本发明公开了一种餐具收集清洗分类机器人系统，涉及智能餐饮技术领域，包括固定餐桌和移动机器人两部分，固定餐桌包括桌体及安装在桌体两侧的清扫装置，桌体中部为能够向下倾斜的中央面板，中央面板下方设有信号发射器；移动机器人底部设有移动底盘，移动机器人内部为空腔结构，空腔结构中部设有起支撑作用的中央圆柱，沿着中央圆柱从上至下依次布置冲洗层、分离层和收集层。该机器人系统结构设计合理，能够将餐具收集、餐具清理、餐具分离、餐桌整理四个功能集成化，使用方便、移动灵活。
1.一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，包括固定餐桌(1)和移动机器人(9)两部分，固定餐桌(1)包括桌体及安装在桌体两侧的清扫装置(6)，桌体中部为能够向下倾斜的中央面板(2)，中央面板(2)下方设有信号发射器(4)；移动机器人(9)底部设有移动底盘(26)，移动机器人(9)内部为空腔结构，空腔结构中部设有起支撑作用的中央圆柱(17)，沿着中央圆柱(17)从上至下依次布置冲洗层(10)、分离层(12)和收集层(25)；
在冲洗层(10)的正前方入口门处设有收集装置(11)，移动机器人(9)上还安装有能够与信号发射器(4)通信的信号接收器(13)；当待清扫的餐具被清扫装置(6)收集至桌体中部，信号发射器(4)向四周发出信号，信号被信号接收器(13)接收后移动机器人(9)向固定餐桌(1)移动；
固定餐桌(1)上设有红外传感器，移动机器人(9)到达固定餐桌(1)处时打开收集装置(11)，固定餐桌(1)通过红外传感器检测移动机器人(9)到达固定餐桌(1)处，中央面板(2)向下倾斜使餐具滑落至收集装置(11)内，餐具经冲洗层(10)冲洗、分离层(12)分离后最终到达收集层(25)被分类收集；
所述分离层(12)中设有沿中央圆柱(17)螺旋布置的螺旋传动链(21)，还包括与螺旋传动链(21)配合的链轮(27)、安装在中央圆柱(17)外侧的第四电机(18)及减速器(19)，第四电机(18)带动减速器(19)转动，减速器(19)通过联轴器带动链轮(27)转动，从而带动螺旋传动链(21)运动；
链轮(27)共有两对，位于上方的为主动轮，位于下方的为从动轮；
螺旋传动链(21)的链节(32)两侧设有突出部分，突出部分与链轮(27)配合从而螺旋传动链(21)被链轮(27)带动，链节(32)围绕着链轮(27)在空间上的螺旋曲面上循环运动；
螺旋传动链(21)的链节(32)上设有高度高于筷子最大横切面外切圆直径的凸柱(33)。
2.根据权利要求1所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，冲洗层(10)上部为移动机器人(9)的顶盖，下方设有底板(31)，顶盖、底板(31)和收集装置(11)构成封闭的冲洗腔，在冲洗腔内设有自旋转水头(14)，底板(31)外周上设有水槽；自旋转水头(14)通过清水管(30)与位于收集层(25)的清水箱(43)连接，水槽通过脏水管(24)与位于收集层(25)的泔水箱(47)连接。
3.根据权利要求2所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，在中央圆柱(17)上安装有抬升装置(16)，抬升装置(16)上设有旋转清扫机构(15)；底板(31)上开设有容纳槽，旋转清扫机构(15)为一密封壳体(48)，该密封壳体(48)与底板(31)上容纳槽的面积形状一致；在密封壳体(48)内部设有第二电机(40)、锥齿轮a(34)、锥齿轮b(35)和与中央圆柱(17)共轴的转轴(49)，锥齿轮b(35)固定在转轴(49)上，转轴(49)固定在密封壳体(48)内，第二电机(40)连接锥齿轮a(34)，锥齿轮a(34)与锥齿轮b(35)啮合，第二电机(40)带动锥齿轮a(34)转动，锥齿轮a(34)带动锥齿轮b(35)转动，锥齿轮b(35)通过转轴(49)带动密封壳体(48)转动；
抬升装置(16)包括丝杠(36)、蜗轮(37)、蜗杆(38)和第三电机(39)，蜗轮(37)和丝杠(36)配合形成丝杠螺母机构，第三电机(39)能够带动蜗杆(38)和蜗轮(37)转动，从而带动丝杠(36)上升或下降；
丝杠(36)下端通过螺钉安装在中央圆柱(17)上端的孔内，丝杠(36)上端通过螺纹与转轴(49)下端相连；
当餐具在冲洗层(10)冲洗时，旋转清扫机构(15)顶面与底板(31)顶面所处高度一致；
当冲洗完成后，抬升装置(16)将旋转清扫机构(15)抬升，底板(31)上的容纳槽露出，旋转清扫机构(15)能够绕转轴(49)在平面内旋转，清洗后的餐具由该容纳槽落入分离层(12)中，餐具落入分离层(12)后，抬升装置(16)下降使旋转清扫机构(15)复位。
4.根据权利要求1所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，螺旋传动链(21)末端设有用于挡碗的第一挡板(29)和用于挡筷子的第二挡板(28)，在靠近第一挡板(29)的中央圆柱(17)上开设有和碗尺寸相适应的开口，碗被第一挡板(29)挡入中央圆柱(17)的开口并落入收集层(25)内，筷子被第二挡板(28)挡住并落入收集层(25)内，盘子和勺则越过第二挡板(28)落入收集层(25)内。
5.根据权利要求1所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，螺旋传动链(21)下方设有用于支持整个螺旋传动链(21)的托辊装置(22)，在螺旋传动链(21)上设有辊刷(20)，辊刷(20)的轴上遍布柔性软毛。
6.根据权利要求1所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，在收集层(25)内绕中央圆柱(17)轴心周向布置有可拆卸的碗收集柜(41)、清水箱(43)、筷子收集柜(44)、勺子收集柜(45)、碟子收集柜(46)和泔水箱(47)，在碗收集柜(41)内还设有拨叉装置(42)；
拨叉装置(42)位于中央圆柱(17)正下方，拨叉装置(42)包括由步进电机驱动的两个齿轮，两个齿轮上均设有用于将碗拨动的拨叉，步进电机驱动齿轮转动，进而带动拨叉转动，拨叉将摞满的碗拨开。
7.根据权利要求1所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，收集装置(11)上设有能够驱动冲洗层(10)的入口门绕轴旋转实现开合的连杆机构，以及能够带动入口门升降实现高度调节的丝杠机构。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种餐具收集清洗分类机器人系统，其特征在于，清扫装置(6)上安装有步进电机(8)，清扫装置(6)与桌体上桌面接触的一侧安装有毛刷(7)，与桌体下桌面接触的一侧安装有滚轮；工作时，步进电机(8)驱动清扫装置(6)向中央面板(2)水平移动，毛刷(7)将餐具扫向中央面板(2)；
在桌体的桌面下方设有第一电机(5)和连杆机构(3)，第一电机(5)驱动连杆机构(3)进而带动中央面板(2)向下倾斜运动。
一种餐具收集清洗分类机器人系统
技术领域
[0001] 本发明涉及智能餐饮技术领域，具体涉及一种餐具收集清洗分类机器人系统。
背景技术
[0002] 随着生活水平的提高，人们已不仅仅满足于在家中做饭，越来越多的人选择在闲暇时候走入自助餐厅享受自己挑选食材烹饪美食的过程，自助餐厅有温馨的饮食环境，自由的营业时间以及繁多的菜色食材，将饮食的含义拓展至社交、娱乐等领域，在中国有很大的市场前景。
[0003] 自助餐厅内餐桌的清理，客人走后餐具的收集、餐具的清洗和分拣需要大量的员工来完成，然而现在人力资源紧缺，员工工资高，并且对于工人来说，大量简单的重复性工作过于枯燥，现在市场上有比较完善的大型餐厅使用的餐具清理分离机械，但是不适合自助餐厅。
[0004] 现在人力成本很高，地价昂贵，在餐饮行业雇佣员工进行手工收集清洗分离餐具，并且还要擦净餐桌，需要大量的人力，需要投入大量的资金。
[0005] 目前的餐具分离机器人多为大型餐具除渣机，通过链传动、带传动等机构运输收集得到的餐具，并通过水槽清洗并进行餐具的人工分类。公布号为CN201610339242的中国发明专利，公开了“一种餐具分类清洗机”，通过设置分类装置、整理装置、清洗装置来实现餐具清洗分类，但是存在占地面积大、无法自由移动、不能自动收集餐具、分拣次数复杂的缺点，无法满足当前餐厅的需要。
发明内容
[0006] 为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种餐具收集清洗分类机器人系统，该机器人系统结构设计合理，能够将餐具收集、餐具清理、餐具分离、餐桌整理四个功能集成化，使用方便、移动灵活。
[0007] 本发明通过以下技术方案实现：
[0008] 本发明公开了一种餐具收集清洗分类机器人系统，包括固定餐桌和移动机器人两部分，固定餐桌包括桌体及安装在桌体两侧的清扫装置，桌体中部为能够向下倾斜的中央面板，中央面板下方设有信号发射器；移动机器人底部设有移动底盘，移动机器人内部为空腔结构，空腔结构中部设有起支撑作用的中央圆柱，沿着中央圆柱从上至下依次布置冲洗层、分离层和收集层；
[0009] 在冲洗层的正前方入口门处设有收集装置，移动机器人上还安装有能够与信号发射器通信的信号接收器；当待清扫的餐具被清扫装置收集至桌体中部，信号发射器向四周发出信号，信号被信号接收器接收后移动机器人向固定餐桌移动；
[0010] 固定餐桌上设有红外传感器，移动机器人到达固定餐桌处时打开收集装置，固定餐桌通过红外传感器检测移动机器人到达固定餐桌处，中央面板向下倾斜使餐具滑落至收集装置内，餐具经冲洗层冲洗、分离层分离后最终到达收集层被分类收集。
[0011] 优选地，冲洗层上部为移动机器人的顶盖，下方设有底板，顶盖、底板和收集装置构成封闭的冲洗腔，在冲洗腔内设有自旋转水头，底板外周上设有水槽；自旋转水头通过清水管与位于收集层的清水箱连接，水槽通过脏水管与位于收集层的泔水箱连接。
[0012] 进一步优选地，在中央圆柱上安装有抬升装置，抬升装置上设有旋转清扫机构；底板上开设有容纳槽，旋转清扫机构为一密封壳体，该密封壳体与底板上容纳槽的面积形状一致；在密封壳体内部设有第二电机、锥齿轮a、锥齿轮b和与中央圆柱共轴的转轴，锥齿轮b固定在转轴上，转轴固定在密封壳体内，第二电机连接锥齿轮a，锥齿轮a与锥齿轮b啮合，第二电机带动锥齿轮a转动，锥齿轮a带动锥齿轮b转动，锥齿轮b通过转轴带动密封壳体转动；
[0013] 抬升装置包括丝杠、蜗轮、蜗杆和第三电机，蜗轮和丝杠配合形成丝杠螺母机构，第三电机能够带动蜗杆和蜗轮转动，从而带动丝杠上升或下降；
[0014] 丝杠下端通过螺钉安装在中央圆柱上端的孔内，丝杠上端通过螺纹与转轴下端相连；
[0015] 当餐具在冲洗层冲洗时，旋转清扫机构顶面与底板顶面所处高度一致；当冲洗完成后，抬升装置将旋转清扫机构抬升，底板上的容纳槽露出，旋转清扫机构能够绕转轴在平面内旋转，清洗后的餐具由该容纳槽落入分离层中，餐具落入分离层后，抬升装置下降使旋转清扫机构复位。
[0016] 优选地，分离层中设有沿中央圆柱螺旋布置的螺旋传动链，还包括与螺旋传动链配合的链轮、安装在中央圆柱外侧的第四电机及减速器，第四电机带动减速器转动，减速器通过联轴器带动链轮转动，从而带动螺旋传动链运动；
[0017] 链轮共有两对，位于上方的为主动轮，位于下方的为从动轮；
[0018] 螺旋传动链的链节两侧设有突出部分，突出部分与链轮配合从而螺旋传动链被链轮带动，链节围绕着链轮在空间上的螺旋曲面上循环运动；
[0019] 螺旋传动链的链节上设有高度高于筷子最大横切面外切圆直径的凸柱。
[0020] 进一步优选地，螺旋传动链末端设有用于挡碗的第一挡板和用于挡筷子的第二挡板，在靠近第一挡板的中央圆柱上开设有和碗尺寸相适应的开口，碗被第一挡板挡入中央圆柱的开口并落入收集层内，筷子被第二挡板挡住并落入收集层内，盘子和勺则越过第二挡板落入收集层内。
[0021] 进一步优选地，螺旋传动链下方设有用于支持整个螺旋传动链的托辊装置，在螺旋传动链上设有辊刷，辊刷的轴上遍布柔性软毛。
[0022] 优选地，在收集层内绕中央圆柱轴心周向布置有可拆卸的碗收集柜、清水箱、筷子收集柜、勺子收集柜、碟子收集柜和泔水箱，在碗收集柜内还设有拨叉装置；
[0023] 拨叉装置位于中央圆柱正下方，拨叉装置包括由步进电机驱动的两个齿轮，两个齿轮上均设有用于将碗拨动的拨叉，步进电机驱动齿轮转动，进而带动拨叉转动，拨叉将摞满的碗拨开。
[0024] 优选地，收集装置上设有能够驱动冲洗层的入口门绕轴旋转实现开合的连杆机构，以及能够带动入口门升降实现高度调节的丝杠机构。
[0025] 优选地，清扫装置上安装有步进电机，清扫装置与桌体上桌面接触的一侧安装有毛刷，与桌体下桌面接触的一侧安装有滚轮；工作时，步进电机驱动清扫装置向中央面板水平移动，毛刷将餐具扫向中央面板；
[0026] 在桌体的桌面下方设有第一电机和连杆机构，第一电机驱动连杆机构进而带动中央面板实现向下倾斜运动。
[0027] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0028] 本发明通过信号发射器和信号接收器实现固定餐桌与移动机器人之间的互通，当所有餐具被扫至中央面板时，固定餐桌向移动机器人发出信号，移动机器人向固定餐桌移动，当机器人到达固定餐桌处，打开收集装置，固定餐桌通过红外传感器检测到机器人到来时，中央面板倾斜使餐具落入收集装置内，实现了餐桌的自清理和餐具的自动收集；本发明采用固定餐桌配合移动机器人的形式，将其功能进行拆分，通过在餐桌设置清扫收集装置，把餐具收集和餐桌清扫两个功能集成到餐桌上，避免了传统的机械臂形式，降低成本的同时能够提高移动机器人的续航能力，机器人可自由移动，具有灵活性。同时，整个机器人采用自上而下的设计，将餐具收集、餐桌清理、餐具分类、餐具整理四种功能集于一身，既保证了整体功能的完善实验，又克服了传统餐具清洗机占地体积大、耗能高、需要人工辅助进行餐具分类的缺点，缩小机器人体积，提高续航能力；餐具经收集装置的入口门进入机器人内部，然后经过冲洗层的清洗、分离层分离后最终到达整理层；机器人设置有移动底盘，不同于以往机器人的固定样式，使机器人通过移动底盘能在更小的空间内实现自由移动，提高了机器人的移动灵活性。
[0029] 进一步地，分离层采用螺旋传动链结构，将直线分层结构转换为螺旋传动结构，一次性分离所有餐具，大大减小了机器人的体积；通过在传动链上设置凸柱，筷子就会陷在凸柱之间，被凸柱挡住，而诸如碗碟的大型餐具就会越过凸柱，实现筷子与其它餐具的第一次分离。
[0030] 更进一步地，在螺旋传动链末端设置有挡板，在中央圆柱靠近第一挡板处开设有和碗尺寸相似的开口，碗会被第一挡板挡入中央圆柱上的开口并落入餐具收集柜内的碗柜内，筷子由于高度低于链节上的凸柱，筷子会横躺在凸柱的沟内，当筷子随着传动链运动至末端时，被第二挡板挡住，直接落入筷子收集柜，盘子和勺则会越过第二挡板靠惯性落入各自的柜中，最终完成餐具的分类。
[0031] 更进一步地，在螺旋传动链的中上方地方设置辊刷，通过辊刷上的软毛将餐具拨开，防止餐具的重叠，保证餐具在通过挡板时为单个通过，保证分离的准确性。由于传动链是柔性的，通过设置托辊装置，给传动链以支撑。
[0032] 进一步地，通过在整理层设置各个收集柜，达到餐具的分类整理，在碗收集柜内设置拨叉装置，当一摞碗摞满时，拔叉将碗拨走，原位置供新的碗落下。
[0033] 进一步地，冲洗层具有一封闭腔，通过自旋转水头喷出高压水流，由喷出水流的动量带动喷头边喷水边旋转，达到清洗餐具，冲去剩饭的目的；通过与两个水箱的连接，实现了清水和脏水的互不污染，可以更好地将餐具清理干净。
[0034] 进一步地，抬升装置由电机带动蜗轮蜗杆转动，进而带动丝杠升降，丝杠最终带动旋转清扫机构升降；旋转清扫机构内部的电机通过一对锥齿轮副带动密封壳体转动，最终实现了旋转清扫机构整体的自我旋转；通过旋转清扫机构和抬升装置的配合，实现了旋转清扫机构升降与旋转的复合运动，将餐具由冲洗层扫入分离层。
[0035] 进一步地，通过在入口门上设置四连杆机构，当收集装置接收餐桌的餐具时主动杆经由电机带动旋转，将门打开，当进行冲水或分离时，主动杆经由电机带动反方向旋转，将门关上；通过丝杠机构带动入口门上下运动，从而实现机器人和餐桌的完美配合，便于中央面板将餐具倾倒入收集装置的入口门内。
[0036] 进一步地，通过在清扫装置上设置步进电机和滚轮，实现清扫装置在桌体上的线位移，将餐具扫向中央面板，通过毛刷清理桌面，完成固定餐桌的餐具收集和餐桌清扫这两个功能；通过中央面板下方的连杆机构来实现中央面板的自由俯仰，当所有餐具被扫至中间时，固定餐桌向移动机器人发出信号，移动机器人移动至固定餐桌，当检测到有机器人到来时，电机驱动连杆机构旋转，中间面板下倾，从而将餐具倾倒至机器人内部。
附图说明
[0037] 图1为固定餐桌结构图；
[0038] 图2为另一方向的固定餐桌的结构图；
[0039] 图3为移动机器人与固定餐桌整体效果图；
[0040] 图4为移动机器人内部结构图；
[0041] 图5为螺旋链节连接示意图；
[0042] 图6为旋转清扫装置与抬升装置的连接结构示意图；
[0043] 图7为机器人整理层俯视图；
[0044] 图8为旋转清扫装置连接结构俯视图；
[0045] 图9为餐具落入各自收集柜的结构示意图；
[0046] 图中：1为固定餐桌，2为中央面板，3为连杆机构，4为信号发射器，5为第一电机，6为清扫装置，7为毛刷，8为步进电机，9为移动机器人，10为冲洗层，11为收集装置，12为分离层，13为信号接收器，14为自旋转水头，15为旋转清扫机构，16为抬升装置，17为中央圆柱，18为第四电机，19为减速器，20为辊刷，21为传动链，22为托辊，23为带张紧装置，24为脏水管，25为收集层，26为移动底盘，27为链轮，28为第二挡板，29为第一挡板，30为清水管，31为底板，32为链节，33为凸柱，34为锥齿轮a，35为锥齿轮b，36为丝杠，37为蜗轮，38为蜗杆，39为第三电机，40为第二电机，41为碗收集柜，42为拨叉装置，43为清水箱，44为筷子收集柜，
45为勺子收集柜，46为碟子收集柜，47为泔水箱，48为密封壳体，49为转轴。
具体实施方式
[0047] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0048] 本发明的餐具自动收集清洗分类系统包括了固定餐桌1和移动机器人9两部分。
[0049] 如图1～2所示，固定餐桌1包括桌体及安装在桌体两侧的清扫装置6，桌体中部设有一可俯仰的中央面板2，中央面板2下方设有连杆机构3和信号发射器4，连杆机构3与第一电机5连接。清扫装置6上均安装有步进电机8，清扫装置6与桌体上桌面接触的一侧安装有毛刷7，清扫装置6与桌体的桌面接触的一侧安装有滚轮。工作时，步进电机8驱动清扫装置6向中央面板2水平移动，毛刷7将餐具扫向中央面板2；在桌体的桌面下方设有第一电机5和连杆机构3，第一电机5驱动连杆机构3进而带动中央面板2实现向下倾斜运动。
[0050] 如图3～4所示，移动机器人9底部设有移动底盘26，移动机器人9内部为空腔结构，空腔结构中部设有起支撑作用的中央圆柱17，沿着中央圆柱17从上至下依次布置冲洗层10、分离层12和收集层25；收集层25放置在移动底盘26上；中央圆柱17起到支撑整个机器人的作用，并将三层结构连接起来；移动机器人9的冲洗层10入口门处设有收集装置11，收集装置11上还安装有能够与信号发射器4通信的信号接收器13。
[0051] 工作时，步进电机8驱动清扫装置6向中央面板2移动，将餐具扫向中央面板2，信号发射器4向四周发出信号，移动机器人9上的信号接收器13接收到信号后移动至固定餐桌1，中央面板2的连杆机构3被第一电机5带动从而实现倾斜运动，移动机器人9同时打开收集装置11接收中央面板2上的餐具，之后进入冲洗层10、分离层12清洗分离后最终到达收集层25。
[0052] 通过信号发射器4和信号接收器13实现固定餐桌1与移动机器人9之间的通讯，实现了餐桌的自清理和餐具的自动收集。
[0053] 移动底盘26的车轮部分采用麦克纳姆轮底盘结构，配合以控制系统可以实现原地转弯以及复杂路径的行走。信号接收器13在移动机器人9上的位置可设置在上方，亦可以设置在下方，只要能实现向餐桌发送信号即可。
[0054] 收集装置11上设有一可俯仰的入口门、驱动入口门旋转的连杆机构和带动入口门升降的丝杠，通过连杆机构控制入口门的俯仰，实现入口门的开启或关闭，由于餐桌的高度比较低，机器人的餐具入口设置的较高，所以在每次收集餐具时，需要先将入口门位置通过丝杠控制降低至与中央面板2下俯位置平齐处，才能接受固定餐桌1收集的餐具，收集完成后，丝杠带动入口门抬升，之后入口门在连杆机构的驱动下关闭。
[0055] 如图4所示，中央圆柱17上方安装有抬升装置16，抬升装置16上方设有旋转清扫机构15，通过抬升装置16实现旋转清扫机构15的升降，两种结构配合将冲洗层10的餐具扫入分离层12。
[0056] 旋转清扫机构15具体结构如图6和图8所示，旋转清扫机构15包括一密封壳体48，图中壳体显示的为未封闭状态，密封壳体48内部设有第二电机40、锥齿轮a 34、锥齿轮b 35和转轴49，第二电机40连接锥齿轮a 34，锥齿轮a 34与锥齿轮b 35啮合，转轴49固定在密封壳体48内部，锥齿轮b 35固定在转轴49上，第二电机40带动锥齿轮a 34转动，锥齿轮a 34带动锥齿轮b转动，锥齿轮b通过转轴49带动密封壳体48转动，则旋转清扫机构15整体转动。
[0057] 抬升装置16包括丝杠36、蜗轮37、蜗杆38、第三电机39，蜗轮37内部有螺纹，螺纹和丝杠36配合的结构形成丝杠螺母机构，第三电机39带动蜗杆38和蜗轮37转动，从而带动丝杠36运动。
[0058] 丝杠36下端安装在中央圆柱17上端的轴孔内，丝杠36上端套设在转轴49下端，这样旋转清扫机构15和抬升装置16就可以关联起来。
[0059] 冲洗层10上部为移动机器人9的顶盖，下方设有底板31，顶盖、底板31和收集装置11构成封闭的冲洗腔，底板31上设有水槽。在冲洗腔内设有自旋转水头14，底板31外周上设有水槽；自旋转水头14通过清水管30与位于收集层25的清水箱43连接，水槽通过脏水管24与位于收集层25的泔水箱47连接。
[0060] 不工作的状态下，旋转清扫机构15位于冲洗层10的底板31内，底板31上开有容纳旋转清扫机构15的容纳槽，保证在冲洗餐具时，冲洗腔为一个封闭体。具体地，旋转清扫机构15为一密封壳体48，该密封壳体48与底板31上容纳槽的面积形状一致；
[0061] 当工作时，餐具被送入冲洗层10后，收集装置11上的入口门关闭，冲洗层10形成封闭的冲洗腔，同时自旋转水头14喷射高压水流冲洗餐具，脏水经水槽流入泔水箱47，之后中央圆柱17上方安装的抬升装置16工作，第三电机39带动蜗杆38和蜗轮37转动，蜗轮37内部有螺纹，和丝杠36配合形成丝杠螺母机构，从而带动丝杠36上升，旋转清扫机构15通过转轴锥齿轮49与丝杠36连接，进而带动旋转清扫机构15做上升运动。
[0062] 然后旋转清扫机构15内部的第二电机40开启，旋转清扫机构15内部的第二电机40依次带动锥齿轮a34、锥齿轮b35旋转，锥齿轮b35带动转轴锥齿轮49旋转，转轴锥齿轮49带动密封壳体48旋转，从而整个旋转清扫机构15开始旋转，将冲洗层10中的餐具扫入分离层12，旋转清扫机构15旋转至容纳槽对应位置处，然后丝杠36在第三电机39的带动下做下降运动，旋转清扫机构15下移复位。
[0063] 分离层12主要工作机构为螺旋传动链21，螺旋传动链21由多节链节32组成，链节32两侧有突出部分，突出部分与链轮27配合，使得传动链21被链轮27带动，链节32围绕着链轮27在空间上的螺旋曲面上循环运动，不断带动餐具随之运动。链轮27共有两对共四个，位于上方的一对作为主动轮，由第四电机18经行星齿轮减速器19带动，下方为从动轮。
[0064] 如图5所示，螺旋传动链21的链节32带有高度略高于筷子最大横切面外切圆直径的凸柱33，小型餐具如筷子落入凸柱33之中，较大型餐具被凸柱33托起。
[0065] 在螺旋传动链21末端设置有挡板，在中央圆柱17靠近第一挡板29处开设有和碗尺寸相似的开口，碗会被第一挡板29挡入中央圆柱17并落入餐具收集柜内的碗收集柜41内，筷子由于最大直径低于链节32上的凸柱33，被第二挡板28挡住，直接落入筷子收集柜44，盘子和勺则会越过第二挡板28靠惯性落入各自的柜中，最终完成餐具的分类。
[0066] 若是餐具从冲洗层10落入螺旋传动链21时有堆叠情况，会影响分类的效果，于是在距离螺旋传动链21中上方设置了辊刷20，辊刷20安装在中央圆柱17的外侧，辊刷20具有刚性轴，轴上遍布柔性软毛能将堆摞在一起的餐具刷开，防止餐具的重叠，保证餐具在通过挡板时为单个通过，保证分离的准确性。
[0067] 考虑到链节32需要扭转容易变形，在传动链下面设置了托辊装置22将整个传动链支撑起，同时为了保持螺旋传动链21的张紧，在下面增加了带张紧装置23。
[0068] 如图7和图9所示，收集层25绕中央圆柱17轴心周向布置有有碗收集柜41、筷子收集柜44、勺子收集柜45和碟子收集柜46，碗收集柜41中还装有拨叉装置42，各种餐具的收集柜可以通过抽拉或者旋转的方式打开，取出其中的餐具。
[0069] 拨叉装置42包括由电机带动的两个传动比为1的齿轮，齿轮上固定有高低不等的两个拨叉防止碰撞，当碗收集柜41的碗堆满一摞之后，电机带动两个拨叉将满摞的碗拨开，保证新的碗能够落入碗收集柜41，空出原位置扩大储藏容量，原位置供新的碗落下。
[0070] 收集层25还安装有清水箱43和泔水箱47，分别向自旋转水头14提供清水和接收水槽的脏水，清水箱43通过清水管30与自旋转水头14连接，泔水箱47通过脏水管24与自旋转水头14连接。
[0071] 中央圆柱17贯穿整个移动机器人9，用以支撑主要结构和安装电机减速器等机构。第四电机18和减速器19通过安装支架安装在中央圆柱17上，第三电机39通过安装支架固定在中央圆柱17上，保证了电机和减速器的稳定性。
[0072] 中央圆柱17不仅支撑起整个移动机器人9的上部，而且要在上面安装减速器和打开碗落下的入口开了很多孔，整体结构有较多薄弱部分，为了提高中央圆柱17整体的结构强度，在中央圆柱17多处加设了加强筋以保证强度。
[0073] 此外，机器人前方设有感知路障的红外传感器，可以保证机器人绕开顾客或路障，向餐桌移动。固定餐桌1上也设有红外传感器，当固定餐桌1感应到机器人到达餐桌位置时，固定餐桌1就会启动清扫装置6。
[0074] 综上所述，本发明考虑到自助餐厅出于租金考虑一般占地面积比较小，设置的餐桌与餐桌之间走道距离小，这要求机器人体积小巧，执行转弯和直线运动方式灵活；因此本发明设计的机器人不同于以往机器人的固定样式，为了降低成本，提升续航，本发明的机器人没有安装机械臂，而是将其分为固定餐桌和移动机器人两部分。固定餐桌除为客人提供舒适的餐饮环境外，其上还设置有清扫装置，在客人离去之后收集餐具并清理餐桌。移动机器人可以自动寻路定位到餐桌，接收收集的餐具并自动去除剩饭、冲洗餐具，并将碗、盘、筷、勺四种餐具分类，从而实现自动餐厅餐具清理分类的全自动化。
[0075] 本发明的移动机器人可以一次性分离四种餐具，并且最大效率地利用空间，缩小机器人体积以提高续航能力和移动灵活性。本发明的机器人系统克服了传统餐具清洗机占地体积大、耗能高、需要人工辅助进行餐具分类的缺点，将餐具收集、餐桌清理、剩饭去除、餐具分类四种功能集于一身，其优点主要有：螺旋传送、结构巧妙；分类快速、效率高；体积小巧、移动灵活；耗能较低、节能续航；功能完善、高度集成；完全自动、节省人力。
