员进行相应的语音提示；当回到起点时，对工作人员进行提醒，等等。 在进行过细致的市场调查后，我们的结论是餐饮服务行业对于自动化管理和服务有着迫切的需求。因此本课题的应用前景是显而易见的，可以实现餐厅的智能安全送菜和自动收集餐桌，提高餐厅服务质量，提高效率，降低餐厅运营成本，具有广泛的应用和推广价值。 而且，本作品也可以作为一个基本平台，利用其强大的扩展性，稍加改造，即可应用于多种不同场所。公共游乐场游动售货或收集丢弃物，大型自助聚会场所游动送物或收集丢弃物品，游乐场所派送小礼品，在一些隐私性强的场所代替服务生工作，等等。
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明目的：现代服务业属于第三产业，其发展日益受到人们的重视。一直以来，机器人的发展都受到全世界的关注，民用的却很少问世，原因在于其价格昂贵、技术较高端，难为大众所接受，社会对其的研究质疑之声始终不绝于耳。所以全球关于廉价机器人在服务业代替人类工作的研究基本上是一个空白。而廉价机器人的应用，将对服务业的发展起到强劲的推动和改革作用。因此，机器人应用于服务业具有十分重要的现实意义和推广价值。为此，我们针对服务业中的一个小方面大胆尝试设计了用单片机控制的餐厅智能服务机器人模型。 基本思路：送物：在载物盘装载物品，待装载完成通过键盘或遥控器启动，通过各种传感器检测周围环境情况，通过控制电机和舵机实现服务机器人的前进；同时语音模块实现对不同情况的提示，载货盘采用自动化半封闭式，保证卫生。收物：通过拨码开关转换到收物模式，通过机器人所带键盘或遥控器输入第一个所需收拾的桌位号，同时启动机器人，服务员直接走到所需收拾的桌位前整理收拾，待机器人通过以上送餐方式到达此桌前将收拾好的物品装入其后所带的收物箱，再输入下一所需收拾的桌位号重复以上动作，待所有所需收拾的桌子收拾完成后服务员按启动键，再通过送餐的方式，自动回到起点。创新点：1首创2效益高3安全与卫生性好4实用性强，效率高5可扩展性好6成本较低7可维护性好 技术关键：1耗电问题2稳定供电问题3驱动芯片的发热4路径检测的稳定性与前瞻性5物品的卫生等等。技术指标：1工作电压7V—8V 2遥控器采用NRF24L01通信芯片3电磁干扰较小等等
科学性、先进性
- 科学性和先进性： （1）成本较低，采用单片机作为核心控制器，与如今主流机器人采用的PLC、ARM等核心控制器相比，成本低廉，电路简单，易于维护，可普及性强。 （2）实用性强，效率高，送物与收物的一体化，而且可以同时为多个桌子送物与收物，提高效率，降低运营成本，完全智能。 （3）所载物品的安全性强与卫生性好，所载的半封闭式载物货架，实现运动期间食物的隔离和只允许定位取物。 （4）目前国内并未针对餐饮业设计专用的智能化服务机器人，此作品是针对填补此项空白的大胆尝试； （5）可以与现有的各类点菜系统配合使用，是对现有餐厅智能化管理和服务功能的完善。 （6）采用模块化设计，而且核心控制器留有扩展功能预留接口，可以在此服务机器人的基础上删减或增加其他功能模块以适用于针对不同场所的服务。
获奖情况及鉴定结果
- 在西安文理学院第十届瑞林科技文化节之“挑战杯”大学生课外科技制作中经校内外专家评定荣获一等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 普通许可
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 送物： 1将拨码开关拨至1； 2将食物通过放置物品口放入载物盘，待载物盘食物放置完毕或载物盘已满 3按启动键启动服务机器人； 6服务机器人可根据装在的饭菜桌位号自动排序、选择最近路径行走，检测到第一个要送目的地址后，车停止行进。载物盘自动旋转，语音提示就餐者取走自己的饭菜。当饭菜全部全走后、服务车自动启动、沿路线向第二个目的地行走、当检测到第二个要送目的地址后、车停止行进。语音提示就餐者取走自己的饭菜，一次类推、直到所有饭菜已取完。服务机器自动识别到所有饭菜已取完。启动车子返回起点。 收物：将拨码开关2拨通，并输入需要收拾的第一个桌位号，按启动键；服务员走到桌位前直接整理收拾桌子，待服务车到位后便可将收拾好的盘子和垃圾等物品装入车内；然后服务员输入下一个所需收拾的桌位号、同时启动服务车向下一个桌位前进。当车已装满物品或需要直接返回起点、服务人员直接按启动键，服务车接受到返回指令、直接返回起点。
同类课题研究水平概述
- 目前，餐饮服务业使用的机器人在国内外基本尚未出现，在中国乃至世界关于机器人在社会服务行业代替人类工作领域研究基本上是一个空缺，基本上没有进行类似研究。对于机器人的应用大部分在军事、救援等，并且许多国家基本上都进行类似研究，如以色列研究的可在高危环境下撤离伤员的机器人，代替人类工作；我国也开展了井下探险救援机器人。而且据调查，现代服务业大体相当于第三产业，根据服务业的发展规律，随着社会的不断发展，人们的经济条件越来越好，服务业终将崛起为主流业态， 而且发展前景广阔、潜力巨大。 而现在关于自动化研究领域美国等一些国家的技术是相当发达的，但是目前对于机器人在服务业的应用世界上几乎没有做过类似研究，所以对于我国这是一个机会也是一个挑战。因此，机器人应用于服务业具有十分重要的意义和推广应用价值，针对其中一方面我们大胆尝试设计了用单片机控制的餐厅智能服务机器人模型，工作在餐厅代替较多的服务者工作，节省人力，降低餐厅运营成本，提高服务效率。而且，它不仅为餐厅服务，还可以应用在其它的娱乐场所，服务场所等。另外，在此基础上可以根据工业生产和服务行业系统的需要，研制开发出更多种类的自动化机器人，为创建具有自主知识产权的自动化机器人体系提供积极的支持和帮助。 例如，在目前市场上餐饮业基本上都已用到有线或无线点餐机，这是一个在餐饮服务行业的自动化应用。 作为餐饮业的必须考虑的是顾客能否接受和喜欢此产品， 此作品是否适用，还要考虑其经济效益问题。第一，机器人为大家喜闻乐见的事物，应用于服务行业，有一定的娱乐性等，肯定能被消费者接受和喜爱；第二，此作品专门针对餐饮服务行业所设计与点餐机配合适用将更加节省人力，提高服务效率；第三，本服务机器人采用单片机控制， 造价较低，适应于大多数餐饮服务业。因此，本作 品有较好的研究、利用和发展前景。 在进行过细致的市场调查后，我们的结论是餐饮服务行业对于自动化管理和服务有着迫切的需求。该作品在餐饮服务行业以及其它娱乐业和服务业中具有很好的研究开发价值和广阔的应用前景。
