一种无人化餐饮系统的制作方法

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种无人化餐饮系统。

背景技术：

随着城市节奏生活越来越快，人们越来越经常选择外出就餐，中国餐饮业面临着广阔的发展空间，然而竞争也越来越激烈，对餐饮业也有了更高的要求。但由于传统餐厅存在效率较低，且存在服务以及出品不一致的情况，因而无人化餐饮成为了相关技术领域所要研究的方向之一。

有鉴于此，中国专利cn106516229a公开了一种无人厨房，包括净菜柜、净菜盒出餐装置、放置架、调料投放装置、第一输送台、炒菜机、第二输送台、餐盒分拣装置，净菜柜由主柜和带拉门的辅柜一体连接而成，净菜盒输送系统由支架、吸盘器和固定架相互连接而成，放置架上安装有投料装置，放置架一侧舍友调料投放装置，炒菜机位于调料投放装置的右侧下方，第一输送台上安装有若干出盒控制台和装餐装置，第一输送台的末端末方设有餐盒封口装置，第二输送台位于餐盒封口装置的后方。

另外，中国专利cn108244906a公开了一种无人化智能厨房，包括餐厅及智能厨房，餐厅与智能厨房间通过墙体隔开，智能厨房包括配料备料系统、自动烹调翻转倒料装置、碗碟供料装置及直线出菜系统，通过取料机械手将配料备料系统内食物放置于自动烹调翻转倒料装置内，并倒进自动翻炒锅内进行烹调，利用碗碟供料装置对翻炒锅内的食物进行装载并拿放至餐车上，通过直线出菜系统运送至用户餐桌。

上述现有技术所解决了目前传统餐饮的一些服务与出品效率问题，但均存在设备占用空间过大，系统结构复杂，程序繁琐等问题，还有一旦中途出现问题，维修难度和成本较大的技术问题。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种占用空间小，配餐效率高的无人化餐饮系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一种无人化餐饮系统，包括烹饪装置、取放装置以及出餐装置；所述烹饪装置、取放装置以及出餐装置三者位置由内向外依次排开；所述出餐装置呈开放的单侧或开放的双侧结构，或呈密闭的环状结构；

所述烹饪装置、取放装置均与一控制器电性连接；所述控制器可向所述烹饪装置发出烹饪指令，所述烹饪装置根据所述烹饪指令自动完成相应的烹饪程序；所述控制器还可向所述取放装置发出取放指令，所述取放装置根据所述取放指令从烹饪装置内取出物品并将所述物品放置于所述出餐装置上。

优选地，所述出餐装置的开放的双侧结构为开放的平行结构。

为实现减少占用空间，提升无人化餐饮系统的配餐出餐效率，在本技术方案中，发明人采用了将烹饪装置、取放装置以及出餐装置由内向外依次排开的位置结构布局，使得传送的距离和时间都大大缩短，从而节省了占地空间，进而提高了配餐和出餐的效率。具体地，发明人提供了三种具体的位置布局，均可以达到上述技术效果，这三种方案分别是：

——所述出餐装置呈开放的单侧结构。此结构即烹饪装置、取放装置以及出餐装置依次排列的结构，所述出餐装置只存在于所述取放装置的一侧。在此结构下，餐物出餐时，以烹饪装置、取放装置、出餐装置的顺序依次传递。

——所述出餐装置呈开放的双侧结构。此结构即烹饪装置、取放装置以及出餐装置依次排列的结构，以及所述烹饪装置数量至少为一组，所述取放装置以及出餐装置至少为两组；排列布局上，烹饪装置位于中间，烹饪装置两侧分别是各一组取放装置，相对于上述三者的进一步外部两侧，是各一组出餐装置。数量可以有其他实施方案，在此仅列举其中一种最简单的实施方案。在此结构下，餐物出餐时，以烹饪装置、两侧的取放装置、两侧的出餐装置的顺序依次传递。相较于第一种单侧结构，此结构下的系统虽增加了不到一倍占地空间，但其效率提升了足足一倍。在此结构上，更优选的是，两组出餐装置呈平行结构，或者进一步地，烹饪装置、取放装置以及出餐装置全部均呈平行结构，可以进一步节省设备占地空间，且压缩运送距离，进一步提高配餐效率。

——所述出餐装置呈密闭的环状结构。此结构可以是包括一组烹饪装置，一组取放装置，是将上述单侧结构的出餐装置改变成了环形的结构，如环形输送带。在具体的使用环境中，通过环形取餐结构可以扩大出餐窗口数量，避免排队等候，方便及时取餐。

为良好地实现餐饮系统的无人化操作，参照现有技术，结合本技术的创新布局及具体应用环境，发明人设置了一控制器，所述控制器用于获取点餐信息，以及控制烹饪装置进行烹饪，控制取放装置进行取放操作，从而实现餐饮系统的无人化操作，进一步减少配餐所需的经济成本、时间成本和人力成本，还大大提升了配餐效率。

优选地，所述物品包括第一盛放部件和第二盛放部件，所述第一盛放部件承载或可拆卸连接着所述第二盛放部件；以及，

所述取放装置包括：

第一抓取器，用于从所述烹饪装置中抓取所述第一盛放部件；

第二抓取器，用于从第一盛放部件中抓取所述第二盛放部件。

需要说明的是，烹饪装置内通常具有若干承载或可拆卸连接着第二盛放部件的第一盛放部件，为将第二盛放部件分离并将第二盛放部件实现出餐，餐饮系统设置了两个抓取器，以分别抓取不同盛放部件为目的而设置，实现从烹饪装置内取出盛放部件，以及传送到出餐装置上。

优选地，所述第一抓取器包括第一取放组件，以及用于驱动所述第一取放组件移动的第一移动机构。

需要说明的是，在一种实施方式中，包括第一取放组件以及用于驱动所述第一取放组件移动的第一移动机构，以分别实现具体的取放操作以及移动控制。

优选地，所述第一抓取器包括六关节机器人。

需要说明的是，在另一种实施方式中，在具体的工作过程中，六关节机器人首先打开烹饪装置的门，取出所需食材所在的第一盛放部件，把第一盛放部件放置，再关上烹饪装置的门。

更优选地，所述第一取放组件至少包括分别为第一机械手和第二机械手的两个机械手；所述第一机械手和所述第二机械手分别从不同角度或位置，通过夹持或承托的方式，抓取所述第一盛放部件。

需要说明的是，在具体的工作过程中，第一取放组件可包括，或由两个机械手（第一机械手和第二机械手）组成，所述第一机械手和所述第二机械手可互相配合以取放盛放部件，保障取放更加稳定，不易掉下破碎。机械手数量可以根据其具体结构而增减，在此不再对每一种方式进行介绍。

更优选地，所述第一移动机构包括第一x轴移动组件、第一y轴移动组件及第一z轴移动组件，所述取放组件通过所述第一移动机构实现在x轴、y轴和z轴方向的运动。

需要说明的是，在一种具体的实施方式中，为实现第一移动机构可在x轴、y轴和z轴方向的运动，可设置第一x轴移动组件、第一y轴移动组件及第一z轴移动组件，相互组装配合使用，具体组装配合方式为现有技术，在此不再赘述。

优选地，所述第二抓取器包括第二取放组件，以及用于驱动所述第二取放组件在x轴、y轴和z轴方向运动的第二移动机构。

优选地，所述取放装置还包括暂放部件，用于获取从所述烹饪装置中抓取得到的所述第一盛放部件。

优选地，所述取放装置还包括供给部件，用于为从第一盛放部件中抓取所述第二盛放部件提供第三盛放部件；所述第二抓取器从第一盛放部件中抓取所述第二盛放部件并放置于所述第三盛放部。

需要说明的是，餐饮系统还设有供给部件，用于提供第三盛放部件，第三盛放部件用于出餐时承载第二盛放部件，提高配餐出餐品质和规格。

更优选地，所述出餐装置包括第三盛放部固定件。

需要说明的是，由于出餐时，尤其是具有传送带的出餐装置容易不稳，作为一种更优选的方案，提供固定第三盛放部的固定件，所述固定件可以是吸附组件，分设于第三盛放部和第三盛放部固定件，通过互相吸附而实现固定；也可以是卡接、卡扣等固定方式，由此可知许多固定方式均可适用，在此不再过多累述。

更优选地，所述供给部件还包括第三取放组件，以及用于驱动所述第三取放组件在x轴、y轴和z轴方向运动的第三移动机构。

进一步地，所述第三取放组件为吸盘组件；所述吸盘组件包括第三机械手；所述第三机械手前端设有电磁铁以吸附所述第三盛放部。

更优选地，所述第三盛放部是餐盘。

优选地，所述第一盛放部件是料盘；所述第二盛放部件是碗。

优选地，所述烹饪装置是蒸箱。

更优选地，所述蒸箱还包括储物柜和蒸汽发生器；所述第一盛放部件分层放置于所述储物柜内；所述蒸汽发生器用于产生并为所述储物柜提供蒸汽。

进一步地，所述蒸箱还包括净水处理器；所述净水处理器为所述蒸汽发生器提供纯净水。

更进一步地，所述净水处理器是软水处理器。

需要说明的是，在烹饪装置是蒸箱的实施方式中，为提高送餐出品质量，设置一净水处理器，尤其是软水处理器，为蒸汽提供纯净水，使得菜品质量更高，从而提高出品质量。

优选地，所述出餐装置包括环形传送带。

需要说明的是，通过传送带的设置，可以方便取餐口的位置设置，提高系统的可适用性。

更优选地，所述出餐装置还包括物品固定架。

优选地，所述出餐装置设有若干个取餐窗口。

优选地，所述控制器是智能控制系统；所述智能控制系统具有设备控制、数据储存、数据分析管理功能之中的至少一种。

需要说明的是，所述设备控制指的是控制系统中的各个部件操作；数据储存指的是储存相关信息数据，所有餐食、设备、原料、成品信息、数据实时运行、实时可见、事后可追溯；数据分析指的是可分析目前送餐的情况，以安排合适的取餐窗口等。

更优选地，所述智能控制系统与所述烹饪装置、取放装置以及出餐装置的连接方式是通过ethercat通讯的网线连接。

需要说明的是，采用codesysrte实时内核系统对ethercat总线驱动设备的进行实时控制，支持多种通讯方式，并通过示教器实现人机交互，具有良好的扩展性和适应性。面对复杂的厨房环境，可以进行快速适应以及结构更迭。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的无人化餐饮系统，采用了将烹饪装置、取放装置以及出餐装置由内向外依次排开的位置结构布局，使得传送的距离和时间都大大缩短，从而节省了占地空间，进而提高了配餐和出餐的效率；

2、本发明的无人化餐饮系统，其控制器用于获取点餐信息，以及控制烹饪装置进行烹饪，控制取放装置进行取放操作，从而实现餐饮系统的无人化操作，进一步减少配餐所需的经济成本、时间成本和人力成本，还大大提升了配餐效率；

3、本发明的无人化餐饮系统，第一取放组件可包括，或由两个机械手（第一机械手和第二机械手）组成，所述第一机械手和所述第二机械手可互相配合以取放盛放部件，保障取放更加稳定，不易掉下破碎；

4、本发明的无人化餐饮系统，在烹饪装置是蒸箱的实施方式中，为提高送餐出品质量，设置一净水处理器，尤其是软水处理器，为蒸汽提供纯净水，使得菜品质量更高，从而提高出品质量；

5、本发明的无人化餐饮系统，出餐效率高：在我们控制系统接收到顾客点餐信息后5秒钟内完成套餐分拣配送，在顾客下单同时会分配好取餐口并实时更新配餐状态，通常在顾客到达取餐口前我们的套餐已配送到位，实现餐等人而不是人等餐，30分钟可以出餐600份以上；

6、本发明的无人化餐饮系统，采用模块化设计，设备组装快、维护简单，烹饪设备、取盘机器人、放盘机构、取碗机器人、出餐系统由内向外相邻依次排列大大节省了设备操作空间，在15平方米的厨房空间里30分钟可以出餐600份以上；如果需要更多的出餐分数我们只需要增加相关模组即可快速实现。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明无人化餐饮系统其中一种优选实施方式的结构示意图；

图2为本发明无人化餐饮系统第一抓取器第一种优选实施方式的结构示意图；

图3为本发明无人化餐饮系统第一抓取器第二种优选实施方式的结构示意图；

图4为本发明无人化餐饮系统第二抓取器一种优选实施方式的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

实施例1

如图1所示是一种无人化餐饮系统其中一种优选实施方式的结构示意图，其包括烹饪装置、取放装置以及出餐装置；所述烹饪装置、取放装置以及出餐装置三者位置由内向外依次排开；

所述烹饪装置、取放装置均与一控制器电性连接；所述控制器可向所述烹饪装置发出烹饪指令，所述烹饪装置根据所述烹饪指令自动完成相应的烹饪程序；所述控制器还可向所述取放装置发出取放指令，所述取放装置根据所述取放指令从烹饪装置内取出物品并将所述物品放置于所述出餐装置上。

为良好地实现餐饮系统的无人化操作，参照现有技术，结合本技术的创新布局及具体应用环境，发明人设置了一控制器，所述控制器用于获取点餐信息，以及控制烹饪装置进行烹饪，控制取放装置进行取放操作，从而实现餐饮系统的无人化操作，进一步减少配餐所需的经济成本、时间成本和人力成本，还大大提升了配餐效率。

在本实施例中，所述出餐装置呈开放的单侧结构。此结构即烹饪装置、取放装置以及出餐装置依次排列的结构，所述出餐装置只存在于所述取放装置的一侧。在此结构下，餐物出餐时，以烹饪装置、取放装置、出餐装置的顺序依次传递。

在本实施例中，所述烹饪装置是蒸箱。

作为优选，所述蒸箱还包括储物柜和蒸汽发生器；所述第一盛放部件分层放置于所述储物柜内；所述蒸汽发生器用于产生并为所述储物柜提供蒸汽。

作为优选，所述蒸箱还包括净水处理器；所述净水处理器为所述蒸汽发生器提供纯净水。

作为优选，在烹饪装置是蒸箱的实施方式中，为提高送餐出品质量，设置一净水处理器，尤其是软水处理器，为蒸汽提供纯净水，使得菜品质量更高，从而提高出品质量。

在具体的过程中，可以是水源经过软水处理器变成纯净水，经过蒸汽发生器产生蒸汽进入储物柜，蒸汽使储物柜的食材成熟。蒸箱由pc控制系统连接，pc控制系统控制蒸汽发生器，储物柜，软水处理器的启动及停止，并实时监控蒸箱烹饪过程，其控制结构包括了若干温度传感器，若干压力传感器，若干定时装置，若干气动阀门。

作为优选，所述出餐装置包括环形传送带。通过传送带的设置，可以方便取餐口的位置设置，提高系统的可适用性。

实施例2

本实施例展示的是无人化餐饮系统的另一种实施方案，其包括烹饪装置、取放装置以及出餐装置；所述烹饪装置、取放装置以及出餐装置三者位置由内向外依次排开；

在本实施例中，所述出餐装置呈开放的双侧结构。此结构即烹饪装置、取放装置以及出餐装置依次排列的结构，以及所述烹饪装置数量至少为一组，所述取放装置以及出餐装置至少为两组；排列布局上，烹饪装置位于中间，烹饪装置两侧分别是各一组取放装置，相对于上述三者的进一步外部两侧，是各一组出餐装置。数量可以有其他实施方案，在此仅列举其中一种最简单的实施方案。在此结构下，餐物出餐时，以烹饪装置、两侧的取放装置、两侧的出餐装置的顺序依次传递。相较于第一种单侧结构，此结构下的系统虽增加了不到一倍占地空间，但其效率提升了足足一倍。在此结构上，更优选的是，两组出餐装置呈平行结构，或者进一步地，烹饪装置、取放装置以及出餐装置全部均呈平行结构，可以进一步节省设备占地空间，且压缩运送距离，进一步提高配餐效率。

进一步地，在本实施例中，作为更优选的实施方式，所述出餐装置的开放的双侧结构为开放的平行结构。

为实现减少占用空间，提升无人化餐饮系统的配餐出餐效率，在本技术方案中，发明人采用了将烹饪装置、取放装置以及出餐装置由内向外依次排开的位置结构布局，使得传送的距离和时间都大大缩短，从而节省了占地空间，进而提高了配餐和出餐的效率。

其余具体优选实施方式参照实施例1，在此不再赘述。

实施例3

本实施例展示的是无人化餐饮系统的又一种实施方案，其包括烹饪装置、取放装置以及出餐装置；所述烹饪装置、取放装置以及出餐装置三者位置由内向外依次排开；

在本实施例中，所述出餐装置呈密闭的环状结构。此结构可以是包括一组烹饪装置，一组取放装置，是将上述单侧结构的出餐装置改变成了环形的结构，如环形输送带。在具体的使用环境中，通过环形取餐结构可以扩大出餐窗口数量，避免排队等候，方便及时取餐。

其余具体优选实施方式参照实施例1，在此不再赘述。

实施例4

结合上述实施例，在另一优选的实施方式中，所述物品包括作为第一盛放部件的料盘和作为第二盛放部件的碗，碗放置于料盘上；以及，

所述取放装置包括：

第一抓取器，用于从所述烹饪装置中抓取所述料盘；

第二抓取器，用于从料盘中抓取所述碗。

需要说明的是，烹饪装置内通常具有若干承载或可拆卸连接着碗的料盘，为将碗分离并将碗实现出餐，餐饮系统设置了两个抓取器，以分别抓取不同盛放部件为目的而设置，实现从烹饪装置内取出盛放部件，以及传送到出餐装置上。

在另一优选实施方式中，所述取放装置还包括作为暂放部件的料盘暂存台，用于获取从所述烹饪装置中抓取得到的所述料盘。

在另一优选实施方式中，所述取放装置还包括作为供给部件的餐盘存放台，用于为从料盘中抓取所述碗提供作为第三盛放部件的餐盘；所述第二抓取器从料盘中抓取所述碗并放置于所述餐盘。餐饮系统还设有餐盘存放台，用于提供餐盘件，餐盘件用于出餐时承载碗，提高配餐出餐品质和规格。

更具体地，所述的出餐装置包括餐盘存放台，出餐机构，取餐窗口。餐盘存放台包括伺服电机，传动机构，支架结构，若干光电感应器。出餐机构包括推拉气缸，餐盘固定结构以及若干光电感应器。

出餐装置的工作过程为：六轴机器人餐具提取模块首先将部分餐盘放置于餐盘存放台，主控制程序接收到小程序发送过来的套餐类别后，将会根据套餐类别选择是由第一抓取器还是第二抓取器来工作进行食品抓取。抓取完成后，将其放置于用餐盘中，识别当前出餐窗口，并通知主控程序。主控程序与其他客户端程序如微信小程序、app等通信，通知用户取餐。优选地，延迟五秒后，餐盘自动从通知出餐窗口推送。

为实现上述目的，本实施例提供以下两种更具体实施方式：

（1）所述第一抓取器包括第一取放组件，以及用于驱动所述第一取放组件移动的第一移动机构。在一种实施方式中，包括第一取放组件以及用于驱动所述第一取放组件移动的第一移动机构，以分别实现具体的取放操作以及移动控制。

结合上述实施方式，在另一种优选实施方式中，所述第一取放组件至少包括分别为第一机械手和第二机械手的两个机械手；所述第一机械手和所述第二机械手分别从不同角度或位置，通过夹持或承托的方式，抓取所述料盘。在具体的工作过程中，第一取放组件可包括，或由两个机械手（第一机械手和第二机械手）组成，所述第一机械手和所述第二机械手可互相配合以取放盛放部件，保障取放更加稳定，不易掉下破碎。机械手数量可以根据其具体结构而增减，在此不再对每一种方式进行介绍。

所述第一移动机构包括第一x轴移动组件、第一y轴移动组件及第一z轴移动组件，所述取放组件通过所述第一移动机构实现在x轴、y轴和z轴方向的运动。在一种具体的实施方式中，为实现第一移动机构可在x轴、y轴和z轴方向的运动，可设置第一x轴移动组件、第一y轴移动组件及第一z轴移动组件，相互组装配合使用，具体组装配合方式可以为：

（1）所述第一抓取器包括六关节机器人。在另一种实施方式中，在具体的工作过程中，六关节机器人首先打开烹饪装置的门，取出所需食材所在的料盘，把料盘放置，再关上烹饪装置的门。更具体地，如图2所示，所述六关节机器人包括手部34、手腕33、手臂和立柱32，机座31，行走机构（图中未示出）。其行走机构布置在储物柜的正前方，行走跨度覆盖整个储物柜的组合长度，便于六关节机器人的手部从储物柜组合内部提取料盘。手腕、手臂和立柱，机座结构使位于六关节机器人末端的手部灵活多变，满足各种角度的位移，活动范围广泛，功能丰富，提供手部的取放装置的各种动作功能。其手部首先抓取储物柜的门，拉开门后，进入储物柜内部，取放装置托举存料盘，移动存料盘放置在料盘暂存台上，完成后取放装置再实施推门动作，使储物柜的门及时关上。

在更具体的实施方式中，所述料盘暂存台，包括固定支架，若干感应光电，若干料盘。其作用在于暂时存放六关节机器人从存料柜中取出的料盘，当料盘中的料碗被抓取模组取空后，六关节机器人取走料盘，存放在待清洁区，再从存料柜中取出新的料盘存放在暂存台。

（2）第一取放组件是由x轴、y轴、z轴组成的结构，如图3所示。

而在另一个方面，所述第二抓取器和第三抓取器实施方式参照第一抓取器。

例如，第二抓取器的具体实现方式可以是：

如图4所示，所述第二取放组件由x轴，y轴，z轴组成。其x轴由滑轨511，滑动固定块512，伺服电机513，传动机构514组成，两条滑轨固定在框架主梁上，长度跨越整个暂存台，使抓取机械手移动范围覆盖整个料盘暂存台和餐盘存放台x轴向。伺服电机通过传动机构来移动滑动固定块。其y轴由固定结构固定在x轴的滑动固定块上，其y轴包括滑轨521，滑动固定块522，伺服电机523，传动机构524。伺服电机通过传动机构带动滑动固定块在y轴方向的移动。其z轴通过固定结构固定在y轴的滑动固定块上，其z轴包括滑轨531，滑动固定块532，伺服电机533，传动机构534，取放机械手535。伺服电机通过传动机构带动固定在滑动固定块上的取放机械手在z轴方向的移动。最终由x轴，y轴，z轴三个方向的移动来实现取放机械手的移动范围覆盖整个料盘暂存台和餐盘存放台。

其他方式在此不再赘述。

实施例5

本实施例列举一些结合上述实施例的进一步优选实施方式。

作为一种优选，所述出餐装置包括第三盛放部固定件。由于出餐时，尤其是具有传送带的出餐装置容易不稳，作为一种更优选的方案，提供固定第三盛放部的固定件，所述固定件可以是吸附组件，分设于第三盛放部和第三盛放部固定件，通过互相吸附而实现固定；也可以是卡接、卡扣等固定方式，由此可知许多固定方式均可适用，在此不再过多累述。

作为另一种优选，所述第三取放组件为吸盘组件；所述吸盘组件包括第三机械手；所述第三机械手前端设有电磁铁以吸附所述第三盛放部。

作为又一种优选，所述控制器是智能控制系统；所述智能控制系统具有设备控制、数据储存、数据分析管理功能之中的至少一种。所述设备控制指的是控制系统中的各个部件操作；数据储存指的是储存相关信息数据，所有餐食、设备、原料、成品信息、数据实时运行、实时可见、事后可追溯；数据分析指的是可分析目前送餐的情况，以安排合适的取餐窗口等。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。