CN108557365A - 无人店铺自动售货系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人店铺自动售货系统，解决了无人商店对顾客信用的高要求问题，延长了店铺的营业时间，提高了购物体验，其技术方案要点是，包括货架，用于放置货物；服务器，用于各个模块和装置之间的指令和数据传输和数据处理；交互组件，用于用户接入到服务器；位移机构，在接收到取货指令后用于从货架上取拿目标物品至出货窗；出货窗，用于接收位移机构运送的目标物品，并供用户取出；所述墙体封闭围合货架。

Description

无人店铺自动售货系统

技术领域

本发明涉及无人商店的购物系统，具体为一种无人店铺自动售货系统。

背景技术

目前，无人超市概念较为火热，目的是让用户进入店铺进行自由的购物，但是市场上依旧以有人值守的店铺为主，尤其是各大二三线城市的快捷商店，往往还是需要专门安排店员进行时时看管，同时负责收银和提供一定的服务。而对于无人超市巨大的硬件成本，小商铺的店主是无法接受这种巨大的投入，更由于无人超市对顾客信用的高要求，导致无人值守店铺推行较难。

而有人值守店铺一般难以实现24小时都有店员的情况，尤其是药店等一旦经营时间达到，则会进入到关闭状态，用户就不能再进入购物，导致夜间突发情况时需要用药难以购买，比如急性腹泻，用户难以在夜间购买到适用的药物。店铺都关门了，只能去大医院挂急诊或者熬夜，然后第二天大早去购买药物，很少有药店能够通宵营业；还有一部分24小时营业的商店，需要夜间有人值守，而夜间的销售额可能不足以支撑此时间段的营业成本。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种无人店铺自动售货系统，用户通过交互组件选择要购买的物品，服务器控制位移机构将目标物品拿取并交给用户，用户无需进店即可获得所需的目标物品，无需提高用户的信用门槛，同时有效的延长了购物时间，为店主的经营时间提供了便利。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种无人店铺自动售货系统，包括服务器、交互组件、货架、出货窗、位移机构和墙体，

货架，用于放置货物；

服务器，用于各个模块和装置之间的指令和数据传输和数据处理；

交互组件，用于用户接入到服务器，然后将店铺内在售的货物中供用户进行购买目标物品，同时服务器生成取货指令；

位移机构，耦接服务器，在接收到取货指令后用于从货架上取拿目标物品至出货窗；

出货窗，用于接收位移机构运送的目标物品，并供用户取出；

所述墙体封闭围合货架，位移机构位于墙体内部，墙体表面设有用于用户进出的启闭门，所述出货窗位于启闭门/墙体上。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的无人店铺自动售货系统， 具有如下有益效果：

一、采用本发明的无人店铺自动售货系统，由于是封闭式墙体，就像大号的自动售货机，用户不需进入店内而通过交互组件和出货窗完成购物，因此对顾客的信用值无要求；

二、当店主有急事需要关门时，或者夜间关门时，可以启用本发明的无人店铺自动售货系统，有效的延长了购物时间，降低了人力成本；当然在正常营业时，也可以启用本发明的无人店铺自动售货系统，以对顾客进行分流，降低店主的劳动强度，同时提高客户的购物效率和购物体验。

本发明中的交互组件，可以分成以下两种形式：

交互组件方式一：服务器还外接有数据存储模块，数据存储模块用于录入和存储货物的识别码、位置数据和产品数据；交互组件为包含跳转链接的图形码，图形码用于用户通过手机扫描图形码访问服务器读取货物的产品数据。

图形码可以是二维码、条形码等其他包含有链接的图形，用户可以通过手机、平板等智能设备扫码对链接进行识别，通过手机app扫码访问网页进行货物的选择和查看。也可以通过手机端微信跳转小程序等进行选择和查看。用户的查看、选择均可以通过手机、平板电脑等进行操作，极大的压缩整个硬件成本。

交互组件方式二：服务器连接有数据存储模块，数据存储模块用于录入和存储货物的识别码、位置数据和产品数据；交互组件包括显示模块和选择模块；

显示模块，耦接服务器，用于通过服务器读取货物的产品数据并展示；

选择模块，耦接服务器，用于用户在货物中选择要购买的目标物品。选择模块可以是机械按键，以1、2、3……表示用于用户进行选择；也可以是通过电容式的触摸显示屏，用户直接在显示屏上进行选择和操作。

优选的，无人店铺自动售货系统还包括云端，所述云端耦接多个无人店铺自动售货系统的服务器，云端用于控制、收集和统计各个无人店铺自动售货系统内的数据。接入云端后，可以对数据进行整合，用户接入后也可以为用户提供更好的引导，若店铺内用户要购买的物品售完时，可以自动为用户显示附近该物品未售完其他店铺。

优选的，位移机构包括接收器、引导轨道、运动装置和取拿装置；

引导轨道，用于限制位移机构内运动装置的移动范围，引导轨道分布的位置与货架相对应；引导轨道可以是实体轨道；也可以无实体，如激光引导的路径，或者是以GPS设定的物理坐标进行移动。

接收器，耦接服务器，用于同服务器之间数据和信号的互相传输；

运动装置，耦接接收器，用于接收选择模块获取的位置数据，并根据位置数据生成位移指令和取拿指令，位移指令根据位置数据控制所述运动装置于引导轨道内产生位移，使取拿装置对准货架上的目标物品；之后，将取拿指令发送至所述服务器；

取拿装置，耦接接收器，用于接收运动装置生成的取拿指令，并根据取拿指令控制取拿装置取出放于货架上的目标物品移至出货窗，供消费者通过所述出货窗拿取购买的目标物品。

优选的，所述运动装置为自动引导车，所述引导轨道为坐标轨道、电磁轨道、磁带轨道、光学轨道、激光轨道或GPS轨道中的任意一个。

优选的，所述取拿装置为机械臂，所述机械臂固定于自动引导车顶部。

优选的，所述的位移机构设有摄像头，摄像头耦接服务器，用于向服务器传输图像信息；所述的自动售货系统还包括图像处理模块，图像处理模块耦接服务器，图像处理模块用于对读取并处理图像信息。在本发明中，摄像头的目的可以有两个：

摄像头功能1：通过摄像头采取图像信息，并在该图像信息内筛选得到目标物品，即运动装置仅移动到一个大致的位置，需要摄像头在一堆凌乱的货物中，通过图像进行智能识别，将目标物品从这堆货物中识别出来，并通过图像信息进行空间位置的识别，控制机械臂将该目标物品取出。（摄像头这一点的识别功能类似于图像的采集和识别，类似于机动车车牌的识别，在数据库内存储物品的图形数据，通过采集得到的图形与图形数据进行对比，找到目标物品）

摄像头功能2：用于预先判断机械臂抓取的目标物品是否为用户选择的目标物品，功能与上述摄像头功能1类似，但是主要目的在于校对，即位移机构中的机械臂是已经到达较为精确的位置，通过摄像头再识别一次目标物品，避免取错物品。

优选的，所述的货架设有推送装置，推送装置用于推送码垛的商品至货架上供位移机构下一次取货。

附图说明

图1为本发明无人店铺自动售货系统的示意图；

图2为本发明中出货窗的结构示意图；

图3为实施例1中货架、导轨和位移机构的结构示意图；

图4为实施例1中位移机构的结构示意图；

图5为实施例1中引导导轨与货架的分布示意图；

图6为实施例1和2中无人店铺自动售货系统的连接简图；

图7为实施例1中无人店铺自动售货系统的连接示意图（详细）；

图8为实施例1中验货模块和回收装置的结构示意图；

图9为实施例1中出货装置的结构示意图；

图10为实施例1中货架和目标物品的结构示意图；

图11为实施例1中无人店铺自动售货系统的流程图；

图12为实施例2中货架、导轨和位移机构的结构示意图；

图13为实施例2中位移机构的结构示意图。

附图标记：1、位移机构；10、取拿装置/机械臂；11、伸缩装置；12、升降装置；13、摄像头；14、运动装置/AGV小车/自动引导车；2、引导轨道；3、货架；30、固定槽；31、检测器；4、出货窗；40、触摸显示屏；41、出货装置；410、回收板；411、回收桶；42、发声装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

图6中无人店铺自动售货系统的连接简图用于解释被概括后的权利要求的保护范围，图6经过细化后则是图7所示。

实施例1：

如图1至10所示的无人店铺自动售货系统，总共分为三部分，货架部分、位移机构部分和出货窗4部分。

货架部分，主要包括引导轨道2、货架3和货物，在本实施例中货物统一采用相同的外壳包装，外壳采用以塑料外壳为主的硬包装，外壳整体呈圆柱状，如图10所示，统一摆放在货架3上，货物外包装规格统一，有个好处就是位移机构在夹取货物时，夹持的方式可以统一，避免货物形状造成位移机构夹持易脱落的现象。

而货架3则是在表面开设固定槽30，固定槽30呈矩阵状排列，且每个固定槽30的槽底均设置有检测器31，检测器31采用光电接近开关，当固定槽30内放置有货物时，则货物底部会遮挡检测器31，触发检测器31，使得检测器31得到信号：该检测器31对应的固定槽30内放置有货物。货架3的固定槽30均可以对其进行编号，以放置对应的货物。

如图5所示，引导导轨2分布至每个货架3前，使得位移机构1可以每个货架3固定槽30中的货物夹取到。

位移机构部分，如图4所示，本实施例中的位移机构包括接收器、运动装置14、升降装置12、伸缩装置11和取拿装置10。运动装置14本实施例中运动装置14采用AGV小车（自动引导车），运动装置14可以带动位移机构1沿着引导导轨2进行移动，使得位移机构1可以达到各个货架3前。

取拿装置10本实施例中采用了机械夹爪，夹爪内部为弧形槽，与圆柱状的货物外壳相对应，通过夹持将目标物品拿起。

升降装置12则可以实现取拿装置10所在的水平高度的调节；伸缩装置11则是用于实现取拿装置10的前后伸缩，使得取拿装置10可以靠近目标物品，最后通过取拿装置10以夹取的方式将目标物品夹持起来，再进行移动。

如图2所示，出货窗4部分则是一个窗口，窗口后方为类似于自动贩售机的装置，出货窗4可见的部分（即用户可以直观的看到观察到的）包括触摸显示器40、出货装置41和发声装置42。

如图7所示，出货窗4还包括服务器、收费模块、到款检测模块、扫码装置、出货装置、回收装置、验货模块和数据存储模块。

货物的外包装上设有条形码，与普通货物的条形码相同，条形码用来对应识别码，而识别码则是能够在网上找到对应的货物信息（如大型的购物网站等均可以通过扫描条形码，在该购物平台上找到）。

数据存储模块用于录入并存储产品数据（如条形码货物对应的成分含量、售价、生产商、生产日期等基本资料，这些均需要店主或管理员将数据进行录入），同时将该货物对应的位置数据（货物摆放在货架3编号和固定槽30的编号）也录入到数据存储模块内。

服务器，用于数据存储模块、显示模块、选择模块、出货模块和位移机构1的接收器之间的数据接收和发送，同时负责一些指令的产生和转化。

出货装置41用于目标物品移出至用户，如图9所示，本实施例中的出货装置41是一个圆柱形的壳状结构，外壳内侧开设有开口，通过出货装置41的旋转，对开口朝向进行控制，朝外时用户就可以从开口中将货物取出。

出货装置41底部还设有检测器，检测器可以对出货装置41的货物进行监测，判断用户是否已经拿走货物，此处检测器同样采用光电接近开关。

回收装置用于将验货后的目标物品收回，如图8所示，回收装置包括回收板410，回收板410位于出货装置41的底板上，通过打开回收板410即可使得出货装置41内的货物下落，回收板410下方为回收桶411，回收桶411用来放置回收的货物，付款不对、长时间未付款或者复检识别码与用户选择的不对，则都会造成货物回收。

验货模块包括扫码装置、管道420和回拨机构422。

目标物品由管道420的一端放入，管道420倾斜设置，目标物品于管道420内滚动，管道420的末端对准出货装置41的开口。

多个扫码装置421设置于管道420外侧，扫码装置421朝向管道内照射，扫码装置421的数量和照射角度，可以根据实际需要进行增减，使得目标物品在管道420滑动时，可以尽快的照射到货物表面的条形码得到信息。

管道420外侧还设有回拨机构422，当货物在管道420内移动时，一直未扫描到条形码，则通过回拨机构422将目标物品重新拨回到入口处，进行滚动，直到条形码扫到为止，回拨机构422带有拨块423，拨块423位于管道420内并对货物进行拨动，若是扫描得到条形码，则拨块423向外侧旋转并放下，不再对货物进行阻挡和回拨（如图8中虚线所示）。

本实施例中的无人店铺自动售货系统使用过程如下：

0)准备：将货物的识别码、产品数据、价格、货架3位置和固定槽30编号等统一录入到数据存储模块内。

1)唤醒：通过用户触摸显示屏40，使得系统开始运行；服务器于数据存储模块内调取所有货物的数据，并在显示屏40上显示多个不同货物的图片及信息，用户在显示屏40上选择并确认目标物品。

2)检测器31核对：目标物品所在的货架3上的检测器31对固定槽30内的目标物品进行检测，选择其中一个放置有目标物品的固定槽30的物理位置数据，发送至服务器。

3)位置数据传输：服务器将位置数据转发至位移机构的接收器。

4)位移机构移动：运动装置14沿着引导导轨2移动至目标物品所在的货架3。

5)夹爪移动：机械臂带动夹爪10进行空间移动，对准固定槽30内的目标物品。

6)夹爪夹取：夹爪10夹持，将目标物品取出，并移动至出货窗4后方，将目标物品投入管道420内。

7)获取复检识别码：目标物品进入管道420内并滚动，扫码装置421扫描货物条形码，若扫码装置421没扫到条形码，则回拨机构422的拨块423由下至上将目标物品拨回至管道420入口处，使得货物在管道420内往复滚动，直至扫到码拨块423才翻转退出管道420，使货物可以从管道420出口滚出至出货装置41上，扫码装置421获得复检识别码。

8)识别码校对：根据扫码得到的复检识别码和用户选择的目标识别码进行对比，若相同则表示拿到的货物是客户选择的货物跳转至步骤9，若不相同则货架3上摆放的货物有错误跳转至步骤3，同时对错误的货物进行回收处理，回收处理流程如下：回收板410下方打开，使得目标物品向下掉落至回收桶411内。

9)付款：收费模块以收款二维码弹出在显示屏40上，供用户进行扫码付款，用户可以通过微信、支付宝等app手机端进行扫码付款。

10)到款核对：若长时间不到款，或到款数额不对，则对货物进行回收处理，回收处理在步骤8中已经阐述，此处不再赘述；若到款数额正确，则跳转至步骤11，进行出货。

11)出货：出货装置41旋转，将开口朝外供用户取拿，一定时间内货物拿走，检测器无法检测到货物则出货装置41转回，完成交易。若用户长时间未取拿货物，底部的检测器则会使出货装置41复位并将货物回收，然后进行退款。

实施例2：

本实施例中，位移机构采用吊臂的形式，即引导轨道2为实体轨道，运动装置14带着机械臂10进行移动，机械臂10下垂进行抓取动作。

实施例1和实施例2各有各自的优点：

实施例1的优点在于，引导轨道2可以调节的更为灵活，即引导轨道2可以采用激光、GPS等虚拟路径轨道，可以大幅压缩成本，同时轨道可以根据货架进行实时更新，调节方便。

实施例2的优点在于，轨道2铺设在天花板上，即使店铺内有人在购物，也不会影响消费者购物，不会碰触消费者，其次轨道位置更为准确，定位更准。

以上所述使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人店铺自动售货系统，其特征在于：包括服务器、交互组件、货架（3）、出货窗（4）、位移机构（1）和墙体，

货架（3），用于放置商品；

服务器，用于各个模块和装置之间的指令和数据的传输和数据处理；

交互组件，用于用户接入到服务器，将店铺内在售的商品信息呈献出来供用户选择和购买，用户购买商品后服务器生成取货指令并发送给位移机构（1）；

位移机构（1），耦接服务器，在接收到取货指令后用于从货架（3）上取拿目标物品并运送至出货窗（4）；

出货窗（4），用于接收位移机构（1）运送的目标物品，并供用户取出；

所述墙体封闭围合货架（3），位移机构（1）位于墙体内部，墙体表面设有用于用户进出的启闭门，所述出货窗（4）位于启闭门或墙体上。

2.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：服务器还外接有数据存储模块，数据存储模块用于录入和存储商品的识别码、位置数据和产品数据；交互组件为包含跳转链接的图形码，图形码用于用户通过手机扫描图形码访问服务器以读取商品的产品数据，进而进行商品的选择和购买。

3.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：服务器连接有数据存储模块，数据存储模块用于录入和存储商品的识别码、位置数据和产品数据；交互组件包括显示模块和选择模块；

显示模块，耦接服务器，用于通过服务器读取商品的产品数据并展示；

选择模块，耦接服务器，用于用户在商品中选择要购买的目标物品。

4.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：还包括云端，所述云端耦接一个或多个无人店铺自动售货系统的服务器，云端用于控制、收集和统计各个无人店铺自动售货系统内的数据。

5.根据权利要求2或3所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：位移机构（1）包括接收器、引导轨道（2）、运动装置（14）和取拿装置（10）；

引导轨道（2），用于限制位移机构（1）内运动装置（14）的移动范围，引导轨道（2）分布的位置与货架（3）相对应；

接收器，耦接服务器，用于同服务器之间数据和信号的互相传输；

运动装置（14），耦接接收器，用于接收选择模块获取的被选定目标物品的位置数据，并根据位置数据生成位移指令和取拿指令，位移指令根据位置数据控制所述运动装置（14）于引导轨道（2）内产生位移，使取拿装置（10）对准货架（3）上的目标物品；之后，将取拿指令发送至所述服务器；

取拿装置（10），耦接接收器，用于接收运动装置（14）生成的取拿指令，并根据取拿指令控制取拿装置（10）取出放于货架（3）上的目标物品移至出货窗（4），供消费者通过所述出货窗（4）拿取购买的目标物品。

6.根据权利要求5所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：所述运动装置（14）为自动引导车，所述引导轨道（2）为坐标轨道、电磁轨道、磁带轨道、光学轨道、激光轨道或GPS轨道中的任意一个。

7.根据权利要求6所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：所述取拿装置（10）为机械臂，所述机械臂固定于自动引导车上。

8.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：所述的位移机构（1）设有摄像头（13），摄像头（13）耦接服务器，用于向服务器传输图像信息；所述的自动售货系统还包括图像处理模块，图像处理模块耦接服务器，图像处理模块用于对读取并处理图像信息，用于控制机械臂于视野内多种商品内通过图形识别准确拿取货架（3）上的目标物品。

9.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：所述的位移机构（1）设有摄像头（13），摄像头（13）耦接服务器，用于向服务器传输图像信息；所述的自动售货系统还包括图像处理模块，图像处理模块耦接服务器，图像处理模块用于对读取并处理图像信息，用于预先判断机械臂抓取的目标物品是否为用户选择的目标物品。

10.根据权利要求1所述的无人店铺自动售货系统，其特征在于：所述的货架（3）设有推送装置，推送装置用于推送码垛的商品至货架（3）上供位移机构（1）下一次取货。