文/鐘山縣職業(yè)技術(shù)學(xué)校 周梅青 董瑩倩 指導(dǎo)老師/陳小武

設(shè)計(jì)背景

為把人從一些單調(diào)、重復(fù)性的勞動(dòng)中解放出來，減少人類的重復(fù)繁瑣的體力勞動(dòng)。我們提出一種基于中鳴控制的“鐘山豬腳粉”售賣系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由軟件和硬件組成，根據(jù)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的任務(wù)要求來確定被控制的系統(tǒng)需要完成的各項(xiàng)動(dòng)作，通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的燙粉、加配菜等動(dòng)作，以及通過傳感器聯(lián)系這些動(dòng)作和控制完成順序。本設(shè)計(jì)擬采用中鳴機(jī)器人程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行編程，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，結(jié)合人工智能、傳感器、模糊控制的思想，使機(jī)械手臂的動(dòng)作控制更人性化。

總體方案設(shè)計(jì)

我們所設(shè)計(jì)的“鐘山豬腳粉”好助手機(jī)器人是由控制模塊、點(diǎn)餐模塊、動(dòng)作模塊、傳輸模塊等組成，充分利用中鳴、VEX機(jī)器人各種組件功能，根據(jù)設(shè)計(jì)需要搭建了機(jī)器人和編寫相應(yīng)的程序，使機(jī)器人通過馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)模仿廚師制作鐘山豬腳粉的各種動(dòng)作。

基于中鳴控制系統(tǒng)一般都要自行設(shè)計(jì)程序下載才能按照人為設(shè)計(jì)動(dòng)作完成任務(wù)。這樣的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)客戶多場合使用，本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是可現(xiàn)場編程、智能運(yùn)行的控制方式。因此這個(gè)米粉售賣機(jī)器人控制系統(tǒng)能適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。

取燙粉機(jī)械臂設(shè)計(jì)

機(jī)械臂主要由底座支架、鏈輪結(jié)構(gòu)、短臂和不銹鋼粉撈構(gòu)成，分別由減速電機(jī)提供動(dòng)力，其中兩個(gè)電機(jī)一個(gè)是控制按量取米粉，另一個(gè)控制燙米粉的粉撈。關(guān)節(jié)之間由限位器控制粉撈倒粉出碗。在點(diǎn)餐臺，我們設(shè)置了1兩、2兩、3兩的粉量套餐，個(gè)人按需點(diǎn)擊對應(yīng)的觸碰傳感器，控制系統(tǒng)按回傳信號整合，快速向機(jī)械臂下達(dá)指令，按照客人點(diǎn)餐抓取對應(yīng)的粉量放入燙粉撈。燙粉撈連同米粉在開水中燙好，抬起倒入放在側(cè)邊傳送帶上的碗中。

“鐘山豬腳粉”好助手

配菜設(shè)計(jì)方案

受限于中鳴EV5控制器只有4個(gè)電機(jī)輸出端口，配菜系統(tǒng)的運(yùn)行由另一臺中鳴控制器完成，兩套控制器間通過光電傳感器回傳傳送帶上下行碗的信號啟動(dòng)第二臺控制器的工作。根據(jù)“鐘山豬腳粉”經(jīng)典配菜系列，當(dāng)?shù)厝硕家罁?jù)不同客人口味分為“豬腳+鹵蛋”和“豬腳+腐竹”兩個(gè)配菜套餐?？腿嗽邳c(diǎn)餐臺根據(jù)自己愛好按動(dòng)不同觸碰傳感器點(diǎn)取相應(yīng)的配菜套餐，通過觸碰傳感器把信號反饋回控制器。配菜電機(jī)按照控制器下達(dá)的信息指令帶動(dòng)取菜器把不同套餐配菜添加到碗里，豬腳味便融合燙好的粉內(nèi)，實(shí)現(xiàn)不同口味的豬腳粉供客人食用。

取燙粉機(jī)械臂結(jié)構(gòu)

配菜區(qū)功能結(jié)構(gòu)

點(diǎn)餐系統(tǒng)

設(shè)計(jì)流程圖

點(diǎn)餐程序設(shè)計(jì)

經(jīng)典“鐘山豬腳粉”在售賣時(shí)客人有兩個(gè)點(diǎn)餐程序，即不同粉量和不同配菜二種。我們設(shè)計(jì)的“鐘山豬腳粉”好助手機(jī)器人依據(jù)當(dāng)?shù)厝朔哿坑?兩、2兩、3兩共三個(gè)規(guī)格，而配菜分為鹵蛋+豬腳和腐竹+豬腳二個(gè)不同的套餐。而中鳴EV5控制器擁有馬達(dá)輸出端口4個(gè)、數(shù)字和模擬端口8個(gè)，用二個(gè)控制器足夠作品的設(shè)計(jì)需要。當(dāng)客人進(jìn)入店內(nèi)，在點(diǎn)餐臺按照自己需求按動(dòng)相應(yīng)的觸碰傳感器，點(diǎn)好粉量、配菜套餐，信號回傳控制器，控制器再把客人的菜單下達(dá)相應(yīng)的電機(jī)按需配送組合，并準(zhǔn)確添到裝粉的碗內(nèi)以供客人品嘗。

結(jié)論

本設(shè)計(jì)由中鳴機(jī)器人作為控制系統(tǒng)的核心，使用中鳴及VEX電機(jī)作為動(dòng)力供應(yīng)。將機(jī)械臂做成示教機(jī)器人，并對各功能結(jié)構(gòu)做相關(guān)拓展，方便用戶管理者可以按需拓展，以適應(yīng)不同客戶需求。除此之外，本設(shè)計(jì)人機(jī)交互良好，消費(fèi)者和維修管理員都可以操作，系統(tǒng)制作成本低，耗能低，容易操作，安全可靠、衛(wèi)生等。

雖然本系統(tǒng)是針對“鐘山豬腳粉”售賣進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是只要修改示教程序，同樣也可以應(yīng)用于類似的售賣。另外，為進(jìn)一步達(dá)到無人售賣，將來在點(diǎn)餐系統(tǒng)添加掃碼或刷卡功能，更能滿足客戶的需求。本設(shè)計(jì)在米粉售賣店和食品行業(yè)具有一定的創(chuàng)新價(jià)值和應(yīng)用前景，具有較好的社會意義和實(shí)踐意義。