文/鐘山縣職業(yè)技術學校 周梅青 董瑩倩 指導老師/陳小武

設計背景

為把人從一些單調(diào)、重復性的勞動中解放出來，減少人類的重復繁瑣的體力勞動。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)工藝的任務要求來確定被控制的系統(tǒng)需要完成的各項動作，通過控制電機的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)機械手的燙粉、加配菜等動作，以及通過傳感器聯(lián)系這些動作和控制完成順序。本設計擬采用中鳴機器人程序設計語言進行編程，控制電機運轉(zhuǎn)，結合人工智能、傳感器、模糊控制的思想，使機械手臂的動作控制更人性化。

總體方案設計

我們所設計的“鐘山豬腳粉”好助手機器人是由控制模塊、點餐模塊、動作模塊、傳輸模塊等組成，充分利用中鳴、VEX機器人各種組件功能，根據(jù)設計需要搭建了機器人和編寫相應的程序，使機器人通過馬達轉(zhuǎn)動模仿廚師制作鐘山豬腳粉的各種動作。

基于中鳴控制系統(tǒng)一般都要自行設計程序下載才能按照人為設計動作完成任務。這樣的控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)客戶多場合使用，本設計的特點是可現(xiàn)場編程、智能運行的控制方式。因此這個米粉售賣機器人控制系統(tǒng)能適應復雜多變的環(huán)境。

取燙粉機械臂設計

機械臂主要由底座支架、鏈輪結構、短臂和不銹鋼粉撈構成，分別由減速電機提供動力，其中兩個電機一個是控制按量取米粉，另一個控制燙米粉的粉撈。關節(jié)之間由限位器控制粉撈倒粉出碗。在點餐臺，我們設置了1兩、2兩、3兩的粉量套餐，個人按需點擊對應的觸碰傳感器，控制系統(tǒng)按回傳信號整合，快速向機械臂下達指令，按照客人點餐抓取對應的粉量放入燙粉撈。燙粉撈連同米粉在開水中燙好，抬起倒入放在側邊傳送帶上的碗中。

“鐘山豬腳粉”好助手

配菜設計方案

受限于中鳴EV5控制器只有4個電機輸出端口，配菜系統(tǒng)的運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?shù)厝硕家罁?jù)不同客人口味分為“豬腳+鹵蛋”和“豬腳+腐竹”兩個配菜套餐?？腿嗽邳c餐臺根據(jù)自己愛好按動不同觸碰傳感器點取相應的配菜套餐，通過觸碰傳感器把信號反饋回控制器。配菜電機按照控制器下達的信息指令帶動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)，實現(xiàn)不同口味的豬腳粉供客人食用。

取燙粉機械臂結構

配菜區(qū)功能結構

點餐系統(tǒng)

設計流程圖

點餐程序設計

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

結論

本設計由中鳴機器人作為控制系統(tǒng)的核心，使用中鳴及VEX電機作為動力供應。將機械臂做成示教機器人，并對各功能結構做相關拓展，方便用戶管理者可以按需拓展，以適應不同客戶需求。除此之外，本設計人機交互良好，消費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”售賣進行設計，但是只要修改示教程序，同樣也可以應用于類似的售賣。另外，為進一步達到無人售賣，將來在點餐系統(tǒng)添加掃碼或刷卡功能，更能滿足客戶的需求。本設計在米粉售賣店和食品行業(yè)具有一定的創(chuàng)新價值和應用前景，具有較好的社會意義和實踐意義。