一种酒店综合服务型机器人的制作方法

1.本实用新型属于智能服务机器人技术领域，具体涉及一种酒店综合服务型机器人。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.我国人口众多，住宿和餐饮行业发达，人们越来越关注外出居住环境的卫生安全；酒店送餐、消毒等服务工作中存在着以下的不足：
4.(1)整体的人工服务效率低下，服务效果远低于预期值；
5.(2)现有的服务型机器人数量较少，服务功能单一，只能单一地满足送餐或清洁消毒的需求。


技术实现要素：

6.本实用新型为了解决上述问题，提出了一种酒店综合服务型机器人，本实用新型提供了一种符合市场需求、将功能组合升级的送餐与清洁消毒一体化的酒店综合服务类机器人，节省了一定的人力资源，大大降低了酒店人力成本，提高了酒店的服务效率以及质量，满足人们对酒店卫生安全的需求，适于广泛推广应用。
7.根据一些实施例，本实用新型的方案提供了一种酒店综合服务型机器人，采用如下技术方案：
8.一种酒店综合服务型机器人，包括：
9.机器人本体，采用u型结构，u型结构中的直线式设计解决了清洁消毒过程中存在着卫生死角的难题，弧形设计降低了机器人在移动过程中发生碰撞的概率；所述机器人本体包括控制模块和分别与所述控制模块相连接的转向驱动模块、识别模块、消毒清洁模块、测温模块和配送模块；
10.移动终端，通过无线通信与所述控制模块相连接；
11.在各个模块之间的相互配合下，完成用户通过移动终端所下发的指令，实现机器人的高效服务。
12.作为进一步的技术限定，所述控制模块包括主控单元和通信单元，实现各功能模块的信号采集、处理的相关信号。
13.作为进一步的技术限定，所述转向驱动模块设置在机器人本体的下方，由直流伺服电机、驱动轮、从动轮和转向机构组成，通过控制这两个驱动轮的速度比来实现机器人本体的转向，将机器人本体设计成差速转向的4轮形式。
14.作为进一步的技术限定，所述识别模块设置在机器人本体的上方，采用摄像头结构，用于捕捉门牌号图像并与服务器内存储的预定信息比对，来确认相应服务信息，若信息核实正确，则触发门铃响应。用户可自主选择拨打电话、发送信息以及取消提示，系统默认
提示模式为发送信息。
15.作为进一步的技术限定，所述消毒清洁模块包括消毒单元和清扫单元；所述消毒单元设置在机器人本体的上方、所述识别模块的背面，包括紫外线消毒灯和消毒喷雾。因紫外线消毒灯对人体有一定的伤害，因此，机器人在进行消毒之前需要结合识别模块进行环境中是否有人存在的识别判断，以便自行选择合适的消毒方式，实现高效彻底地消毒。
16.所述清扫单元设置在机器人本体的最下方靠近地面的位置处，设置有四盘刷和后置的滚吸式吸尘口，用刷盘来清扫和集中周边的垃圾，再通过风机的吸嘴吸入垃圾储存在机器人内部的垃圾箱内。这种清洁方式的主要优势就是清扫的效率高、可以吸入大小不同的颗粒。在清洁的同时，机器人采用超声波方式将水雾化，并通过风机将雾化的水汽吹出壳体，达到加湿空气的效果，避免了尘土颗粒在空气中漂浮而造成的清洁不彻底和对人体健康的危害。
17.作为进一步的技术限定，所述测温模块设置在机器人本体的上部，采用红外测温仪；当监测到异常体温时，启动识别模块进行异常体温人员身份信息的识别，以便酒店进行下一步操作。
18.作为进一步的技术限定，所述机器人本体还包括分别与所述控制模块相连接的电源模块、感知模块、自主导航模块、语音交互及显示模块、报警模块和数据存储模块。
19.进一步的，所述感知模块包括用于检测行人避障单元、用于检测障碍物的防碰撞单元、用于检测台阶危险边缘的防跌落单元和用于检测机器人本体自身电机温度的防过热单元；当检测到机器人自身电机过热时在控制模块的作用下及时控制机器人停止工作、开启内部的散热风扇、报警模块发出相应的报警信号，直到温度正常时再正常工作。
20.进一步的，所述语音交互及显示模块包括用于直接与用户语音交互的语音交互单元和用于显示机器人状态信息的显示单元；当机器人接收到用户通过移动终端传来的指令时，在控制模块的作用下机器人自动向酒店前台报备并结合显示单元显示出用户的服务需求以及房间信息。
21.进一步的，所述报警模块包括led指示灯和蜂鸣器。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
23.1、本实用新型通过对机器人本体结构上的设置，在各个模块的作用下能够实现消毒清洁、送餐以及快递取送等多功能融合，增强了服务机器人的服务功能，克服了服务功能单一的缺陷；
24.2、本实用新型通过内设的测温模块，使得机器人在日常工作中能够实时获取酒店内外人员的体温信息，提高了酒店的安全预警能力；
25.3、本实用新型中的消毒清洁模块与识别模块相结合，在进行消毒清洁的过程中自行判断周围环境中是否有人然后选择消毒方式，实现高效彻底地消毒；
26.4、本实用新型在移动终端与机器人本体之间建立可靠的通信连接，实现用户直接在移动终端上进行预约下单，精简了以往需要前往酒店前台进行下单的繁琐流程，极大地提高了酒店服务效率。
附图说明
27.构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本
实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
28.图1是本实用新型实施例一中的酒店综合服务型机器人的结构示意图；
29.图2是本实用新型实施例二中的酒店综合服务型机器人送餐的流程图；
30.图3是本实用新型实施例三中的酒店综合服务型机器人取送快递的流程图；
31.图4是本实用新型实施例四中的酒店综合服务型机器人清扫消毒的流程图；
32.其中，1、摄像头，2、喷雾口，3、紫外线消毒灯，4、水箱，5、万向轮，6、触摸显示屏，7、食品存放箱，8、快递存放箱，9、清扫单元。
具体实施方式：
33.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
34.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
36.在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
37.本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
38.实施例一
39.本实施例介绍了一种酒店综合服务型机器人。
40.如图1所示的一种酒店综合服务型机器人，包括机器人本体和移动终端，即摄像头1、喷雾口2、紫外线消毒灯3、水箱4、万向轮5、触摸显示屏6、食品存放箱7、快递存放箱8和清扫单元9；其中，机器人本体的底部采用u型结构设置，包括控制模块和分别与所述控制模块相连接的转向驱动模块、识别模块、消毒清洁模块、测温模块、配送模块、电源模块、感知模块、自主导航模块、语音交互及显示模块、报警模块和数据存储模块。
41.在本实施例中，显示模块采用触摸显示屏6。
42.1.控制模块
43.控制模块主要包含主控单元模块和无线通信单元，通过各功能模块进行机器人相关信号的采集处理工作。
44.(1)主控单元
45.在本实施例中，采用stm32及树莓派双主控制模块。
46.所述主控模块stm32f103zet6由微控制器和keilμvision5 ide(集成开发环境)的现成软件组成，结合嵌入式ai运行平台树莓派(raspberry pi)，更好地实现人工智能功能。
47.(2)无线通信单元
48.无线通信单元包括基于5g技术的无线网络数据通信，通过无线通信将信息发送给主控单元，与此同时机器人确认信息。
49.2.转向驱动模块
50.采用转向和驱动系统共用方式采用直流伺服电机，由驱动轮、从动轮和转向机构组成，在agv的左、右轮上分别装上两个独立的驱动电机，通过控制这两个驱动轮的速度比来实现车体的转向，将其设计成差速转向的4轮形式。
51.全方位轮系设置的驱动系统能够在保持基体方位不变的前提下，沿平面上任意方向移动。
52.3.识别模块
53.用于捕捉门牌号图像并与服务器内存储的预定信息比对，来确认相应服务信息，若信息核实正确，则触发门铃响应。用户可自主选择拨打电话、发送信息以及取消提示，系统默认提示模式为发送信息。
54.4.消毒清洁模块
55.考虑服务效率及安全卫生方面，可进行公共区域的定时消毒清洁及用户退房离开后空房间的消毒清洁，也可根据用户服务需求根据前台指令提供特定房间的消毒清洁服务。
56.为了确保消毒效果，采取将紫外线消毒灯模式与消毒喷雾模式结合的方式。
57.紫外线消毒杀菌范围广而迅速，处理时间短，但是其发射的紫外线对人有一定的伤害，所以对紫外线设备的选取要求十分严格，必须有专门的设计程序让机器人在工作过程中可以避开人，当消毒空间里面有很多的物品时，可能导致紫外线光无法照射部分位置。结合此款机器人的应用场景为酒店居家环境，故而考虑结合采取将消毒液进行喷雾的方式，对消毒液配置浓度严格把控，同时可选择设置消毒后是否即刻进行干燥处理。
58.机器人在有人的空间内自动转化为采用消毒液喷雾来进行杀菌消毒，同时兼有垃圾清扫和灰尘收集以及加湿的功能，边移动边消毒，并且按照一定的行驶速度进行均匀、全面地消毒杀菌，避免人工消毒存在诸多遗漏，减少不确定性，以保护人员安全。
59.5.测温模块
60.结合测温模块来记录酒店内行人的体温信息，用于自动巡航时对经过人员体温检测及出现异常时及时反馈。当监测到异常体温时，启动识别模块进行异常体温人员身份信息的识别，以便酒店进行下一步操作，并设有相关隐私权限以保护客户私人信息。
61.6.配送模块
62.根据用户在移动终端上所设置的具体代取需求，接收订单进行相关代取操作，以减少人员接触。
63.7.电源模块
64.电源模块，用于充电提示，包括智能化充电桩自动对接充电。
65.8.感知模块
66.感知模块主要包含避障单元、防碰撞单元、防跌落单元和防过热单元。
67.(1)避障单元
68.包括安装于机身的超声波雷达等多避障传感器融合,用于检测是否有行人经过且实现精确避障，以确保人员安全。
69.(2)防碰撞单元
70.通过接触式传感器与光电开关传感器结合保障防碰撞功能。
71.①
接触式传感器：
72.接触式位移传感器的作用是把测量到的物理量转换为电量，可进行空间大小和物体高度的测量，依据这一特点来进行障碍物的高度的探测，并且将滚动触头安装在传感器上以此达到减少磨损的目的。
73.②
光电开关传感器：
74.依据对射式光电开关的相关原理，在机器人的前端左右两侧各安装一个相对放置的光电开关传感器，在运动过程中，当受到碰撞时，碰撞板通过遮挡住机身事先设置的小孔来拦阻红外线的接收，向控制系统反馈信息并做出动作处理。
75.(3)防跌落单元
76.红外台阶检测传感器将机器人与地面之间的距离与设置的限定值进行比较，当行至台阶危险边缘时，发送反馈信号，控制器控制机器人改变运动方向。
77.(4)防过热单元
78.当机器人的电机温度达到高温限定值时，一个温度传感器发送反馈信号，控制器及时控制机器人停止工作，并运行散热风扇，当温度恢复正常后，另外一个温度传感器向控制器传送信号，机器人得到指令继续工作。
79.9.自主导航模块
80.采用先进的slam控制系统，搭载前视摄像头、双目视觉摄像头等智能化设备，实时定位和地图构建动态规划路径，具有稳定可靠的自主移动式功能，能够根据设定的路线自动、高效的引导行进路线。
81.10.语音交互及显示模块
82.用于接收用户指令实现人机交互并显示相关操作服务信息；当机器人接收到用户通过移动终端传来的指令时，在控制模块的作用下机器人自动向酒店前台报备并结合显示单元显示出用户的服务需求以及房间信息。
83.11.报警模块
84.在本实施例中，采用stm32板载指示led灯和蜂鸣器。
85.12.数据存储模块
86.与stm32处理器通信连接，用于存储采集到的数据。
87.本实用新型提供了一种符合市场需求、将功能组合升级的送餐与清洁消毒一体化的酒店综合服务类机器人，节省了一定的人力资源，大大降低了酒店人力成本，提高了酒店的服务效率以及质量，满足人们对酒店卫生安全的需求，适于广泛推广应用。
88.实施例二
89.本实施例介绍了基于实施例一中所述的酒店综合服务型机器人进行送餐的具体过程。
90.如图2所示，该自动化点餐系统app使用ardroidstudio开发，ui界面设计扁平化，
布局简洁、字体显眼且有大量的留白，突出了此app的功能性，同时也满足了大众的审美要求。app左端为导航栏，右上端为菜品显示栏，右下端为已点菜品显示栏。导航栏显示多种菜品，点击按钮后菜品显示栏中会显示对应种类菜品的具体菜品及其详细信息。选中该菜品后的
“±”
可增减份数。选择好菜品后点击“确认点餐”方框，系统自动弹出支付页面，此时可选择微信、支付宝或者银行卡支付，用户支付成功后订单信息将自动发往机器人端以及厨师后台，并在前台自动保存客户的订餐信息，可根据酒店需要设置一定的积分活动，客户端与厨师端的通信采用无线网络的方式，厨师烹饪完菜品后，点击对应订单然后点击“出菜按钮”，菜品将由机器人保温处理并送往客户房间。
91.本实用新型提供了一种基于spring boot与mybaits框架的自动化点餐系统app，spring boot集成了大量的第三方库，能够被任意的项目构建系统使用，也能自动配置所需要的bean。而mybaits是基于java持久层的一个框架，使用mybaits能够解除sql语句与程序代码直接的耦合，使系统设计更清晰且易于维护。
92.本实用新型自动点餐app运用了“高内聚低耦合”的三层架构体系。所谓的三层架构体系，就是在传统的二层结构之间加入了一个组件层，三层之间可独立并行开发，既能提高效率，也会降低维护风险。按照“高内聚低耦合”的架构划分思想进行划分，通常划分为三个层面，分别是表示层(ui)、业务逻辑层(bll)和数据访问层(dal)。表示层ui由一些网页组成，可以显示页面加载信息和业务逻辑层传输的动态数据，其主要功能是接收和处理系统用户的请求数据，然后在满足用户请求后将业务逻辑层数据信息反馈回表示层，用于用户交互的接口，提供数据交换程序或数据接口，以及根据用户请求传达和反馈。为了获得更好的用户体验，利用业务逻辑层(bll)进行调试，它既是表示层(ui)的被调用者，也是数据访问层(dal)的调用者，主要负责数据的处理和传递。最后，选择mybaits作为持久层框架，它设计灵活，能够与spring很好的集成。后端用于系统服务，前端是用于客户的端口，而restful用于连接前端和后端,并且前端和后端必须设计有一定的稳定性web api接口，必须要经过测试来控制业务处理和数据错误，并确保数据安全性和有效性。对于前端，需要专注于用户体验测试和集成测试，可以观察跳转是否正确，显示是否正确以及用户的操作步骤是否满足要求；对于后端，主要进行单元测试，web api测试和界面测试。在前端和后端之间进行交互时，有两点要注意。一种是先配置后端接口地址，然后使用axios发送ajax请求和后端交互；第二个是跨域问题，必须确保前端可以访问后端端口并成功接收后端返回的数据。为保证信息安全及统一化信息管理，app为用户和酒店工作人员两种身份提供相应的注册功能，用户填写手机号码用来接收验证码，设置密码进行实名注册，注册成功即可通过登录验证而后完成一系列功能性的操作。
93.自动化点餐app首页有菜品推荐功能，使用了基于用户偏好度的双极协同过滤推荐算法，使实际数据集中用户的评分数据增加，结合共同评分项目，当共同项目增加时，用户间相似度计算准确度增加，而当用户之间没有共同评分项目时，对相似度进行计算，得出这些用户成为目标用户“最近邻居”的可能性，这都会直接影响推荐结果的准确性。然而用户之间没有共同项目并不能表示他们之间不具有相似性，针对传统协同过滤算法在数据稀疏时出现的共同项目不足而导致的推荐准确率不高的问题，本app采用的是基于用户偏好度的双极协同过滤推荐算法，用户在应用这种推荐系统时，系统会根据用户提供的需求信息不断地进行比对，过滤掉他们不感兴趣的物品，最终找出与其需求最接近的物品作为推
荐结果。当用户间项目个数过少或者为0时，采用项目属性信息构建正、负双极特征向量，通过双极特征向量计算用户之间的相似度。经试验，算法可以针对用户间共同项目个数过于稀疏的问题进行优化。所以，无论是新注册用户还是老用户，基于此算法下都可以获得最优的推荐。
94.实施例三
95.本实施例介绍了基于实施例一中所述的酒店综合服务型机器人进行取送快递的具体过程。
96.如图3所示，用户可以通过app下达快递取送命令，将用户身份码导入，系统自动将信息发往机器人端及快递后台，并在服务前台自动保存用户快递取送信息。若无人工干预，机器人接收指令将按照规划路线完成快递配货，即可上门投递，在物品送达房间门口时，机器人会自动拨打电话给用户，若时间超过3分钟无应答，则自动安全平稳地将快递投入酒店房间门口设置的快递箱，并给用户发送提示信息。
97.所述酒店服务机器人的通信模式，在tcp/ip协议下，各模块的数据信息通过5g技术与pc机、手机相连通信，再根据用户的指令对stm32控制器进行操控。舵机驱动的过程是通过开启相关端口的时钟，调用函数设置引脚的模式，再将其写入相关寄存器中，设置引脚的高低电平来完成控制的,而舵机的旋转速度是通过pwm脉冲调制进行控制。机器人上搭载着前视及双目摄像头，通过数据转换，实时传送画面。手机通过手机端输入要取快递的单号以及身份码进行验证。就可以通过手机或者pc端与模块进行连接，连接成功就会有信息反馈到手机上，之后再利用手机控制设备。
98.所述酒店服务机器人运动过程中，包括移动机构中电机转速及车体姿态的检测与外部环境中障碍、狭缝的检测。为了保证机器人运行的稳定性，加入霍尔编码器实时检测电机的转速，通过磁电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲，同时使用陀螺仪姿态传感器实时矫正移动过程中的直线偏移，保证机器人能够转向指定的角度，并将激光雷达作为环境检测传感器，利用其非接触式的距离感测功能。
99.实施例四
100.本实施例介绍了基于实施例一中所述的酒店综合服务型机器人进行清扫消毒的具体过程。
101.在covid
‑
19疫情流行期间，机器人可以减少工作人员的职业暴露风险。
102.如图4所示，操作人员在平板控制终端上建立消毒任务，选择消毒模式、消毒目的地与消毒时间。消毒机器人通过激光雷达导航定位，自主移动到消毒目的地，智能消毒机器人首先对消毒场景进行自动场景识别，确认消毒目的地无人员，门窗紧闭后开启紫外线灯管；如果有人员，则可切换为消毒液喷雾模式，机器人可以根据实际情况使用不同的工作模式。
103.所述酒店服务机器人工作时首先通过激光雷达导航定位，自主移动到目的地并且对清洁消毒场景进行自动场景识别。确认目的地无人员、门窗紧闭后开启紫外线灯管。因发射的紫外线对人有一定的伤害，所以需要编写专门的设计程序让机器人在工作过程中检测到有人时暂时停止紫外线消毒，自动转化为室内采用消毒液喷雾来进行杀菌消毒。若目的地有人员，则采用消毒液喷雾模式。需要注意的是要对消毒液配置浓度严格把控，避免伤害到人体健康。本实用新型在设计的过程中遵循了很好的人机交互设计，将机械的智能化运
用地恰到好处，通过网络与操作者的手机app客户端相连接，操作者可在消毒完成后在app上选择消毒后是否即刻进行干燥处理。
104.所述酒店服务机器人的清扫方式是吸扫相结合式，采用的装置有四盘刷和后置的滚吸式的吸尘口。用刷盘来清扫和集中周边的垃圾，再通过风机的吸嘴吸入垃圾储存在机器人内部的垃圾箱内。这种清洁方式的主要优势就是清扫的效率高、可以吸入大小不同的颗粒。在清洁的同时，机器人采用超声波方式将水雾化，并通过风机将雾化的水汽吹出壳体，达到加湿空气的效果，避免了尘土颗粒在空气中漂浮而造成的清洁不彻底和对人体健康的危害。
105.所述酒店服务机器人通过主控芯片stm32输出pwm信号控制电机转速，使机器人能够按照一定的行驶速度进行全面、彻底的清洁消毒，避免人工服务存在的遗漏、不确定性问题。
106.实施例五
107.本实施例介绍了基于实施例一中所述的酒店综合服务型机器人自主乘坐电梯的具体过程。
108.机器人自主乘坐电梯设计的装置主要由stm32控制器、独立电源模块与手机app按键模块组成。用户手机app楼层按键与电梯按键面板的各个按键一一对应，通过无线通信的方式进行数据指令传输，当指派机器人乘坐电梯时，其指令控制电路通过无线通信方式向stm32控制器发送指令信号，stm32控制器接收到该信号后对其进行处理分析，并向按键控制模块下达指令，自主控制电梯上下运行。
109.在此需要指出的是，本实用新型中的酒店综合服务型机器人实质上是对机器人硬件部分的组成以及连接关系所进行的改进，并不涉及对计算机程序本身的改进。通过移动终端进行对机器人服务状态上的控制，这属于现有的机器人的已有功能，属于现有技术中机器人的常规应用，本实用新型中的机器人在其移动终端远程控制功能的实现上采用了上述现有技术中机器人的控智功能，本实用新型并没有在实现该功能的软件上作出任何的改进，这是本领域技术人员所应当知晓的技术，完全符合实用新型保护的客体。
110.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
111.上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。