检测装置及具有其的机器人的制作方法

1.本技术属于用餐检测设备技术领域，更具体地说，是涉及一种检测装置及具有其的机器人。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，以及科技的不断发展，机器人技术在各行各业都得到普及，目前很多的具有特色的餐厅也都开始使用专用的机器人进行送餐或者配餐。
3.但目前的机器人装置结构设计存在一定的缺陷，即通常在机器人或取餐装置的各个餐格底部设置微动开关检测餐盘是否被取走，采用微动开关的形式来判断餐盘是不是在机器人的指定区域内，经常出现结构卡死等现象，无法确定用户是否已经成功取走餐盘，导致后续工作过程混乱。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种检测装置及具有其的机器人，旨在解决现有技术中的机器人的餐盘检测装置灵敏度低、稳定性差的技术问题。
5.为实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种检测装置，包括本体及设置于本体内部的容纳腔，容纳腔内设置有托盘摆放区，检测装置还包括：超声波检测部，超声波检测部设置在容纳腔的腔壁上；其中，超声波检测部的发射端朝向托盘摆放区，以向托盘摆放区发射超声波。
6.可选地，超声波检测部的发射端的中轴线平行于托盘摆放区的底面，超声波检测部的发射端高于放置在托盘摆放区内的托盘，以使经过托盘摆放区的超声波高于托盘顶部。
7.可选地，检测装置还包括红外检测部，红外检测部的红外发射端及红外接收端相对的设置在容纳腔两侧的侧壁上。
8.可选地，红外检测部为至少两个，各红外检测部沿容纳腔的高度方向间隔设置。
9.可选地，红外检测部的红外发射端包括第一红外发射端，红外检测部的红外接收端包括第一红外接收管，至少两个第一红外发射端与至少两个第一红外接收管一一相对地设置。
10.可选地，红外检测部的红外接收端还包括至少一个第二红外接收管，红外检测部的红外发射端还包括至少一个第二红外发射端，第二红外发射端与第一红外发射端之间的发射夹角呈预设角度设置，并朝向于与之相对的红外接收端的相邻的红外接收端的第二红外接收管。
11.可选地，检测装置包括调节部，调节部设置在本体上，调节部的输出端与超声波检测部驱动连接，以调节超声波检测部的高度。
12.可选地，调节部包括：滑轨，滑轨设置在容纳腔的侧壁上，并沿容纳腔的高度方向延伸；滑块，滑块可移动的设置在滑轨上，超声波检测部安装在滑块上；皮带驱动器，皮带驱
动器安装在滑轨的端部，皮带驱动器的输出端与滑块驱动连接。
13.可选地，红外检测部为反射式，红外检测部的红外发射端和红外接收端设置于容纳腔的同侧，并集成在滑块上。
14.根据本技术的另一个方面，提供了一种机器人，该机器人包括上述检测装置。
15.本技术提供的检测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本技术通过在容纳腔的某个方向的腔壁上安装超声波检测部，并使超声波检测部的发射端朝向托盘摆放区，使得发射端发出的超声波可以到达托盘摆放区内部的物体，并依靠发射超声波和接收反射回来的波来检测与物体之间的距离，从而实现对容纳腔是否摆放有菜品的判断，不会受到光线的干扰，检测过程稳定可靠，且使用的检测电路简单，占用空间少。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术实施例提供的检测装置及机器人的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的红外检测部一对一发射接收方式的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的红外检测部一对多发射接收方式的结构示意图。
20.上述附图所涉及的标号明细如下：
21.10、容纳腔；20、超声波检测部；30、红外发射端；40、红外接收端。
具体实施方式
22.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
24.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
25.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.正如背景技术中所记载的，目前的机器人装置结构设计存在一定的缺陷，即通常
在机器人或取餐装置的各个餐格底部设置微动开关检测餐盘是否被取走采用微动开关的形式来判断餐盘是不是在机器人的指定区域内，经常出现结构卡死等现象，无法确定用户是否已经成功取走餐盘，导致后续工作过程混乱。
27.为了解决上述问题，参见图1至图3所示，根据本技术的一个方面，本技术的实施例提供了一种检测装置，包括本体及设置于本体内部的容纳腔10，容纳腔10内设置有托盘摆放区，检测装置还包括：超声波检测部20，超声波检测部20设置在容纳腔10的腔壁上；其中，超声波检测部20的发射端朝向托盘摆放区，以向托盘摆放区发射超声波。其中，超声波检测部20的发射端朝向托盘摆放区，是指该发射端的发射方向指向托盘摆放区的方向，托盘摆放区是指立体区域，本技术通过在容纳腔10的某个方向的腔壁上安装超声波检测部20，并使超声波检测部20的发射端朝向托盘摆放区，使得发射端发出的超声波可以到达托盘摆放区内部的物体，并依靠发射超声波和接收反射回来的波来检测与物体之间的距离，从而实现对容纳腔10是否摆放有菜品的判断，不会受到光线的干扰，检测过程稳定可靠，且使用的检测电路简单，占用空间少。
28.在一种优选地实施例中，本实施例中的超声波检测部20的发射端的中轴线平行于托盘摆放区的底面，超声波检测部20的发射端高于放置在托盘摆放区内的托盘，以使经过托盘摆放区的超声波高于托盘顶部。
29.其中，超声波检测部20可以设置在容纳腔10的顶壁，也可设置在容纳腔10的侧壁，可根据具体的菜品进行选择，只要是能够对托盘摆放区内部的菜品准确检测的腔壁位置均可，检测装置还包括控制模块，控制模块与检测装置之间信号连接。
30.参见图1所示，在一种优选地实施例中，本实施例的超声波检测部20设置在容纳腔10的侧壁上，餐盘上没有物体时，超声波检测到的距离是两个侧壁的间距s。当中间有物体遮挡时，超声波检测到的距离会小于s，此时超声波检测部20会向检测装置的控制模块发出信号，提示托盘摆放区内部存在物体。当中间物体被取出时，超声波检测到的距离重新变为s，此时，超声波检测部20会向检测装置的控制模块发出信号，提示托盘摆放区内部物体已被取出。
31.在将上述检测装置应用于机器人或agv小车的实施例中，通过上述方式，检测装置和机器人控制系统之间交互报告托盘摆放区上是否放置物品，从而可以提高机器人或agv小车的送餐、取餐的自动化程度。当检测到菜品被取出，机器人或agv小车自动返回，减少人工操作。
32.优选地，超声波检测部20安装在托盘摆放区中高于托盘的高度，且小于被检测物体的高度，通过将超声波检测部20设置成高于托盘摆放区中托盘的高度，当托盘摆放区中仅有托盘而没有在托盘上放置物体时，检测模块相当于检测不到托盘摆放区中的托盘，避免误判托盘摆放区上存在送餐物品，尤其适用于一些送餐/取餐过程中托盘一直放置在托盘摆放区中的餐厅，通过上述设置，可以有效避免托盘影响超声波的传递，避免误检、错检，通过将超声波检测部20的高度设置成小于被检测物体的高度，可以有效避免漏检。
33.优选地，超声波检测部20安装在容纳腔10的侧壁长度方向的中间位置，以使超声波检测部发出的超声波被有效利用，保证超声波的检测范围。
34.具体来说，上述实施例中，如果有不规则物体遮挡，声音回波可能折射到其他方向，而返回不到超声波接收探头，导致没有检测到物体，此时超声波测距会大于s，本实施例
中通过控制模块判断为有物体。
35.因此，只要超声波传感器检测到的距离不等于s，本实施例中的控制模块均可判断为托盘上有物体。
36.为了便于安装，并降低线路成本，本实施例中的超声波检测装置包括一个声波发射装置和一个声波接收装置，该声波发射装置和声波接收装置均放置于一块pcb上。
37.在使用本技术的检测装置对托盘摆放区中的菜品进行检测时，托盘摆放区中的托盘的高度可能会出现不一致的情况，例如，某一时段通过该检测装置对体积较小，较好固定的菜品进行容纳时，可采用较小、较浅的托盘进行装载，在另一时段需要通过该检测装置对体积较大、不好固定的菜品进行容纳时，则需更换成较大、且较深的托盘进行装载，此时，就会出现原有高度的超声波检测部20将较大的托盘误检成菜品的情况；再例如，某一时段通过该检测装置对体积较大、不好固定的菜品进行容纳时，需使用较大、且较深的托盘进行装载，在另一时段需要通过该检测装置对体积较小，较好固定的菜品进行容纳时，需更换成体积较小、较浅的托盘进行装载，此时，就会出现原有高度的超声波检测部20无法检测到较小的托盘上的菜品的情况。因此，为了提高本实施例的检测装置的适应性，本实施例中的检测装置包括调节部，调节部设置在本体上，调节部的输出端与超声波检测部20驱动连接，以调节超声波检测部20的高度。
38.具体来说，某一时段通过该检测装置对体积较小，较好固定的菜品进行容纳时，可采用较小、较浅的托盘进行装载，在另一时段需要通过该检测装置对体积较大、不好固定的菜品进行容纳时，更换成较大、且较深的托盘进行装载，与此同时，通过调节部将超声波检测部20的高度调高，使超声波检测部20高于托盘摆放区中托盘的高度，并使经过托盘摆放区的超声波高于托盘顶部；再例如，某一时段通过该检测装置对体积较大、不好固定的菜品进行容纳时，需使用较大、且较深的托盘进行装载，在另一时段需要通过该检测装置对体积较小，较好固定的菜品进行容纳时，更换成体积较小、较浅的托盘进行装载，与此同时，通过调节部将超声波检测部20的高度调低，以适应托盘高度，在此不再赘述。
39.为了实现调节部对超声波检测部20的高度调节，本实施例中的调节部包括滑轨、滑块及皮带驱动器，滑轨设置在容纳腔10的侧壁上，并沿容纳腔10的高度方向延伸，滑块可移动的设置在滑轨上，超声波检测部20安装在滑块上，皮带驱动器安装在滑轨的端部，皮带驱动器的输出端与滑块驱动连接。当然在其他实施例中也可采用链条传动等方式，只要是能够实现超声波检测部的高度调节的传动方式均可。
40.在一种优选地实施例中，控制模块在超声波检测部20未检测到在托盘摆放区摆放有物品时，可以控制调节部在预订距离范围内，向下调整超声波检测部20的高度，当超声波检测部20能够检测到物品时，停止向下调节超声波检测部20的高度，使其保持在该高度。
41.在一种优选地实施例中，超声波检测部20在预订次数内未检测到在托盘摆放区摆放有物品时，控制模块不控制调节部移动。当超过预订次数后，仍未检测到托盘摆放区摆放有物品时，则控制调节部在预订距离范围内，向下调整超声波检测部20的高度，当超声波检测部20能够检测到物品时，停止向下调节超声波检测部20的高度，使其保持在该高度，以避免单次误差。
42.在一种优选地实施例中，当已知托盘摆放区内部只有托盘，控制模块在超声波检测部20未检测到在托盘摆放区摆放有托盘时，可以控制调节部在预订距离范围内，向下调
整超声波检测部20的高度，当超声波检测部20能够检测到物品时，停止向下调节超声波检测部20的高度，并向上微调超声波检测部20的高度，使其刚好检测不到托盘。
43.在一种优选地实施例中，当已知托盘摆放区内部只有托盘，超声波检测部20在预订次数内未检测到在托盘摆放区摆放有托盘时，控制模块不控制调节部移动。当超过预订次数后，仍未检测到托盘摆放区摆放有托盘时，控制调节部在预订距离范围内，向下调整超声波检测部20的高度，当超声波检测部20能够检测到物品时，停止向下调节超声波检测部20的高度，并向上微调超声波检测部20的高度，使其刚好检测不到托盘，以避免单次误差。
44.本实施例采用了红外和超声波两种方式融合检测，利用超声波对环境光不敏感的特质，降低环境光对检测结果的影响。同时利用红外的优势，保证较高的检测分辨率。
45.具体来说，本实施例中的检测装置还包括红外检测部，红外检测部的红外发射端30及红外接收端40相对的设置在容纳腔10两侧的侧壁上。本实施例中的红外检测部为至少两个，各红外检测部沿容纳腔10的高度方向间隔设置，进而实现对托盘摆放区内部物体的检测。其中，当红外检测部检测到托盘摆放区内有物体状态变化，但超声检测部中未检测到，则判断为无物体状态变化，当红外检测部未检测到托盘摆放区内有物体状态变化，但超声检测部中检测到，则判断有物体状态变化，其中，上述的物体状态变化是指，从无到有，或，从有到无。
46.优选地，红外发射端30用于通过至少一个红外发射端进行扫描，以向待检测区域发射载波红外光；其中，红外发射端的扫描时间包括点亮时间和熄灭时间；红外接收端40用于通过至少一个红外接收管检测经由待检测区域的载波红外光，得到点亮时间对应的点亮接收光强和熄灭时间对应的熄灭接收光强，并根据点亮接收光强和熄灭接收光强，确定待检测区域是否存在待检测物体。通过将红外发射端的扫描时间设置为点亮时间和熄灭时间两个时间，与传统的红外发射端常亮不同，本技术根据点亮接收光强和熄灭接收光强，确定待检测区域是否存在待检测物体，滤除掉了周围环境光对物体检测的影响，提高了红外检测装置对周围环境光的抗干扰性，从而能够更加可靠准确的检测到物体。
47.参见图2所示，在一种实施例中，本实施例中的红外检测部的检测方式为一对一发射接收方式，具体来说，本实施例中的红外检测部的红外发射端30包括第一红外发射端，红外检测部的红外接收端40包括第一红外接收管，至少两个第一红外发射端与至少两个第一红外接收管一一相对地设置。举例来说，相邻两个红外发射端30的距离为l，采用一对一发射接收循环扫描方式，则检测到的最小物体尺寸为l，当物体尺寸小于l，当放置于相邻两个红外检测部之间，则遮挡不到红外光线，检测不到物体，检测分辨率尺寸为l。
48.参见图3所示，在另一种实施例中，为了提高检测分辨率，本实施例中的红外检测部的检测方式为一发射多接收方式，在上述实施例的基础上，本实施例中的红外检测部的红外接收端40还包括至少一个第二红外接收管，红外检测部的红外发射端30还包括至少一个第二红外发射端，第二红外发射端与第一红外发射端之间的发射夹角呈预设角度设置，并朝向于与之相对的红外接收端40的相邻的红外接收端40的第二红外接收管。相邻两个红外发射端30的距离为l，采用一发射多接收方式循环扫描后，检测最小物体的尺寸将缩小为l/2。
49.在另一种实施例中，本实施例中的红外检测部为反射式，红外检测部的红外发射端30和红外接收端40设置于容纳腔10的同侧，并集成在滑块上，在实现红外与超声波融合
检测的同时，也可实现超声波检测部20及红外检测部的高度调节，在一种优选地实施例中，可以实现动态红外扫描及动态超声波扫描结合，具有较好的通用性。
50.通过红外和超声波两种方式融合检测的方式，利用超声波对环境光不敏感的特质，降低环境光对检测结果的影响。同时利用红外检测的优势，保证较高的检测分辨率，从而提供了一种高准确率、高分辨率、高抗干扰率的餐品的检测方式，具有更好的稳定性和精确性。
51.根据本技术的另一个方面，提供了一种机器人，该机器人包括上述检测装置。
52.综上，实施本实施例提供的检测装置，至少具有以下有益技术效果：
53.本技术通过在容纳腔10的某个方向的腔壁上安装超声波检测部20，并使超声波检测部20的发射端朝向托盘摆放区，使得发射端发出的超声波可以到达托盘摆放区内部的物体，并依靠发射超声波和接收反射回来的波来检测与物体之间的距离，从而实现对容纳腔10是否摆放有菜品的判断，不会受到光线的干扰，检测过程稳定可靠，且使用的检测电路简单，占用空间少。
54.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。