本發(fā)明涉及智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，特別涉及一種適用于食堂或餐廳的自動配置菜品和傳送菜品的系統(tǒng)，屬于餐飲自動化控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

食堂是學(xué)校、機(jī)關(guān)和廠礦企業(yè)等為學(xué)生或職工提供食物并進(jìn)行飲食的場所。目前最先進(jìn)智慧食堂消費(fèi)管理系統(tǒng)，采用線上訂單模式，消費(fèi)者在線上訂單平臺就可以選擇菜品和結(jié)算支付，消費(fèi)數(shù)據(jù)匯總服務(wù)器，解析后的信息可以指導(dǎo)廚師對菜品的制作，具有信息化程度高、菜品選擇便捷、支付安全等優(yōu)點(diǎn)。但是，在線下提取菜品時，依然是人工模式，即提供訂單信息，工作人員根據(jù)訂單信息依次打菜給消費(fèi)者。這種“人工打菜，多次取菜”方式，工作效率很低，容易導(dǎo)致排隊，極大的限制了智慧食堂消費(fèi)管理系統(tǒng)的工作能力，影響消費(fèi)者的消費(fèi)體驗(yàn)。同時，由于在菜品分配過程中往往涉及多個菜品，分配過程中菜品需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)移，菜品的精確定位和分配，餐盤的餐具的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移和精確定位也是一直以來難以解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為突破上述技術(shù)瓶頸，提高智慧食堂消費(fèi)系統(tǒng)的工作效率，以自動模式代替人工模式，提高菜品分配過程中的定位和轉(zhuǎn)移精度，本發(fā)明提供了智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，所采取的技術(shù)方案如下：

智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制裝置，餐盤遞送裝置1，傳菜裝置2，配菜通道3，配菜裝置4，餐盤提取裝置5，餐盤提取通道6，取菜窗口7以及取號器8；

所述餐盤遞送裝置1包括通過環(huán)形運(yùn)動實(shí)現(xiàn)餐盤位置轉(zhuǎn)移的餐盤傳送機(jī)構(gòu)12；

所述配菜通道3的一端與餐盤傳送機(jī)構(gòu)12相鄰承接餐盤，另一端與餐盤提取通道6連接；

多個傳菜裝置2的傳菜通道垂直于配菜通道3，均勻分布在配菜通道3的兩側(cè)；

所述配菜裝置4設(shè)有構(gòu)造于配菜通道3和傳菜通道2上方的配菜電磁吸盤30，配菜電磁吸盤30通過水平和豎直位移推桿器實(shí)現(xiàn)吸取菜品的水平和豎直位移；

所述的配菜通道3至少有一條，配菜通道位于配菜裝置4的下方；

所述取菜窗口7通過餐盤提取通道6與多個配菜通道3連接；

所述控制裝置包括總控制平臺9，網(wǎng)絡(luò)通信裝置和控制站；總控制器平臺9通過網(wǎng)絡(luò)通信裝置構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)與餐盤遞送裝置1、傳菜裝置2、配菜通道3、配菜裝置4、取菜窗口7、取號器8、餐盤提取通道6及餐盤提取裝置5上的控制站信號連接，以實(shí)現(xiàn)各裝置協(xié)同控制。

所述信號連接，可以使通過wifi等無線網(wǎng)絡(luò)信號進(jìn)行連接，也可以是通過電線、光纖等有線信號連接。

各個控制站與電機(jī)、傳感器、顯示器等現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，以執(zhí)行由總控制平臺9下發(fā)的控制指令。

優(yōu)選地，所述餐盤遞送裝置1包括在垂直方向上環(huán)形運(yùn)動的餐盤傳送機(jī)構(gòu)12以及位于餐盤傳送機(jī)構(gòu)兩端的護(hù)板14；餐盤傳送機(jī)構(gòu)12包括電機(jī)，與電機(jī)連接的餐盤遞送電機(jī)控制器和環(huán)形傳送帶，沿環(huán)形傳送帶寬度方向垂直安裝于環(huán)形傳動帶外表面的餐盤托板，以及餐盤托板旋轉(zhuǎn)至水平位置處安裝的紅外位置傳感器。餐盤遞送裝置1的控制站可安裝在護(hù)板14外側(cè)，與電機(jī)控制器和紅外位置傳感器連接，以控制餐盤傳送機(jī)構(gòu)12上環(huán)形傳送帶的轉(zhuǎn)動，并收集餐盤的位置信息。

優(yōu)選地，所述配菜裝置4包括電磁吸盤15、水平電動推桿i19、垂直電動推桿i16、滑塊18、導(dǎo)軌和支架20。電磁吸盤15安裝在垂直電動推桿i16的動桿末端，垂直電動推桿i16的電機(jī)端固定在滑塊18上，滑塊18套在導(dǎo)軌上，滑塊18的一端與水平電動推桿i19的動桿相連，水平電動推桿i19的電機(jī)端固定在支架20上，導(dǎo)軌的兩端分別與兩個支架20連接，導(dǎo)軌的取菜位置內(nèi)嵌安裝電阻應(yīng)變式壓力傳感器17?；瑝K18上設(shè)有提取菜品位置傳感器21，在導(dǎo)軌上設(shè)有與提取菜品位置傳感器21對應(yīng)的配置菜品位置傳感器22。其中，提取菜品位置傳感器21和配置菜品位置傳感器22可以分別為紅外位置傳感器的紅外線發(fā)射管和紅外線接收管。配菜裝置4的控制站可固定安裝在支架的外側(cè)，與各推桿的電機(jī)和各個傳感器連接，以實(shí)現(xiàn)推桿的運(yùn)動，并收集相關(guān)位置信息。

優(yōu)選地，所述配菜通道3內(nèi)設(shè)有沿配菜通道長度方向設(shè)置的餐盤精確停位機(jī)構(gòu)；所述餐盤精確停位機(jī)構(gòu)包括檔板電機(jī)23、擋板支架24和擋板25，擋板25安裝在擋板支架24之間，擋板電機(jī)23與擋板支架24連接并通過擋板支架24帶動擋板動作。餐盤精確停位機(jī)構(gòu)安裝在配菜通道左側(cè)，擋板長度為餐盤寬度的2/5～3/5；餐盤采用2×3布局，餐盤精確停位機(jī)構(gòu)采用三層擋板模式，即一個機(jī)構(gòu)，三塊擋板。

優(yōu)選地，餐盤提取裝置5包括帶云臺電機(jī)的托盤29、水平電動推桿ii32、電磁吸板30、垂直電動推桿ii26、小車28；帶云臺電機(jī)的托盤29水平設(shè)置，水平電動推桿ii32的電機(jī)端與帶云臺電機(jī)的托盤固定連接，水平電動推桿ii32的動桿末端安裝有電磁吸板30，電磁吸板30可在動桿的帶動下在帶云臺電機(jī)的托盤29內(nèi)沿托盤29的長度方向運(yùn)動，將餐盤吸附到帶云臺電機(jī)的托盤29內(nèi)；安轉(zhuǎn)于帶云臺電機(jī)的托盤29下方的小車28的下部與垂直電動推桿ii26的電機(jī)端固定連接，垂直電動推桿ii26的動桿末端與托盤的云臺電機(jī)連接。其中，帶云臺電機(jī)的托盤29的寬度、高度、長度略大于餐盤的寬度、高度、長度以便于承載餐盤。電磁吸板30的長度與餐盤寬度一致或稍小，寬度略小于餐盤的高度。云臺機(jī)構(gòu)，一端固定在推桿，一端連接托盤底部；小車的前部安裝紅外避障傳感器27，小車的后部安裝微型電磁閥33；垂直電動推桿外套電線導(dǎo)管34。

優(yōu)選地，所述餐盤提取通道6為軌道式環(huán)形結(jié)構(gòu)，軌道中部有環(huán)形孔道，將軌道分為外環(huán)軌道36和內(nèi)環(huán)軌道35；餐盤提取通道中心有內(nèi)環(huán)支撐柱，支撐柱上安裝有集線環(huán)39；軌道與配菜通道和取菜窗口的交匯處，軌道底部安裝位置id芯片38，在內(nèi)外環(huán)軌道內(nèi)側(cè)開有攔阻孔37；小車28準(zhǔn)確停位機(jī)構(gòu)包含位置id芯片38，小車后部的微型電磁閥33，內(nèi)外環(huán)軌道內(nèi)側(cè)的攔阻孔37，其中攔阻孔形狀略大于微型電磁閥的動桿末端大小。

優(yōu)選地，所述取菜窗口7包括顯示器42、餐盤存儲柜40、窗口擋板機(jī)構(gòu)41；取菜窗口7上設(shè)有貫穿餐盤存儲柜40的取菜口，在取菜口外側(cè)設(shè)有顯示菜品提取信息的顯示器42，取菜口出口設(shè)有由安裝在餐盤存儲柜40的電機(jī)驅(qū)動的窗口擋板機(jī)構(gòu)41。取菜窗口7采用3×5結(jié)構(gòu)，五個取菜口，一個取菜口有三層餐盤。所述顯示器，優(yōu)選oled顯示器，顯示器內(nèi)可集成數(shù)字鍵盤，以便于使用者進(jìn)行選取操作。

優(yōu)選地，控制裝置采用以stm32單片機(jī)為核心的分布式控制方式，總控制器為采用stm32f407zgt6型單片機(jī)，餐盤遞送裝置1的控制站、傳菜通道2的控制站、配菜通道3的控制站、配菜裝置4的控制站、餐盤提取裝置5的控制站、取菜窗口7的控制站和取號器8的控制站以stm32f103c8t6型單片機(jī)為控制核心，各控制站通過傳感器、電機(jī)、讀卡器、顯示器等現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行控制站指令，實(shí)現(xiàn)各自控制功能和現(xiàn)場信息的采集。各控制站之間相互協(xié)調(diào)，互不影響。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)通信裝置，以esp8266串口wifi搭建通信局域網(wǎng)，各控制站和總控制平臺9根據(jù)物理地址分配固定ip號，以固定ip作為設(shè)備的身份識別號，操作管理機(jī)和控制站、控制站和控制站之間自由通信。

優(yōu)選地，無線網(wǎng)絡(luò)的無線通信協(xié)議由head、id、cmd、len、data、crc、end組成；head，“協(xié)議標(biāo)示”為每條數(shù)據(jù)或命令的開始固定為：命令報文頭“@start”，應(yīng)答報文頭“@rtart”；id，“設(shè)備號”為目標(biāo)設(shè)備編號，1字節(jié)；cmd，“功能標(biāo)識”為雙方通信所要實(shí)現(xiàn)的功能,固定為1字節(jié)；len，“數(shù)據(jù)長度”為發(fā)送的數(shù)據(jù)的長度，不包括協(xié)議的其它字段，1字節(jié)；data，“數(shù)據(jù)”為所發(fā)送的數(shù)據(jù)，其格式視數(shù)據(jù)類型的不同而不同；crc，“校驗(yàn)”為數(shù)據(jù)的crc校驗(yàn)值；end，“結(jié)束標(biāo)志”為每條數(shù)據(jù)或命令的結(jié)束固定為：“end\r”。

同時，本發(fā)明還提供了一種含有所述智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的管理系統(tǒng)，該管理系統(tǒng)包括菜品自動配送系統(tǒng)、線上訂餐平臺、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、后廚管理系統(tǒng)以及餐具回收系統(tǒng)；其中，線上訂餐平臺進(jìn)行線上選擇和線上結(jié)算，并將訂單信息發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將訂單信息匯總分析，并下發(fā)給菜品自動配送系統(tǒng)執(zhí)行配菜工作；同時，訂單統(tǒng)計信息下發(fā)給后廚管理系統(tǒng)，指導(dǎo)廚師對菜品的制作；餐盤回收系統(tǒng)由傳送帶餐盤回收平臺、半自動餐盤清洗機(jī)、一體化消毒劑烘干機(jī)組成，餐盤、筷子、餐碗進(jìn)入后廚管理系統(tǒng)和菜品自動配送系統(tǒng)再次使用。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明獲得的有益效果是：

本發(fā)明的智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，可以根據(jù)來自服務(wù)器的餐飲人員訂單信息，自動執(zhí)行配菜工作，餐飲人員在取菜窗口一次性提取就行，這大大避免了餐飲人員在選菜時造成的擁堵，同時自動配送裝置徹底減掉了人工打菜的時間，餐飲人員取餐時間縮短，系統(tǒng)工作效率更高。

本發(fā)明的智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，包含有取號器裝置，該裝置可以動態(tài)的根據(jù)取菜窗口的使用情況以及配菜通道空閑情況，為前來就餐的餐飲人員分配取餐窗口號。通過分配取菜窗口號，可以有效的調(diào)節(jié)人流，進(jìn)一步避免人流交叉導(dǎo)致的擁堵。

本發(fā)明的智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，可以根據(jù)裝置應(yīng)用場合的餐飲人員流量，采用單邊單通道配菜模式，雙邊單通道模式，雙邊多通道模式；餐盤存儲柜可以改變行列數(shù)，調(diào)整餐盤存儲柜的存儲能力。在無需進(jìn)行結(jié)構(gòu)大調(diào)整的情況下，可以方便的調(diào)整裝置的配菜工作能力，實(shí)用性和適用性更強(qiáng)。

本發(fā)明的智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，采用分布式控制方法，實(shí)現(xiàn)了分散控制、集中管理，總控制器負(fù)責(zé)任務(wù)的下發(fā)和對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，各控制站完成各自特定的任務(wù)，現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行特定功能。這種模式有效的避免了因某個環(huán)節(jié)故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法工作的問題，分散控制的同時，也分散了控制故障風(fēng)險。同時集中管理，更有利于管理人員對整個系統(tǒng)的管理，在總控制臺即可實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，以及對現(xiàn)場設(shè)備的控制。本系統(tǒng)相比于單控制器控制系統(tǒng)，各控制功能更加協(xié)調(diào)、工作效率更高、系統(tǒng)抗風(fēng)險能力更強(qiáng)、管理操作更加方便。

本發(fā)明的配菜裝置和餐盤提取裝置采用電動推桿與位置傳感器配合的方式，通過控制裝置的控制能夠精確有效地控制菜品的配制過程和餐盤的提取過程中的位置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的自動配菜系統(tǒng)方框圖。

圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的分布式控制結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的系統(tǒng)工作流程圖。

圖4為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中菜品自動配送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中餐盤遞送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中配菜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中餐盤的區(qū)域劃分示意圖。

圖8為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中配菜通道餐盤精確停位機(jī)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中餐盤提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中餐盤提取通道的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中取菜窗口的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中配菜裝置的工作流程圖。

圖13為本發(fā)明一種優(yōu)選方案中餐盤提取通道的工作流程圖。

圖14為包含本發(fā)明的智慧食堂消費(fèi)管理系統(tǒng)服務(wù)器客戶端軟件界面圖。

其中，1，餐盤遞送裝置；2，傳菜裝置；3，配菜通道；4，配菜裝置；5，餐盤提取裝置；6，餐盤提取通道；7，取菜窗口；8，取號器；9，總控制器平臺；10，傳送帶電機(jī)拖動機(jī)構(gòu)；11，餐盤水平位置傳感器；12，餐盤傳送機(jī)構(gòu)；13，餐盤；14，護(hù)板；15，電磁吸盤；16，垂直電動推桿i；17，應(yīng)變式壓力傳感器；18，滑塊；19，水平電動推桿i；20、支架；21，提取菜品位置傳感器；22，配置菜品位置傳感器；23，擋板電機(jī)；24，擋板支架；25，擋板；26，垂直電動推桿ii；27，紅外避障傳感器；28，小車；29，帶云臺電機(jī)的托盤；30，電磁吸板；31，餐盤移入位置傳感器；32，水平電動推桿ii；33，微型電磁閥；34，電線導(dǎo)管；35，外環(huán)軌道；36，內(nèi)環(huán)軌道；37，攔阻孔；38，位置id芯片；39，集線環(huán)；40，餐盤存儲柜；41，窗口擋板機(jī)構(gòu)；42，數(shù)字鍵盤及顯示器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不受以下詳細(xì)說明的限制。

具體實(shí)施方式一

本具體實(shí)施方式提供了一種優(yōu)選地的智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)，本系統(tǒng)的管理方法如圖1～3所示。圖1為智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的自動配菜系統(tǒng)方框圖。圖2為智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的分布式控制結(jié)構(gòu)圖。圖3為智慧慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的系統(tǒng)工作流程圖圖。

智慧食堂菜品自動配菜系統(tǒng)方框圖如圖1所示，總控制器存儲來自服務(wù)器處理后的訂單信息，處理來自取號器的消費(fèi)者信息，并且協(xié)調(diào)、監(jiān)控餐盤遞送裝置、配菜通道、傳菜通道、取菜裝置的運(yùn)行。取號器根據(jù)訂單結(jié)算信息，為消費(fèi)者分配取菜窗口號。餐盤遞送裝置在接收到配菜指令后，自動將餐盤放入配菜通道。傳菜通道放置廚師制做完成的菜品。配菜通道根據(jù)訂單信息，將菜品配入餐盤。餐盤提取裝置和餐盤提取通道將配置完的餐盤移入餐盤存儲柜。取菜窗口存儲配置完成的菜品，并且消費(fèi)者可以根據(jù)身份信息一次性提取菜品。

智慧食堂菜品自動配菜系統(tǒng)分布式控制結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，管理計算機(jī)即總服務(wù)器，處理來自線上的訂單信息，下發(fā)處理后的訂單信息，存儲管理消費(fèi)數(shù)據(jù)。操作管理機(jī)即總控制器，以大容量、多接口的stm32f407zgt6為控制器核心，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控，協(xié)調(diào)各控制站的運(yùn)行。餐盤遞送控制站、傳菜通道控制站、配菜通道控制站、取菜裝置控制站、取號裝置控制站，以高性能、低功耗的stm32f103c8t6為控制器核心，實(shí)現(xiàn)各自的控制功能，各控制站可以相互協(xié)調(diào)，又互不影響，實(shí)現(xiàn)分散控制模式。傳感器、電機(jī)、讀卡器、顯示器等現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行控制站的指令，完成現(xiàn)場信息采集。通信網(wǎng)絡(luò)以安信可esp8266串口wifi組建通信局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)操作管理機(jī)和控制站，控制站和控制站之間的通信。

智慧食堂菜品自動配菜系統(tǒng)工作流程如圖3所示，消費(fèi)者在線上提交訂單后，訂單信息經(jīng)過服務(wù)器解析后，下發(fā)給總控制器。當(dāng)消費(fèi)者前來就餐時，從取號器獲取取餐窗口號，取號器分配窗口號后，將相關(guān)信息發(fā)給總控制器，總控制器處理數(shù)據(jù)后，對餐盤遞送裝置、配菜通道、機(jī)械抓手裝置下發(fā)配菜信息。餐盤遞送裝置收到信息后遞送餐盤，配菜通道對餐盤寫入身份信息，并且控制餐盤的運(yùn)行，機(jī)械抓手裝置提取相應(yīng)菜品放入餐盤中。配菜完成后，餐盤提取裝置將餐盤放入櫥柜中。消費(fèi)者在取菜窗口輸入身份信息，取走菜品。這種工作方式能夠通過信息的收集、分配、獲取和反饋等過程，結(jié)合線上線下模式，從而有效地控制打菜窗口處的人員擁堵。

本具體實(shí)施方式所提供的優(yōu)選智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4～11所示。其中，圖4為菜品自動配送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為餐盤遞送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為配菜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為餐盤的區(qū)域劃分示意圖。圖8為配菜通道餐盤精確停位機(jī)構(gòu)示意圖。圖9為餐盤提取裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為餐盤提取通道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為取菜窗口的結(jié)構(gòu)示意圖。

從圖4可知，該智慧食堂菜品自動配送系統(tǒng)是由總控制平臺9，餐盤遞送裝置1，傳菜裝置2，配菜通道3，配菜裝置4，餐盤提取裝置5，餐盤提取通道6，取菜窗口7以及取號器8組成。其中，餐盤遞送裝置1的后端與配菜通道3的前端接近，傳菜裝置2對稱地分布在配菜通道3的兩側(cè)。配菜通道3的后端與餐盤提取通道6連接，餐盤提取通道6的另一側(cè)與取菜窗口7連接。其中，餐盤遞送裝置1，配菜通道3以及餐盤提取通道6是依次連接的。配菜裝置4橫跨配菜通道3，兩端分別與傳菜通道2連接。此外，取號器8可獨(dú)立設(shè)在在取菜窗口7，通過信號與總控制平臺9連接，以便于將使用者的用餐需求信息傳送給總控制平臺9。

從圖5可知，餐盤遞送裝置1是由支架，餐盤傳送機(jī)構(gòu)12以及護(hù)板14組成。餐盤傳送機(jī)構(gòu)12包括電機(jī)，餐盤遞送電機(jī)控制器，環(huán)形傳動帶以及餐盤護(hù)板。餐盤傳送機(jī)構(gòu)12包括電機(jī)，與電機(jī)連接的餐盤遞送電機(jī)控制器和環(huán)形傳送帶，沿環(huán)形傳送帶寬度方向垂直安裝于環(huán)形傳動帶外表面的餐盤托板，以及餐盤托板旋轉(zhuǎn)至水平位置處安裝的紅外位置傳感器。餐盤遞送裝置1的控制站可安裝在護(hù)板14外側(cè)，與電機(jī)控制器和紅外位置傳感器連接，以控制餐盤傳送機(jī)構(gòu)12上環(huán)形傳送帶的轉(zhuǎn)動，并收集餐盤的位置信息。餐盤遞送裝置工作過程：開始營業(yè)前，餐盤預(yù)先安置在餐盤遞送裝置中。餐盤遞送裝置等待來自總控制器的遞送指令。餐盤遞送裝置收到遞送指令后，啟動滾筒電機(jī)，餐盤在傳送帶帶動下旋轉(zhuǎn)。電機(jī)停止控制采用雙保險模式，保險一：位置傳感器檢測控制，當(dāng)位置傳感器檢測到餐盤運(yùn)動到水平位置，電機(jī)制動控制。保險二：時限控制，電機(jī)運(yùn)行達(dá)到時間上限后，電機(jī)制動控制。餐盤遞送裝置硬件選型：電磁繼電器模塊選用5v供電的松樂繼電器；正反轉(zhuǎn)固態(tài)繼電器選用康泰集團(tuán)的pqssr-3zfn型號的三相交流繼電器，其具有體積小，無觸點(diǎn)，無火花抗干擾，采用5-32v寬電壓為控制電壓，方便單片機(jī)控制。本裝置相比與現(xiàn)有的餐盤遞送機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精確、使用方便等特點(diǎn)。

從圖6可知，配菜裝置4包括直流電磁吸盤15、水平電動推桿i19、垂直電動推桿i16、滑塊18、導(dǎo)軌和支架20。電磁吸盤15安裝在垂直電動推桿i16的動桿末端，垂直電動推桿i16的電機(jī)端固定在滑塊18上，滑塊18套在導(dǎo)軌上，滑塊18的一端與水平電動推桿i19的動桿相連，水平電動推桿i19的電機(jī)端固定在支架20上，導(dǎo)軌的兩端分別與兩個支架20連接，導(dǎo)軌的取菜位置內(nèi)嵌安裝電阻應(yīng)變式壓力傳感器17?；瑝K18上設(shè)有提取菜品位置傳感器21，在導(dǎo)軌上設(shè)有與提取菜品位置傳感器21對應(yīng)的配置菜品位置傳感器22。其中，提取菜品位置傳感器21和配置菜品位置傳感器22可以分別為紅外位置傳感器的紅外線發(fā)射管和紅外線接收管。配菜裝置4的控制站可固定安裝在支架的外側(cè)，與各推桿的電機(jī)和各個傳感器連接，以實(shí)現(xiàn)推桿的運(yùn)動，并收集相關(guān)位置信息。

配菜裝置工作流程圖如圖12所示：配菜裝置處于待命狀態(tài)，判斷是否接收到配菜請求，當(dāng)接收到配菜請求，水平電動推桿回縮動作移動吸盤到提取位置處，到達(dá)后垂直電動推桿推出，直到到達(dá)餐碗邊沿，吸盤通電吸住菜碗，壓力傳感器檢測到壓力有較大變化，即吸以及吸住菜碗，此時垂直電動推桿回縮和水平電動推桿推出，待配菜位置的傳感器檢測待吸盤到達(dá)，水平電動推桿停止動作，垂直電動推桿推出，當(dāng)壓力傳感器檢測到壓力有較大減小，即菜碗到達(dá)餐盤，垂直電動推桿停止動作，同時電磁繼電器斷電釋放，垂直電動推桿回縮，水平電動推桿回縮，執(zhí)行下一個配菜請求。配菜裝置硬件選型：電動推桿選用直流電機(jī)伸縮桿，12v供電，行程最大可達(dá)500mm；電動推桿的直流電機(jī)驅(qū)動模塊選用l298n電機(jī)驅(qū)動板，它能夠驅(qū)動5v-35v的直流電機(jī)；配菜機(jī)械臂的吸盤選用直流電吸盤電磁鐵，ele-p100/40最大吸力達(dá)到12kg，其供電為24v；配菜機(jī)械臂的重力傳感器選用電阻應(yīng)變式壓力傳感器，其最大檢測重力達(dá)到40kg。本裝置通過控制電動推桿的伸縮運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對滑塊-吸盤-菜碗位移運(yùn)動的控制，通過電磁吸盤實(shí)現(xiàn)抓取工作，并且具備重力檢測和位置檢測功能，徹底省略了人工配菜操作，大大提高了工作效率。同時，相比與采用機(jī)械臂抓取的方式，具備結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟、控制方便、安全可靠、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

從圖7、8可知，配菜通道3內(nèi)設(shè)有沿配菜通道長度方向設(shè)置的餐盤精確停位機(jī)構(gòu)；所述餐盤精確停位機(jī)構(gòu)包括檔板電機(jī)23、擋板支架24和擋板25，擋板安裝在擋板支架之間，擋板電機(jī)通過擋板支架帶動擋板動作；餐盤精確停位機(jī)構(gòu)安裝在配菜通道左側(cè)，擋板長度為餐盤寬度的2/5～3/5；餐盤采用2×3布局，餐盤精確停位機(jī)構(gòu)采用三層擋板模式。具體而言，配菜通道包括兩個平行豎直設(shè)置的護(hù)板，在護(hù)板之間設(shè)有傳動帶，在左側(cè)或右側(cè)護(hù)板上沿配菜通道3的長度方向安裝餐盤精確停位機(jī)構(gòu)，以對餐盤的位置進(jìn)行精確控制。配菜通道3工作過程：當(dāng)餐盤放入配菜通道時，配菜通道通過rfid讀寫器將身份信息寫入餐盤ic芯片。配菜裝置處的位置傳感器和餐盤精確停位機(jī)構(gòu)檢測餐盤是否到達(dá)需要配菜的位置，控制配菜通道的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)餐盤的精確停位。餐盤精確停位機(jī)構(gòu)包括檔板、擋板電機(jī)、支撐臺。餐盤內(nèi)菜品按照3×2布局，所以餐盤相對配菜裝置有三個位置，對應(yīng)餐盤的第1、2、3行位置。餐盤精確停位機(jī)構(gòu)采用三層擋板模式，實(shí)現(xiàn)在三行位置處停車。

從圖9、10可知，餐盤提取裝置包括帶云臺電機(jī)的托盤29、水平電動推桿ii32、電磁吸板30、垂直電動推桿ii26、小車28；帶云臺電機(jī)的托盤29水平設(shè)置，水平電動推桿ii32的電機(jī)端與托盤固定連接，水平電動推桿ii32的動桿末端安裝有電磁吸板30，電磁吸板30可在動桿的帶動下在帶云臺電機(jī)的托盤29內(nèi)沿帶云臺電機(jī)的托盤29的長度方向運(yùn)動，將餐盤吸附到帶云臺電機(jī)的托盤29內(nèi)；安轉(zhuǎn)于帶云臺電機(jī)的托盤29下方的下車28的下部與垂直電動推桿ii26的電機(jī)端固定連接，垂直電動推桿ii26的動桿末端與托盤的云臺電機(jī)連接。其中，帶云臺電機(jī)的托盤29的寬度、高度、長度略大于餐盤的寬度、高度、長度以便于承載餐盤。電磁吸板30的長度與餐盤寬度一致或稍小，寬度略小于餐盤的高度。云臺機(jī)構(gòu)，一端固定在推桿，一端連接托盤底部；小車的前部安裝紅外避障傳感器27，小車的后部安裝微型電磁閥33；垂直電動推桿外套電線導(dǎo)管34。

餐盤提取裝置工作流程圖如圖13所示：餐盤提取裝置等待提取餐盤請求，接收到請求后，小車運(yùn)動，當(dāng)rfid讀寫器檢測到目的地id位置芯片時，小車制動，同時微型電磁閥釋放，實(shí)現(xiàn)攔阻停位。小車到位后，向配菜通道發(fā)出就位信息，同時電磁吸板30通電推出，位置傳感器檢測餐盤是否移入托盤，電磁吸板30吸住餐盤，電磁吸板30回縮，餐盤被移入托盤。微型電磁閥通電收起攔阻，小車啟動運(yùn)行。小車運(yùn)行到換向點(diǎn)，云臺電機(jī)動作，調(diào)換方向。小車運(yùn)動，當(dāng)rfid讀寫器檢測到目的地id位置芯片時，小車制動，同時微型電磁閥釋放，實(shí)現(xiàn)攔阻停位。垂直電動推桿推出，托盤上升，到達(dá)指定存儲口，電磁吸板30推出，將餐盤移入餐盤存儲柜。電磁吸板30放電，回縮。微型電磁閥通電收起攔阻，小車啟動運(yùn)行。到達(dá)預(yù)備點(diǎn)，小車調(diào)換方向，同時集線環(huán)收緊電線。餐盤提取裝置硬件選型：云臺電機(jī)選用25ga370r減速電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速為3.75r/min，額定扭矩3.75kg.cm，12v供電；餐盤提取裝置的推排內(nèi)置直流電吸板電磁鐵，ele-p30/25最大吸力達(dá)到12kg，其供電為24v；運(yùn)載機(jī)構(gòu)采用智能小車地盤，車輪電機(jī)選用zgb37rg12-30，24v供電，額定扭矩10kg.com；供電線柱內(nèi)置電機(jī)選用zgb37rg6-15，12v供電，額定扭矩5kg.com；微型電磁閥選用ds-0420，電磁鐵微型電磁閥，彈簧復(fù)位，5v供電；紅外避障模塊，采用距離可調(diào)的，探測距離2～30cm，供電電壓3.3～5v。

從圖11可知，取菜窗口7包括顯示器、餐盤存儲柜、數(shù)顯鍵盤、窗口擋板機(jī)構(gòu)；餐盤存儲柜采用3×5結(jié)構(gòu)；窗口擋板包含擋板、擋板動作電機(jī)。取菜窗口完成餐盤的暫存和消費(fèi)者提取功能。餐盤存儲柜存儲餐盤，其高度略高于配置完菜品的餐盤高度；在取菜口，安裝數(shù)字鍵盤，用來輸入提取編號；數(shù)字鍵盤上方安裝12864顯示器，用來顯示狀態(tài)信息；取菜口安裝有擋板，在輸入正確的提取編號后，擋板自動打開，消費(fèi)者即可提取餐盤；餐盤柜采用3×5結(jié)構(gòu)，五個取菜口，一個取菜口有三層餐盤。取菜窗口裝置工作過程：當(dāng)餐盤提取裝置將餐盤放入櫥柜后，發(fā)送餐盤就位信息給取菜窗口裝置。取菜窗口裝置更新當(dāng)前櫥柜使用情況，以及記錄該菜品位置信息和身份信息。當(dāng)消費(fèi)者在該位置輸入正確的身份信息后，取菜口擋板打開，消費(fèi)者取走菜品。定時一段時間后，擋板關(guān)閉。同時，取菜窗口裝置更新當(dāng)前櫥柜使用情況，并且將該信息發(fā)給取號器裝置。

具體實(shí)施方式二

本實(shí)施方式提供了一種包含具體實(shí)施方式一的用于食堂的智慧食堂消費(fèi)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了含有菜品自動配送系統(tǒng)以外，還包括線上訂餐裝置、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、后廚管理系統(tǒng)以及餐具回收系統(tǒng)。

其中，線上訂餐平臺進(jìn)行線上選擇和線上結(jié)算，并將訂單信息發(fā)送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器客戶端軟件如圖14所示；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器將訂單信息匯總分析，并下發(fā)給菜品自動配送系統(tǒng)執(zhí)行配菜工作；同時，訂單統(tǒng)計信息下發(fā)給后廚管理系統(tǒng)，指導(dǎo)廚師對菜品的制作；餐盤回收系統(tǒng)由傳送帶餐盤回收平臺、半自動餐盤清洗機(jī)、一體化消毒劑烘干機(jī)組成，餐盤、筷子、餐碗進(jìn)入后廚管理系統(tǒng)和菜品自動配送系統(tǒng)再次使用。

雖然本發(fā)明已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動和修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。