CN109166018A - 一种大型无人看守自动购物*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型无人看守自动购物***，包括有控制***、服务器、交互***、箱体、货架、取货装置、行走轨道及售货电脑，货架、行走轨道及售货电脑安装在箱体中，箱体为集装箱式的箱体，取货装置为自带机器人***的六轴机器人，在行走轨道上安装有一可沿行走轨道自行移动的移动座，六轴机器人安装在该移动座上。本发明设计成标准化的自动化购物***，其支持线下购物和线上购物功能，线上购物又分为线上购物自取和线上购物配送，同时弥补了传统小型自动购物机、无人超市、自动化无人超市的不足，结合了计算机、移动互联网、无线通讯、机器人、工控等技术，并且设备主体采用钢材框架设计成集装箱模式，尺寸统一，便于运输和投放。

Description

一种大型无人看守自动购物***

技术领域

本发明涉及无人商店技术领域，具体涉及一种与互联网及移动通信网络结合的无人自动购物***。

背景技术

无人售货是近年来才开始兴起的购物模式，其最大的特点是无需人工值守，因此具有成本低、便于管理等优点。目前无人售货主要有两种模式，一种是传统的无人看守自动购物机，其为小型专属机，且功能简单，仅能在售货机前购买一些饮料、零食等，功能较少，且不支持远程购物功能(即互联网购物功能)。

另一种是无人超市(或无人商店)，其为开放式商业建筑形式，顾客通过***认证后进入无人超市内自由选购商品，选购完成通过电子支付后走出无人超市。这种模式不仅是对购物人员素质的一种考验，同时也无法验证进出客人的真实目地是不是购物，从而导致一些不以购物为目地的客人进出超市，造成一些不必要的资源浪费。另外，这种无人超市也需要较高的成本。

目前也有一些含自动化模式的封闭式无人商店问世，但也多为建筑物形式，众所周知，但凡建筑物，因其面积、形状、结构各不相同，因而所投入的自动化设备不同，控制方式也不同，当建筑物差异大时，甚至控制原理都会改变，不能做到模块化快速运输及安装使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提供一种使用更方便、购物体验更快捷、成本更低、可实现快速运输、快速安装、标准化制造及运营的大型无人看守自动购物***。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种大型无人看守自动购物***，包括有控制***、服务器、交互***、箱体、货架、取货装置、行走轨道及售货电脑，货架、行走轨道及售货电脑安装在箱体中，取货装置安装在行走轨道上用于将货品从货架转移至售货台，交互***包括有基于互联网和通信网络的电脑终端和移动终端，其特征在于：所述箱体为集装箱式的箱体，在箱体的底部安装有若干个集装箱箱脚式的支脚；所述货架具有多层放货展板，货架紧挨行走轨道设置；所述取货装置为自带机器人***的六轴机器人，货架的高度和宽度不大于该六轴机器人所能触及的范围；在行走轨道上安装有一可沿行走轨道自行移动的移动座，六轴机器人安装在该移动座上形成可移动结构，行走轨道从货架区域延伸至靠近售货台的位置。

进一步地，在箱体的顶部四周各安装有显示屏，显示屏连接控制***，通过显示屏可以显示货品信息、价格信息、促销信息、播放广告等。

优选地，所述箱体为20GP规格的集装箱式箱体，可直接用半挂车运输，在保证大空间的前提下，运输、投放更为方便。

进一步地，在箱体的正面设有至少两个售货台和相应的售货电脑，售货台具有放货口和取货口，放货口位于箱体内部与六轴机器人对接，取货口位于箱体外面；在箱体中设有至少一排货架。

进一步地，在箱体中设置有两排货架，行走轨道安装在两排货架之间的通道中；在箱体的正面设置有三个售货台；中间的售货台与行走轨道对齐，每一售货台对应一售货电脑，售货电脑为触摸操作电脑。

进一步地，所述箱体包括有钢制框架、立板、顶板和底板，货架及行走轨道安装在底板上，各支脚安装在框架的底面；在箱体的背面设置有箱门，箱门与行走轨道所在的通道对齐，且箱门为外开式箱门，通过箱门可以进入箱体内，便于***维护、货品管理和补货操作。箱体的顶部朝四周伸出形成檐部结构，且箱体正面的檐部结构伸出于售货台的前方，可以对售货位置起挡雨的功能；各显示屏竖直安装在四周的檐部结构处并朝向四方。

进一步地，在箱体的正面设有四道隔板，四道隔板将三处售货台及售货电脑隔在中间并相互隔开，隔板固定在箱体的框架上。

进一步地，在所述移动座上安装有一支撑座，六轴机器人安装在该支撑座上，由于六轴机器人可以上下大范围自由活动，通过支撑座可以抬高六轴机器人的位置，从而可以选择较小的机器人即可，降低机器人的成本。

进一步地，所述立板可为采用钢化玻璃制作的透明立板，便于从外面直接观察内部货品情况；在箱体的外部设置有监控***，起安全监控功能。

进一步地，所述货架上的放货展板为具有步进功能的放货展板，通过货架上的动力机构及感应装置配合将远离行走轨道的货品移动至靠近行走轨道的空余区域，六轴机器人从某一个置物格取走一个商品后，后面的商品即自动往前输送，且输送到指定位置后自动停止输送，以便于六轴机器人下次取货。

另外，还设置有外部电脑购物软件：主要为客户提供在有网络覆盖的家里或其它任意地方选择购物商品信息，以及选购商品的确认、付款、和配送模式。

购物操作流程：

1、选购商品之语音对话方式：举例：用户要买一包45元的中华牌硬盒香烟——a)用户可用语音说：我要买包烟，软件将会对声音进行文字处理后进行关健词检索，由于该关健词的“烟”较为模糊，软件将与该用户对话确认并细分商品，b)并用语音回答说：您需要买的是香烟吗？c)用户：是的，d)软件：您需要买什么品牌的香烟？e)用户：中华牌，f)软件：请问是需要硬盒的还是软盒的？g)用户：硬盒的，h)软件：好的，并在软件商品栏弹出该商品的图片及对应的商品价格、数量等信息，用户确认无误后点击“确认”健，软件转入在线电子支付页面。注：如果用户直接说“我要买一包45元的中华牌硬盒香烟”，此时软件将声音进行处理识别后将直接跳到h)处；如果用户说“我要买一包香烟”，软件将声音进行处理识别后将直接跳到d)处，如果用户说“我要买一包中华香烟”，软件将声音进行处理识别后将直接跳到f)处，以此类推，软件根据所识别到的关健词弹出对应的确认信息。

2、选购商品之商品文字搜索方式：可在商品搜索框输入完整的商品文字进行精确查找，也可根据商品的部分文字进行模糊查找，再根据相关提示信息找到所需要的商品。

3、选购商品之商品图片查找方式：可根据商品分类信息浏览需购买的商品图片信息。

4、商品的确认：根据上述商品查找方式找到需要购买的商品后，用户需进行商品的最后确认，只有用户确认后才可放入到购物车后另外挑选其它商品或对该确认的商品进行支付。

5、商品的付款：用户可对确认后的商品单一付款或对购物车的商品统一付款，点击付款后弹出电子支付页面，用户可用所有支持电子支付的第三方进行电子支付，包括微信、支付宝、银行等第三方的扫码支付、转账付款等方式。

6、商品的配送模式：当用户线上购物时，可选择商品配送模式，商品配送模式包含“自取商品”和“商品配送”两种方式。当用户选择自取商品时，中央管理***(即控制***)会以短信的方式发送一条取件码的信息到用户手机，用户可到最近的一台本发明的设备上输入取件码进行取件；当用户选择商品配送时，中央管理***会以短信的方式发送一条取件码的信息到营运方相关区域配送员的手机上，配送员可到最近的一台设备上输入取件码进行取件后配送。

控制***的外部中央管理***(即总机房)，该***由营运方管理，主要作用为存储、管理用户的会员信息，如会员名、手机号、配送地址等信息等、收集各用户在购物软件和本发明设备上的购物信息、收集商品付款信息、和设备的本地处理器进行数据通信、实时收集、存储、分析设备中商品的库存信息等。

内部电脑购物软件(即本地购物软件)，安装在售货电脑上，该软件的功能有，第一，该软件安装在售货电脑上，即为本地操作，所以不具备商品配送选项；第二，该软件有取件功能选项，用户或配送员可在本软件输入有效取件码进行取件，第三，由于设备上安装有三台(或多台)电脑，每台电脑下方都有一个取件口，所以每台电脑安装本软件后要设置一个电脑编码，且该编码不可重复，当设备上的本地处理器收到交易信息或取件信息时，会识别是由哪台电脑发送的信息，设备控制***的本地处理器和机器人***只会将商品传送到对应该电脑下方的取件口，以避免用户在A电脑购物时，机器人却将商品传送的B取件口的尴尬。

六轴机器人及机器人控制***：机器人在末端安装抓取机构，作移动取件使用，六轴机器人每个关节都有伺服电机和精密减速机，具有±0.05mm的重复定位精度，通过机器人控制***的示教方式记录每类商品的绝对位置坐标，并备注各坐标的商品名称，并将坐标数据和备注名称传送给本地处理器，本地处理器把备注的商品名称作为关健词供用户搜索商品使用。同时在本地处理器收到交易信息或取件信息时，再将该商品的坐标位置传送给机器人***，机器人***再控制六轴机器人在行走轨道上运动到对应的坐标位置进行取件。

机器人视觉***主要起商品信息的最终确认以及商品的追踪功能，既机器人收到交易取件指令后，行走到该商品的位置坐标，此时机器人视觉***会对该坐标上的商品再次扫描，确认商品信息无误后抓取机构进行商品的抓取，商品抓取后，该视觉***再对该商品进行位置追踪，如机器人在行走过程中商品意外掉落、机器人往取件口放置商品后长时间无人领取等情况时，可控制机器人***作出相应的处理对策。

设备控制***的本地处理器包括有高速型CPU、主机板模块、电源模块、存储模块、主站本地站模块、网络模块、输入输出IO模块、各种传感器等组成，主要记录商品的坐标位置、商品名称、商品价格等、与机器人控制***通讯、与本发明设备上的电脑通讯、与中央管理***通讯等。本地处理器的所有数据、参数可复制，在另一台本发明设备上可直接粘贴参数，无需再设定商品坐标、名称等数据。该数据、参数也可在中央管理***上复制。本地处理器在不和中央管理***通讯时，也能完成线下购物功能，但不具备线上购物功能，也就是说本发明的设备可由个人单台购买营运，也可由公司多台组网营运。

用户可在本发明中的设备上操作(既线下购物)，也可在家或任意有网络覆盖的电脑或手机上操作(既线上购物)，线上购物还可选择自取商品或由专业的配送员送货上门。

本发明设计成标准化的大型无人看守自动化购物设备及购物***，其支持线下购物和线上购物功能，线上购物又分为线上购物自取和线上购物配送两个功能，整个购物过程为互联网方式完成(线上购物时)和人机对话方式完成(线下购物时)，由此给用户带来更为便利的购物体验。同时弥补了传统小型自动购物机、无人超市、自动化无人超市的不足，其结合了计算机、移动互联网、无线通讯、机器人、工控等技术，并且设备主体采用钢材框架设计成集装箱模式，尺寸统一，便于运输和投放。

附图说明

图1为本发明***控制架构图；

图2为本发明立体结构示意图；

图3为本发明拆除一侧立板后的结构示意图；

图4为本发明拆除一侧立板后另一角度的结构示意图；

图5为本发明拆除一侧立板及货架后的结构示意图。

图中，1为箱体，11为框架，12为立板，13为顶板，14为底板，15为箱门，2为货架，3为行走轨道，31为移动座，32为支撑座，4为六轴机器人，5为售货电脑，6为售货台，61为放货口，62为取货口，7为显示屏，8为支脚，9为隔板。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图5，所述大型无人看守自动购物***，包括有控制***、服务器、交互***、箱体1、货架2、取货装置、行走轨道3及售货电脑5，货架2、行走轨道3及售货电脑5安装在箱体1中，取货装置安装在行走轨道3上用于将货品从货架2转移至售货台6，交互***包括有基于互联网和通信网络的电脑终端和移动终端，如智能手机等；所述箱体1为集装箱式的箱体，在箱体1的底部安装有若干个集装箱箱脚式的支脚8，可以直接安装在集装箱半挂车上运输；所述货架2具有多层放货展板，货架2紧挨行走轨道设置3；所述取货装置为六轴机器人4，货架2的高度和宽度不大于该六轴机器人4所能触及的范围；在行走轨道3上安装有一可沿行走轨道自行移动的移动座31(其动力机构与机器人***连接)，六轴机器人4安装在该移动座31上形成可移动结构，行走轨道3从货架区域延伸至靠近售货台6的位置。

在箱体1的顶部四周各安装有显示屏7(同时还可配语音播报***)，显示屏7连接控制***，通过显示屏7可以显示货品信息、价格信息、促销信息、播放广告等。

所述箱体1为20GP规格的集装箱式箱体，可直接用半挂车运输，在保证大空间的前提下，运输、投放更为方便。

在箱体1的正面设有至少两个售货台6和相应的售货电脑5，售货台6具有放货口61和取货口62，放货口61位于箱体1内部与六轴机器人4对接，取货口62位于箱体外面，用于客户取货品。

在箱体1中设置有两排货架2，行走轨道3安装在两排货架2之间的通道中；在箱体1的正面设置有三个售货台6；中间的售货台6与行走轨道3对齐，每一售货台6对应一售货电脑5，售货电脑5为触摸操作电脑。

所述箱体1包括有钢制框架11、立板12、顶板13和底板14，货架2及行走轨道3安装在底板14上，各支脚8安装在框架11的底面；在箱体1的背面设置有箱门15，箱门15与行走轨道3所在的通道对齐，且箱门15为外开式箱门，通过箱门15可以进入箱体1内，便于***维护、货品管理和补货操作。箱体1的顶部朝四周伸出形成檐部结构，且箱体1正面的檐部结构伸出于售货台6的前方，可以对售货位置起挡雨的功能；各显示屏7竖直安装在四周的檐部结构处并朝向四方。

在箱体1的正面设有四道隔板9，四道隔板9将三处售货台6及售货电脑5隔在中间并相互隔开，隔板9固定在箱体1的框架11上。

在所述移动座31上安装有一支撑座32，六轴机器人4安装在该支撑座32上，由于六轴机器人4可以上下大范围自由活动，通过支撑座32可以抬高六轴机器人4的位置，从而可以选择较小的机器人即可，降低机器人的成本。

所述立板12可为采用钢化玻璃制作的透明立板，便于从外面直接观察内部货品情况；在箱体1的外部设置有监控***，起安全监控功能。

所述货架3上的放货展板为具有步进功能的放货展板，通过货架3上的动力机构及感应装置配合将远离行走轨道的货品移动至靠近行走轨道的空余区域，六轴机器人4从某一个置物格取走一个商品后，后面的商品即自动往前输送，且输送到指定位置后自动停止输送，以便于六轴机器人下次取货。

一、在设备上购物，即线下购物过程：

1用户行走到设备的任意一台售货电脑前；

2在售货电脑初始页面上点击“购物”键；

3选择商品(选择商品的方式及方法上述已详细描述过，不再详述)；

4确认选择的商品；

5进入支付页面选择支付方式，并完成支付；

6设备的本地处理器确认支付是否成功；如付款不成功则提示不成功的原因并将页面跳转到步骤5，如付款成功则跳到步骤7；

7设备的本地处理器进行商品信息处理，并把该商品的位置坐标传送给机器人***；

8机器人***控制六轴机器人沿行走轨道运动到对应的商品位置坐标进行取件，该过程中机器人视觉***会介入扫描确认位置坐标上的商品是否正确，如不正确则机器人视觉***会将该错误信息传送到本地处理器，本地处理器在单机工作时将该故障信息发送的营运者的手机上，本地处理器在联机工作时将该故障传送到中央管理***上，由监控中央管理***的***维修人员去现场进行处理，该故障信息同时出现在触屏电脑上向用户说明，并将该交易的货款退回给用户(注：该故障出现在机率几乎为零，因为导致机器人坐标错误的情况只有机器人伺服电机编码器失效时才会发生该故障)；如机器人视觉***扫描的商品信息无误时，则跳转到步骤9；

9六轴机器人取件无误后将商品传送的放货口；

10用户从设备的取货口取走商品。如用户在设定的时间内取件完成，则该交易完成，如用户在超出设定的时间没取走商品，则机器人通过机器人视觉***扫描商品的位置，并将该商品拿回对应的货架置物格，商品货款则通过本地处理器退回给用户。

注：货架置物格的步进机构只有在交易完成后才会将下一个商品传送到设定位置，在交易没完成时步进机构不动作，以防交易不成功时六轴机器人可以将交易不成功的商品拿回并摆放的原来的坐标位置。

二、在用户电脑/手机上购物，即线上购物流程：

1用户在电脑/手机上下载本发明配套的客户端购物软件并注册会员信息；

2用户在电脑/手机上选购商品(选择商品的方式及方法上述已详细描述过，不再详述)；

3用户在电脑/手机上确认选择的商品；

4进入支付页面选择支付方式、商品配送方式、并完成商品货款的支付；

5中央管理器确认支付是否成功；如付款不成功则提示不成功的原因并将页面跳转到步骤4，如付款成功则跳到购物完成页面；同时中央管理器处理商品的配送方式数据，如用户选择的配送方式是“自取商品”则中央处理器会向用户的手机发送一条取件码的短讯；如用户选择的配送方式是“商品配送”则中央处理器会向营运方配送员的手上上发送一条取件码的短讯。

6用户或营运方配送员持有效取件码到最近的一台本发明设备上取件；

7当用户或营运方配送员取件时，需行走到本发明设备中的任意一台售货电脑前；

8在触屏电脑初始页面上点击“取件”键；

9输入有效取件码并确认；

10本地处理器与中央管理器进行通讯并确认，确认无误后本地处理器进行商品信息处理，并把该商品的位置坐标传送给机器人***；

11机器人***控制六轴机器人和机器人行走轨道进行取件，原理同线下购物流程的步骤8；

12机器人取件无误后将商品传送的放货口；

13用户从取货口取走商品或配送员从取货口取走商品进行配送。其它部分同线下购物流程的步骤10。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种大型无人看守自动购物***，包括有控制***、服务器、交互***、箱体、货架、取货装置、行走轨道及售货电脑，货架、行走轨道及售货电脑安装在箱体中，取货装置安装在行走轨道上用于将货品从货架转移至售货台，交互***包括有基于互联网和通信网络的电脑终端和移动终端，其特征在于：所述箱体为集装箱式的箱体，在箱体的底部安装有若干个集装箱箱脚式的支脚；所述货架具有多层放货展板，货架紧挨行走轨道设置；所述取货装置为自带机器人***的六轴机器人，货架的高度和宽度不大于该六轴机器人所能触及的范围；在行走轨道上安装有一可沿行走轨道自行移动的移动座，六轴机器人安装在该移动座上形成可移动结构，行走轨道从货架区域延伸至靠近售货台的位置。

2.根据权利要求1所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：所述箱体为20GP规格的集装箱式箱体,在箱体的顶部四周各安装有显示屏，显示屏连接控制***。

3.根据权利要求1所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：在箱体的正面设有至少两个售货台和相应的售货电脑，售货台具有放货口和取货口，放货口位于箱体内部与六轴机器人对接，取货口位于箱体外面；在箱体中设有至少一排货架。

4.根据权利要求3所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：在箱体中设置有两排货架，行走轨道安装在两排货架之间的通道中；在箱体的正面设置有三个售货台；中间的售货台与行走轨道对齐，每一售货台对应一售货电脑，售货电脑为触摸操作电脑。

5.根据权利要求1所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：所述箱体包括有钢制框架、立板、顶板和底板，货架及行走轨道安装在底板上，各支脚安装在框架的底面；在箱体的背面设置有箱门，箱门与行走轨道所在的通道对齐，且箱门为外开式箱门；箱体的顶部朝四周伸出形成檐部结构，且箱体正面的檐部结构伸出于售货台的前方；各显示屏竖直安装在四周的檐部结构处并朝向四方。

6.根据权利要求5所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：在箱体的正面设有四道隔板，四道隔板将三处售货台及售货电脑隔在中间并相互隔开，隔板固定在箱体的框架上。

7.根据权利要求1所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：在所述移动座上安装有一支撑座，六轴机器人安装在该支撑座上。

8.根据权利要求5所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：所述立板为采用钢化玻璃制作的透明立板，在箱体的外部设置有监控***。

9.根据权利要求1所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：所述货架上的放货展板为具有步进功能的放货展板，通过货架上的动力机构及感应装置配合将远离行走轨道的货品移动至靠近行走轨道的空余区域。

10.根据权利要求4所述的大型无人看守自动购物***，其特征在于：该购物***的购物流程如下：

一、在设备上购物，即线下购物过程：

1）用户行走到设备的任意一台售货电脑前；

2）在售货电脑初始页面上点击“购物”键；

3）选择商品；

4）确认选择的商品；

5）进入支付页面选择支付方式，并完成支付；

6）设备的本地处理器确认支付是否成功；如付款不成功则提示不成功的原因并将页面跳转到步骤5），如付款成功则跳到步骤7）；

7）设备的本地处理器进行商品信息处理，并把该商品的位置坐标传送给机器人***；

8）机器人***控制六轴机器人沿行走轨道运动到对应的商品位置坐标进行取件，该过程中机器人视觉***会介入扫描确认位置坐标上的商品是否正确，如不正确则机器人视觉***会将该错误信息传送到本地处理器，本地处理器在单机工作时将该故障信息发送的营运者的手机上，本地处理器在联机工作时将该故障传送到中央管理***上，由监控中央管理***的***维修人员去现场进行处理，该故障信息同时出现在触屏电脑上向用户说明，并将该交易的货款退回给用户；如机器人视觉***扫描的商品信息无误时，则跳转到步骤9）；

9）六轴机器人取件无误后将商品传送的放货口；

10）用户从设备的取货口取走商品，如用户在设定的时间内取件完成，则该交易完成，如用户在超出设定的时间没取走商品，则六轴机器人通过机器人视觉***扫描商品的位置，并将该商品拿回对应的货架置物格，商品货款则通过本地处理器退回给用户；

二、在用户电脑/手机上购物，即线上购物流程：

1）用户在电脑/手机上下载本发明配套的客户端购物软件并注册会员信息；

2）用户在电脑/手机上选购商品；

3）用户在电脑/手机上确认选择的商品；

4）进入支付页面选择支付方式、商品配送方式、并完成商品货款的支付；

5）中央管理器确认支付是否成功；如付款不成功则提示不成功的原因并将页面跳转到步骤4），如付款成功则跳到购物完成页面；同时中央管理器处理商品的配送方式数据，如用户选择的配送方式是“自取商品”则中央处理器会向用户的手机发送一条取件码的短讯；如用户选择的配送方式是“商品配送”则中央处理器会向营运方配送员的手上上发送一条取件码的短讯；

6）用户或营运方配送员持有效取件码到最近的一台设备上取件；

7）当用户或营运方配送员取件时，需行走到设备中的任意一台售货电脑前；

8）在触屏电脑初始页面上点击“取件”键；

9）输入有效取件码并确认；

10）本地处理器与中央管理器进行通讯并确认，确认无误后本地处理器进行商品信息处理，并把该商品的位置坐标传送给机器人***；

11）机器人***控制六轴机器人和机器人行走轨道进行取件，原理同线下购物流程的步骤8）；

12）六轴机器人取件无误后将商品传送的放货口；

13）用户从取货口取走商品或配送员从取货口取走商品进行配送，其它部分同线下购物流程的步骤10）。