CN107414781A - 超市购物智能机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超市购物智能机器人，包括机器人本体和控制系统；所述机器人本体包括圆筒形的机身、设置于所述机身两端的行走轮、用于驱动行走轮转动的行走驱动系统、设置于所述机身内用于承装商品的箱体以及用于封闭箱体的箱盖；所述控制系统包括用于与超市中央服务器进行通讯的机器人无线模块、用于保持所述机器人本体平衡的机器人自平衡模块、用于实现机器人定位功能的自定位模块、用于确定用户与机器人本体相对位置的机器人追踪模块以及用于控制所述机器人本体在行走时躲避障碍物的机器人避障模块，本机器人能够承装商品自主行走，从而使购物者解放双手，改善购物者的购物体验。
Description
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体为一种超市购物智能机器人。
背景技术
如今超市购物已成为男女老少生活必备的活动，超市商品资源丰富，种类繁多，比起看不到实体的网络购物，人们还是热衷于一边享受琳琅满目的实体货架，一边选购自己喜欢的商品。那么在选购过程中，人们当然不愿意两手提着满满的东西沉甸甸地负重欣赏，而传统购物车虽然解决了不用手提商品这个问题，但拖着硕大的购物车也不是人们喜爱的事，当然人们也不喜欢排队结账。
因此在人们生活质量日益上升的时代，需要一种能够承装商品自主行走，从而使购物者解放双手的超市购物智能机器人。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够承装商品自主行走，从而使购物者解放双手的超市购物智能机器人。
本发明公开的一种超市购物智能机器人，包括机器人本体和控制系统；所述机器人本体包括圆筒形的机身、设置于所述机身两端的行走轮、用于驱动行走轮转动的行走驱动系统、设置于所述机身内用于承装商品的箱体以及用于封闭箱体的箱盖；所述控制系统包括用于与超市中央服务器进行通讯的机器人无线模块、用于保持所述机器人本体平衡的机器人自平衡模块、用于实现机器人定位功能的自定位模块、用于确定用户与机器人本体相对位置的机器人追踪模块以及用于控制所述机器人本体在行走时躲避障碍物的机器人避障模块；
进一步，所述驱动系统包括同轴固定于所述行走轮内圆的齿圈、与所述齿圈啮合的齿轮和用于驱动所述齿轮转动的步进电机；
进一步，所述机器人自平衡模块包括陀螺仪、设置于所述机身下部的平衡块以及用于接收陀螺仪的信号并控制所述驱动系统动作以保持机器人本体平衡的控制器；
本发明公开的一种超市购物智能机器人还包括手持式交互器，所述手持式交互器包括用于定位用户自身位置的用户定位模块、触屏交互界面、呼唤机器人按钮以及商品扫码器；
进一步，所述超市中央服务器用于实时监控所述手持式人机交互器与机器人本体的位置信息并为机器人提供最优接近路径，并用于收集机器人避障模块传回的障碍物位置信息以更新云端地图数据；
进一步，所述的机器人避障模块包括设置于机器人本体的红外线传感器和超声波传感器，所述红外线传感器和超声波传感器实时向所述超市中央服务器发送信号；
进一步，所述机身外圆顶部设有用于对机身和行走轮的上部进行遮蔽的外壳；所述外壳与箱体对应的位置设有开口，所述箱盖铰接于所述外壳。
本发明的有益效果是：本发明的超市购物智能机器人，机器人本体的圆筒形机身呈卧式设置，两行走轮分别设置于其两端部，行走轮在行走驱动系统的驱动下独立转动，从而实现机器人本体在超市货架之间灵活行走。承载商品的箱体插入机器人机身中，外壳安装在机器人主体上，可避免机身损坏和接触地面的轮子偶然碰到用户弄脏衣服。机器人本体行走时通过避障模块躲避周围的障碍物，通过自平衡模块使机器人本体在行走时保持平衡，通过集成在主板上的无线模块与超市中央服务器模块进行无线通讯；机器人本体上的自定位模块设有定位芯片，该芯片配合超市室内定位系统中的基站使用以实现机器人的定位功功能，机器人本体通过追踪模块确定其与用户之间的相对位置，并控制机器人行走驱动系统使机器人本体追踪并跟随用户，本购物智能机器人能够跟随用户进行购物，用户可将选购的商品放置在机器人本体的箱体中，机器人本体承装选购的商品自主行走，从而使购物者解放双手，大大改善购物者的购物体验。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的机器人本体的爆炸图；
图2为本发明的手持式交互器的示意图；
图3为本发明的机器人本体的机身的主视图；
图4为图3中A-A剖视图；
图5为图3中C-C剖视图；
图6为本发明的机器人本体的行走轮的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例的一种超市购物智能机器人，包括机器人本体和控制系统；所述机器人本体包括圆筒形的机身10、设置于所述机身10两端的行走轮2、用于驱动行走轮2转动的行走驱动系统、设置于所述机身10内用于承装商品的箱体3以及用于封闭箱体3的箱盖6；所述控制系统包括用于与超市中央服务器进行通讯的机器人无线模块、用于保持所述机器人本体平衡的机器人自平衡模块、用于实现机器人定位功能的自定位模块、用于确定用户与机器人本体相对位置的机器人追踪模块以及用于控制所述机器人本体在行走时躲避障碍物的机器人避障模块；本实施例的超市购物智能机器人，机器人本体的圆筒形机身10呈卧式设置，两行走轮2分别设置于其两端部，行走轮2在行走驱动系统的驱动下独立转动，从而实现机器人本体在超市货架之间灵活行走。承载商品的箱体3插入机器人机身10中，外壳5安装在机器人主体上，可避免机身10损坏和接触地面的轮子偶然碰到用户弄脏衣服。机器人本体行走时通过避障模块躲避周围的障碍物，通过自平衡模块使机器人本体在行走时保持平衡，通过集成在主板上的无线模块与超市中央服务器模块进行无线通讯；机器人本体上的自定位模块设有定位芯片，该芯片配合超市室内定位系统中的基站使用以实现机器人的定位功功能，机器人本体通过追踪模块确定其与用户之间的相对位置，并控制机器人行走驱动系统使机器人本体追踪并跟随用户，本购物智能机器人能够跟随用户进行购物，用户可将选购的商品放置在机器人本体的箱体3中，机器人本体承装选购的商品自主行走，从而使购物者解放双手，大大改善购物者的购物体验。
本实施例中，所述行走驱动系统包括同轴固定于所述行走轮2内圆的齿圈13、与所述齿圈13啮合的齿轮1和用于驱动所述齿轮1转动的步进电机；本实施例中，圆筒形的机身10两端形成有圆形凸台，行走轮2可转动外套在该圆形凸台上，机身10内靠近底部位置设有驱动器盒体8，驱动器盒体8的两输出电机轴分别由两个步进电机驱动，两电机轴分别驱动两个齿轮1转动，机身10底部开设有通槽，齿轮1可穿过该通槽与固定在行走轮2上的齿圈13啮合，进而分别驱动两个行走轮2转动，当机器人直线前行时，两步进电机同步运转，当机器人转弯时差速运转，因此可实现零半径转弯，在复杂的货架之间也能灵活自如。
本实施例中，所述机器人自平衡模块包括陀螺仪、设置于所述机身10下部的平衡块以及用于接收陀螺仪的信号并控制所述驱动系统动作以保持机器人本体平衡的控制器，当陀螺仪检测到机器人本体倾斜时，通过控制器控制行走驱动动作以驱动行走轮2加速或者减速以实现平衡。
本实施例的一种超市购物智能机器人还包括手持式交互器，所述手持式交互器包括用于定位用户自身位置的用户定位模块、触屏交互界面、呼唤机器人按钮12以及商品扫码器；手持式交互器是用户控制机器人的直接方式，并安装有定位芯片实时向机器人本体传回位置信息。交互器上设有呼唤机器人按钮12用于当用户需要机器人时将其快速呼唤到身边，交互界面用于显示商品信息列表，例如商品分类、商品区域分布、打折商品信息，以及功能性服务，如：呼叫人工服务、机器人跟随，待命，导购、扫码计价、结算账单等。商品扫码器则是对将购买的商品扫码计算价格加入账单以便结账。
本实施例中，所述超市中央服务器用于实时监控所述手持式人机交互器与机器人本体的位置信息并为机器人提供最优接近路径，并用于收集机器人避障模块传回的障碍物位置信息以更新云端地图数据；超市中央服务器具有所有超市购物智能机器人的最高控制权，也是支撑机器人工作的中枢，其主要功能是为所有机器人提供超市实时云端地图，为机器人决策追踪的最优路径，为手持式交互器提供商品信息、支付信息以及人工服务，本实施例中所述的云端地图指超市管理员提前载入的超市地图，专门为机器人提供路线规划所用，配合超市室内定位系统使用，云端地图还可由机器人避障模块传回的信息不断更新，如机器人工作过程中遇到地图上没有的障碍物就更新地图信息，以供其他机器人更快的确定路线。
本实施例中，所述的机器人避障模块包括设置于机器人本体的红外线传感器11和超声波传感器4，所述红外线传感器11和超声波传感器4实时向所述超市中央服务器发送信号，当超声波传感器4传回障碍信息时，首先确定人体红外线传感器11是否也传回障碍信息，如果人体红外线传感器11未传回人体障碍信息，则直接向机器人中央服务器传回障碍信息，由中央服务器决策另一条接近路径；如果人体红外线传感器11传回人体障碍信息，则向机器人中央服务器传回前方人体障碍，由服务器决策另一条接近路径是否遥远，如果不远则改道前进，如果较远则等待人体离开，其等待时间提前设置，如果超时则改道前进。其中机器人避障模块配合机器人超市中央服务器中云地图的实时更新能力可实现机器人的学习功能。
本实施例中，所述机身10外圆顶部设有用于对机身10和行走轮2的上部进行遮蔽的外壳5；所述外壳5与箱体3对应的位置设有开口，所述箱盖6铰接于所述外壳5。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种超市购物智能机器人，其特征在于：包括机器人本体和控制系统；
所述机器人本体包括圆筒形的机身、设置于所述机身两端的行走轮、用于驱动行走轮转动的行走驱动系统、设置于所述机身内用于承装商品的箱体以及用于封闭箱体的箱盖；
所述控制系统包括用于与超市中央服务器进行通讯的机器人无线模块、用于控制所述行走驱动系统以保持所述机器人本体平衡的机器人自平衡模块、用于实现机器人定位功能的自定位模块、用于确定用户与机器人本体相对位置的机器人追踪模块以及用于控制所述机器人本体在行走时躲避障碍物的机器人避障模块。
2.根据权利要求1所述的超市购物智能机器人，其特征在于：所述行走驱动系统包括同轴固定于所述行走轮内圆的齿圈、与所述齿圈啮合的齿轮和用于驱动所述齿轮转动的步进电机。
3.根据权利要求2所述的超市购物智能机器人，其特征在于：所述机器人自平衡模块包括陀螺仪、设置于所述机身下部的平衡块以及用于接收陀螺仪的信号并控制所述行走驱动系统动作以保持机器人本体平衡的控制器。
4.根据权利要求3所述的超市购物智能机器人，其特征在于：还包括手持式交互器，所述手持式交互器包括用于定位用户自身位置的用户定位模块、触屏交互界面、呼唤机器人按钮以及商品扫码器。
5.根据权利要求4所述的超市购物智能机器人，其特征在于：所述超市中央服务器用于实时监控所述手持式人机交互器与机器人本体的位置信息并为机器人提供最优接近路径，并用于收集机器人避障模块传回的障碍物位置信息以更新云端地图数据。
6.根据权利要求5所述的超市购物智能机器人，其特征在于：所述的机器人避障模块包括设置于机器人本体的红外线传感器和超声波传感器，所述红外线传感器和超声波传感器实时向所述超市中央服务器发送信号。
7.根据权利要求6所述的超市购物智能机器人，其特征在于：所述机身外圆顶部设有用于对机身和行走轮的上部进行遮蔽的外壳；所述外壳与箱体对应的位置设有开口，所述箱盖铰接于所述外壳。
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