CN108454657B - 一种多功能式超市自动导购车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能式超市自动导购车，包括自动寻路车体，自动寻路车体上设有储存箱，储存箱的前侧面设有取货自动门，储存箱的顶面设有交货自动门，储存箱的前部设有与取货自动门配合的取货机械臂，储存箱的后部设有分别与取货机械臂和交货自动门配合的自动打包装置，储存箱的后侧面设有控制箱体，控制箱体上方架设有人机交互面板，控制箱体内设有中央控制器和无线通信器，中央控制器分别连接自动寻路车体、取货自动门、交货自动门、取货机械臂、自动打包装置、人机交互面板和无线通信器。与现有技术相比，本发明具有储物功能、人机交互功能、自动寻址避障功能、自动打包功能、缺货自动登记功能、大数据共享功能等。

Description

一种多功能式超市自动导购车

技术领域

本发明涉及一种导购车，尤其是涉及一种多功能式超市自动导购车。

背景技术

超市购物，特别是大型超市，对于商家而言，人力成本居高不下，需要有太多的辅助人员进行货物整理，登记，以及协助顾客等；对于顾客来说，超市太大，购物种类虽然多，但找到具体位置非常难，此外结账过程中等待时间过长也非常麻烦。

传统购物车无其他功能，只能储物，为了能进一步提升购物车的技术含量，研制一种多种功能化的购物车，最终服务于商家和消费者。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多功能式超市自动导购车，具有储物功能、人机交互功能、自动寻址避障功能、自动打包功能、缺货自动登记功能、大数据共享功能等。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多功能式超市自动导购车，该自动导购车用于自动找货物或自动购物，包括自动寻路车体，所述自动寻路车体上设有储存箱，所述储存箱的前侧面设有可自动开启的取货自动门，储存箱的顶面设有可自动开启的交货自动门，储存箱的前部设有与取货自动门配合的取货机械臂，储存箱的后部设有分别与取货机械臂和交货自动门配合的自动打包装置，储存箱的后侧面设有控制箱体，所述控制箱体上方架设有人机交互面板，控制箱体内设有中央控制器和无线通信器，所述中央控制器分别连接自动寻路车体、取货自动门、交货自动门、取货机械臂、自动打包装置、人机交互面板和无线通信器；

人机交互面板用于中央控制器接收用户的命令并向用户显示信息，中央控制器还通过无线通信器与远程中心或用户移动终端交互信息；

自动找货物时，中央控制器控制自动寻路车体寻路到货架处；

自动购物时，待自动寻路车体到货架处，取货自动门开启，取货机械臂从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱内，取货结束后，取货自动门和取货机械臂复位，自动寻路车体寻路到设定位置，待用户结账后，交货自动门开启，待用户取货后，交货自动门复位；当用户需要自动打包时，自动打包装置将折叠的购物袋张开，用于放置取货机械臂抓取的货物，自动打包装置在用户取走装有货物的购物袋后复位。

所述自动寻路车体包括车底盘、转向轮、驱动轮、避障雷达、避障摄像头和电源模块，车底盘的底面前后分别设置转向轮和驱动轮，所述驱动轮连接有驱动电机，所述避障雷达和避障摄像头均设于车底盘的前侧面上，所述储存箱设于车底盘上，所述中央控制器分别连接驱动电机、避障雷达和避障摄像头，所述电源模块为其他模块供电，避障雷达、避障摄像实现自动寻路车体的自动避障。

所述取货机械臂包括可向储存箱前方伸缩的伸缩底板、水平转台和可折叠的机械臂，所述机械臂包括多个臂杆，相邻的两个臂杆的端部分别与一转动座铰接，折叠状态下，多个臂杆折叠呈由上至下依次平行叠放的状态，最底层的臂杆的端部与水平转台的顶面铰接，所述水平转台设于伸缩底板上，所述伸缩底板设于储存箱的前部。

所述控制控制箱体上方还架设有扶手，所述人机交互面板位于扶手的前方。

所述人机交互面板包括触摸屏，所述触摸屏的顶部设有监测摄像头和话筒，所述触摸屏的一侧设有喇叭和耳机孔，所述中央控制器分别连接触摸屏、监测摄像头、话筒、喇叭和耳机孔。

所述自动打包装置包括用于由上至下依次叠放购物袋的购物袋存储底座，所述购物袋存储底座上设有用于抓取购物袋底面袋口的固定抓取件以及用于抓取购物袋顶面、可升降的活动抓取件，固定抓取件和活动抓取件同时抓取购物袋，且活动抓取件抬升，使得购物袋的袋口朝向储存箱前侧面张开。

所述控制箱体内设有收据打印机，所述收据打印机的出票口设于控制箱体的后侧面上，所述收据打印机连接中央控制器，人机交互面板显示货物信息，并且在结账时显示用于结算的二维码，在结算后收据打印机自动打印收据，并将购物清单及电子发票自动通过网络发送至用户预设邮箱。

该自动导购车的自动找货物过程为：

11）中央控制器接收人机交互界面输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤12）；

12）中央控制器通过无线通信器与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及是否有货架地址码，若无库存或无货架地址码，则人机交互界面对应显示无货或还未上架，若有库存且由货架地址码，则执行步骤13）；

13）人机交互界面显示是否自动寻物，若接收到自动寻物指令，则中央控制器控制自动寻路车体引导用户寻路到货架地址码对应的货架处。

该自动导购车的自动购物过程为：

21）中央控制器接收人机交互界面输入的信息或通过无线通信器接收用户移动终端输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤22）；

22）中央控制器通过无线通信器与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及货物是否可装载，若无库存或货物不可装载，则人机交互界面对应显示无货或请现场购物，若有库存且货物可装载，则执行步骤23）；

23）中央控制器询问货架地址码，并控制自动寻路车体寻路到货架地址码对应的货架处；

24）取货机械臂从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱内，取货结束后，自动寻路车体寻路到设定位置，等待用户取货。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、自动导购车自有动力源（电池、电驱轮），可以自行行驶到货架（控制模块导航），并且通过自动打开取货自动门，伸出取货机械臂自动完成取货，取货后收回储存箱，放置到自动打包装置上，全过程不需要顾客动手。所以，本购物车可以实现无人自动购货打包。当顾客到达现场取货时，通过支付软件支付后，自动打开箱锁，自动打开交货自动门，让顾客完成取货作业。

2、可同时提供自动找货物和自动购物的工作方式，适合不同人群使用，通用性高。

3、自动导购车同时集成有储物功能、人机交互功能、自动寻址避障功能、自动打包功能、缺货自动登记功能、大数据共享功能等，功能强大，实用性强。

4、取货机械臂采用可旋转折叠和展开的臂杆结构，折叠后体积小，可收纳与储存箱内，展开后可伸展到货架上任意位置进行抓取货物，同时，自动打包装置嵌入收纳箱内，整体结构紧凑，空间合理利用。

附图说明

图1为多功能式超市自动导购车的前视立体结构示意图；

图2为多功能式超市自动导购车的后视立体结构示意图；

图3为多功能式超市自动导购车的内部结构示意图；

图4为取货自动门打开的示意图；

图5为取货机械臂进行取货的示意图；

图6为箱锁锁紧交货自动门的示意图；

图7为箱锁开启的示意图；

图8为箱锁开启后交货自动门打开的示意图；

图9为自动打包装置中购物袋折叠状态示意图；

图10为自动打包装置中购物袋打开状态示意图；

图11为多功能式超市自动导购车整体电路连接示意图；

图12为多功能式超市自动导购车的自动找货物过程流程图；

图13为多功能式超市自动导购车的自动购物过程流程图。

图中，1、中央控制器，2、自动寻路车体，201、车底盘，202、转向轮，203、驱动轮，204、避障雷达，3、取货自动门，4、交货自动门，401、箱锁，5、取货机械臂，501、伸缩底板，502、水平转台，503、臂杆，504、转动座，6、自动打包装置，601、购物袋存储底座，602、固定抓取件，603、活动抓取件，7、人机交互面板，701、触摸屏，702、监测摄像头，703、话筒，704、喇叭，8、无线通信器，9、储存箱，10、控制箱体，11、扶手，12、出票口，13、充电口，14、转向灯，15、刹车灯。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1-图3和图11所示，一种多功能式超市自动导购车，该自动导购车用于自动找货物或自动购物，包括自动寻路车体2，自动寻路车体2上设有储存箱9，储存箱9的前侧面设有可自动开启的取货自动门3，储存箱9的顶面设有可自动开启的交货自动门4，储存箱9的前部设有与取货自动门3配合的取货机械臂5，储存箱9的后部设有分别与取货机械臂5和交货自动门4配合的自动打包装置6，储存箱9的后侧面设有控制箱体10，控制箱体10上方架设有人机交互面板7，控制箱体10内设有中央控制器1和无线通信器8，中央控制器1分别连接自动寻路车体2、取货自动门3、交货自动门4、取货机械臂5、自动打包装置6、人机交互面板7和无线通信器8。

人机交互面板7用于中央控制器1接收用户的命令并向用户显示信息，中央控制器1还通过无线通信器8与远程中心或用户移动终端交互信息。中央控制器1根据网络订单或客户现场的指令（自动找货、自动购物），发出导航指令，前往目标货架进行取货作业，并且在得到支付信息后，打开箱锁401。

自动找货物时，中央控制器1控制自动寻路车体2寻路到货架处。

自动购物时，如图4所示，待自动寻路车体2到货架处，取货自动门3向上翻起而开启，如图5所示，取货机械臂5从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱9内，取货结束后，取货自动门3和取货机械臂5复位，自动寻路车体2寻路到设定位置，待用户结账后，交货自动门4向两侧翻起而开启，待用户取货后，交货自动门4复位；当用户需要自动打包时，自动打包装置6将折叠的购物袋张开，用于放置取货机械臂5抓取的货物，自动打包装置6在用户取走装有货物的购物袋后复位。

自动寻路车体2包括车底盘201、转向轮202、驱动轮203、避障雷达204、避障摄像头和电源模块，车底盘201的底面前后分别设置转向轮202和驱动轮203，驱动轮203连接有驱动电机，避障雷达204和避障摄像头均设于车底盘201的前侧面上，储存箱9设于车底盘201上，中央控制器1分别连接驱动电机、避障雷达204和避障摄像头，电源模块为其他模块供电，电源模块连接有充电口13，充电口13设置在控制箱体10的后侧面上，避障雷达204、避障摄像实现自动寻路车体2的自动避障。车底盘201的前侧面上设有转向灯14，车底盘201的后侧面上设有转向灯14和刹车灯15。

取货机械臂5包括可向储存箱9前方伸缩的伸缩底板6、水平转台502和可折叠的机械臂，机械臂包括多个臂杆503，相邻的两个臂杆503的端部分别与一转动座504铰接，折叠状态下，多个臂杆503折叠呈由上至下依次平行叠放的状态，最底层的臂杆503的端部与水平转台502的顶面铰接，水平转台502设于伸缩底板6上，伸缩底板6设于储存箱9的前部，中央控制器1分别连接伸缩底板6对应的伸缩电机、水平转台502以及驱动机械臂折叠和张开角度的电机。

控制控制箱体10上方还架设有扶手11，人机交互面板7位于扶手11的前方，在自动找货物的时候，用户可手扶扶手11，由自动导购车引导到相应货物位置。

人机交互面板7包括触摸屏701，触摸屏701的顶部设有监测摄像头702和话筒703，触摸屏701的一侧设有喇叭704和耳机孔，中央控制器1分别连接触摸屏701、监测摄像头702、话筒703、喇叭704和耳机孔。

控制箱体10内设有收据打印机，收据打印机的出票口12设于控制箱体10的后侧面上，收据打印机连接中央控制器1，人机交互面板7显示相关货物信息，并且在结账时显示用于结算的二维码，可以实现微信、支付宝等软件的结算，在结算后收据打印机自动打印收据、根据需求打包并打开箱锁401，并将购物清单及电子发票自动通过网络发送至用户预设邮箱。

如图9和图10所示，自动打包装置6包括用于由上至下依次叠放购物袋的购物袋存储底座601，购物袋存储底座601上设有用于抓取购物袋底面袋口的固定抓取件602以及用于抓取购物袋顶面、可升降的活动抓取件603，图9中，平时购物袋A由固定抓取件602固定，活动抓取件603保持紧贴购物袋存储底座601，当检测到客户的订单需要打包，图10中，固定抓取件602和活动抓取件603同时抓取购物袋，且活动抓取件603抬升，使得购物袋B的袋口朝向储存箱9前侧面张开，取货机械臂5将货物取回后装入打开的购物袋B中。固定抓取件602可采用压板结构，活动抓取件603可采用真空吸盘结构等。

交货自动门4上设置箱锁401，箱锁401采用旋转式挡块结构，箱锁401锁紧交货自动门4的状态如图6所示，箱锁401的挡块挡住交货自动门4的两个门板，箱锁401旋转90度开启的状态如图7所示，交货自动门4的两个门板对开状态如图8所示。

如图12所示，该自动导购车的自动找货物过程为：

11）中央控制器1接收人机交互界面输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤12）；

12）中央控制器1通过无线通信器8与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及是否有货架地址码，若无库存或无货架地址码，则人机交互界面对应显示无货或还未上架，若有库存且由货架地址码，则执行步骤13）；

13）人机交互界面显示是否自动寻物，若接收到自动寻物指令，则中央控制器1控制自动寻路车体2引导用户寻路到货架地址码对应的货架处。

如图13所示，该自动导购车的自动购物过程为：

21）中央控制器1接收人机交互界面输入的信息或通过无线通信器8接收用户移动终端输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤22）；

22）中央控制器1通过无线通信器8与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及货物是否可装载，若无库存或货物不可装载，则人机交互界面对应显示无货或请现场购物，若有库存且货物可装载，则执行步骤23）；

23）中央控制器1询问货架地址码，并控制自动寻路车体2寻路到货架地址码对应的货架处；

24）取货机械臂5从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱9内，取货结束后，自动寻路车体2寻路到设定位置，等待用户取货。

综上，本发明自动导购车具有以下功能：

（1）设置带有取货自动门3和交货自动门4的储存箱9，有储物功能，且交货自动门4带有箱锁401，可以上锁，只能在购物后（也就是结账后），锁可以使用。

（2）人机交互面板7有对话功能和触摸屏701功能，通过这两种方式与顾客进行交流。

（3）自动寻路车体2有寻址和避障功能，寻址就是找到货物位置，避障就是躲避障碍物。

为了能进一步的增加避障的可行性分为人工避障和自动避障。

人工→手推的模式，人们根据地图或语音提示，自己推车到地点；

自动→遇到障碍物可停可避。

（4）为了能让顾客更加详细的了解意向商品的具体信息，触摸屏701的屏幕可播放该商品的广告，同时声音可通过耳机播放，以避免影响到其他顾客。通过这种方式，从另外一个角度上讲，也就容纳了所有物品的广告，商家非常喜欢，而且也迎合了不同顾客的个体爱好，通用性强。

（5）人机交互面板7和中央处理器配合，具有买单功能。用户可通过扫描物品二维码的方式进行价格核算，最终形成一个总价，并在触摸屏701的屏幕上出现付款码，然后用户通过手机中的支付宝或者微信或者移动支付等方式支付。

需要说明的是，这种购物买单功能只能适用于人们可以快速结束购物过程且所购买物品体积不大等。当然用户也可以通过人工通道买单。

（6）设置自动打包装置6，具有自动打包功能（用户可选）

如果人们想环保，则选择人工打包，如果人们想快速，则选择自动打包，但需要付费。

（7）缺货自动登记功能

传统超市中，如果出现了缺货，则需要人工录入，超市如果很大的话，这种人工录入就显得十分慢。

自动找货物和自动购物流程图中步骤“是否有货，若无，则发送无货信息”可实现缺货自动登记功能。

（8）有大数据共享功能

通过无线通信器8的WiFi模式等，将用户选择的商品数量、种类等相关信息传输到远程中心，远程中心则可以第一时间知道超市内部商品的用户喜爱程度。

（9）自动购物功能

通过扫描二维码扫描和下载手机APP的方式实现购物车与用户之间的“沟通”。

具体流程：用户通过手机APP选择自己想要购买的物品，下订单，购物车选择是否符合自动购物的范围，如果属于，则可以下单，然后机器自行取货（自动从货架或者仓库中取得），放置于服务台（或某个固定位置），完成后，发送购物二维码给用户，用户凭借这个二维码直接到服务台拿货，非常便捷。当然，这个购物码24h有效。如果用户最终放弃不要了，也不需要去现场，只要超时或者选择放弃购物，则钱自动退还。

这种方式的优势在于，用户可直接到超市的固定位置拿自己的货物，非常快速的完成了购物过程，特别是适合于现代快速的工作族。

Claims (9)

1.一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，该自动导购车用于自动找货物或自动购物，包括自动寻路车体，所述自动寻路车体上设有储存箱，所述储存箱的前侧面设有可自动开启的取货自动门，储存箱的顶面设有可自动开启的交货自动门，储存箱的前部设有与取货自动门配合的取货机械臂，储存箱的后部设有分别与取货机械臂和交货自动门配合的自动打包装置，储存箱的后侧面设有控制箱体，所述控制箱体上方架设有人机交互面板，控制箱体内设有中央控制器和无线通信器，所述中央控制器分别连接自动寻路车体、取货自动门、交货自动门、取货机械臂、自动打包装置、人机交互面板和无线通信器；

人机交互面板用于中央控制器接收用户的命令并向用户显示信息，中央控制器还通过无线通信器与远程中心或用户移动终端交互信息；

自动找货物时，中央控制器控制自动寻路车体寻路到货架处；

自动购物时，待自动寻路车体到货架处，取货自动门开启，取货机械臂从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱内，取货结束后，取货自动门和取货机械臂复位，自动寻路车体寻路到设定位置，待用户结账后，交货自动门开启，待用户取货后，交货自动门复位；当用户需要自动打包时，自动打包装置将折叠的购物袋张开，用于放置取货机械臂抓取的货物，自动打包装置在用户取走装有货物的购物袋后复位。

2.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述自动寻路车体包括车底盘、转向轮、驱动轮、避障雷达、避障摄像头和电源模块，车底盘的底面前后分别设置转向轮和驱动轮，所述驱动轮连接有驱动电机，所述避障雷达和避障摄像头均设于车底盘的前侧面上，所述储存箱设于车底盘上，所述中央控制器分别连接驱动电机、避障雷达和避障摄像头，所述电源模块为其他模块供电，避障雷达、避障摄像头实现自动寻路车体的自动避障。

3.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述取货机械臂包括可向储存箱前方伸缩的伸缩底板、水平转台和可折叠的机械臂，所述机械臂包括多个臂杆，相邻的两个臂杆的端部分别与一转动座铰接，折叠状态下，多个臂杆折叠呈由上至下依次平行叠放的状态，最底层的臂杆的端部与水平转台的顶面铰接，所述水平转台设于伸缩底板上，所述伸缩底板设于储存箱的前部。

4.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述控制箱体上方还架设有扶手，所述人机交互面板位于扶手的前方。

5.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述人机交互面板包括触摸屏，所述触摸屏的顶部设有监测摄像头和话筒，所述触摸屏的一侧设有喇叭和耳机孔，所述中央控制器分别连接触摸屏、监测摄像头、话筒、喇叭和耳机孔。

6.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述自动打包装置包括用于由上至下依次叠放购物袋的购物袋存储底座，所述购物袋存储底座上设有用于抓取购物袋底面袋口的固定抓取件以及用于抓取购物袋顶面、可升降的活动抓取件，固定抓取件和活动抓取件同时抓取购物袋，且活动抓取件抬升，使得购物袋的袋口朝向储存箱前侧面张开。

7.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，所述控制箱体内设有收据打印机，所述收据打印机的出票口设于控制箱体的后侧面上，所述收据打印机连接中央控制器，人机交互面板显示货物信息，并且在结账时显示用于结算的二维码，在结算后收据打印机自动打印收据，并将购物清单及电子发票自动通过网络发送至用户预设邮箱。

8.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，该自动导购车的自动找货物过程为：

11）中央控制器接收人机交互界面输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤12）；

12）中央控制器通过无线通信器与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及是否有货架地址码，若无库存或无货架地址码，则人机交互界面对应显示无货或还未上架，若有库存且由货架地址码，则执行步骤13）；

13）人机交互界面显示是否自动寻物，若接收到自动寻物指令，则中央控制器控制自动寻路车体引导用户寻路到货架地址码对应的货架处。

9.根据权利要求1所述的一种多功能式超市自动导购车，其特征在于，该自动导购车的自动购物过程为：

21）中央控制器接收人机交互界面输入的信息或通过无线通信器接收用户移动终端输入的信息，当接收到找物指令则执行步骤22）；

22）中央控制器通过无线通信器与远程中心的货物信息库交互信息，查询找物指令中的指定货物是否有库存以及货物是否可装载，若无库存或货物不可装载，则人机交互界面对应显示无货或请现场购物，若有库存且货物可装载，则执行步骤23）；

23）中央控制器询问货架地址码，并控制自动寻路车体寻路到货架地址码对应的货架处；

24）取货机械臂从货架处抓取用户指定的货物并放置到储存箱内，取货结束后，自动寻路车体寻路到设定位置，等待用户取货。

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