送餐机器人的工作流程是从取餐口把菜品运输到输入设定的位置，再返回取餐口等待下一次指令。在取餐口，由服务人员将要送到指定餐桌的菜品一一放在机器人的托盘上，在屏幕上输入餐桌号或包厢号确定后，机器人开始送餐。到达指定位置后，再由服务员或顾客自己从机器人托盘上把菜端到餐桌上。
送餐机器人出现之初大部分都是模仿人形设计的，造型都是一个人形的轮式机器人双手托着一个托盘。这种造型的机器人改进后把手持托盘设计成了两层。
随着用户对送餐效率的要求越来越高，送餐机器人的设计也脱离了人形，更加注重容量和稳定性。现在市面上的送餐机器人大部分为三层托盘设计，简单的储物隔层设计更加简洁。
随着送餐机器人自主导航、避障等功能的提升，机器人送餐的适用范围也在不断扩大。除了火锅、烧烤等上菜比较集中的场景，越来越多的普通餐厅也慢慢开始使用机器人送餐。同时，在更注重空间利用率的餐厅中，送餐机器人能否在狭小空间里通过也成为了一个很重要的问题。对此，机器人厂商表示，为了能让机器人更好的在复杂环境中前进，他们使用了激光雷达、视觉传感等技术，并在机器人的设计方面进行了改良，即使是较窄的通道也能顺利通过。
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