CN108681946A - 吊臂式无人值守商店购物系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊臂式无人值守商店购物系统，包括货架、自动出货窗、轨道以及吊臂，自动出货窗设置于店铺外墙面上，轨道铺设于店铺天花板，吊臂包括接收器、位移模块以及取拿装置；自动出货窗包括数据存储模块、服务器、显示模块、选择模块以及出货模块。用户通过选择模块选择要购买的物品，服务器控制吊臂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，有效的延长了购物时间，同时为店主的经营时间提供了便利。

Description

吊臂式无人值守商店购物系统

技术领域

本发明涉及无人商店的购物系统，具体为一种吊臂式无人值守商店购物系统。

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之下，小商铺的店主是无法接受这种巨大的投入，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。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种吊臂式无人值守商店购物系统，用户通过选择模块选择要购买的物品，服务器控制吊臂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，有效的延长了购物时间，同时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：一种吊臂式无人值守商店购物系统，包括货架、自动出货窗、轨道以及吊臂，货架上放置有多个供用户选择的目标物品，所述自动出货窗设置于店铺外墙面上，轨道铺设于店铺天花板，轨道分布的位置与货架相对应，吊臂包括接收器、位移模块以及取拿装置；自动出货窗包括数据存储模块、服务器、显示模块、选择模块以及出货模块，

数据存储模块，用于录入和存储货物的货号、位置数据和产品数据；

服务器，耦接数据存储模块，用于云端读取所述数据存储模块的货物的相关信息，并同时协调控制系统内各个模块的工作状态；

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，用于响应用户于货物内筛选目标物品生成购物信息，并将购物信息发送至服务器，服务器收到购物信息后获取目标物品的位置数据发送至接收器；

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；

位移模块，耦接服务器，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位移模块产生位移，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，耦接所述服务器，用于接收位移模块生成的取拿指令，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模块，供用户通过所述出货模块拿取购买的目标物品。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的吊臂式无人值守商店购物系统， 具有如下有益效果：

一、采用本发明的吊臂式无人值守商店购物系统，用户通过选择模块将目标物品选择，通过服务器将操作指令和位置数据发送给吊臂的接收器，位移模块接收位置数据控制取拿装置对准目标物品，吊臂将目标物品夹取并通过位置模块移动并交给用户目标物品，用户无需进店即可获得所需的目标物品，仅需要加入适当的费用监管即可完成用户的自主购物需求。

二、当店主有急事需要关门时，或者夜间关门时，用户可以通过自动出货窗进行购物，有效的延长了购物时间，同时为店主的经营时间提供了便利。

用户在选择模块由货物内选择目标物品时生成目标货号，优选货物带有包含货号的图形码，自动出货窗还设有用于读取图形码的验货模块，验货模块耦接服务器，所述验货模块用于识别图形码并生成复检货号并发送至服务器，服务器核对复检货号和目标货号；

若复检货号和目标货号相同时，服务器产生出货指令并发送至出货模块，出货模块接收出货指令后将目标物品交付至用户；若复检货号和目标货号不同时，服务器产生回收指令并发送至出货模块，出货模块接收回收指令后将目标物品收回。

通过增设上述验货模块，以扫码识别的方式对目标物品进行检查，确定吊臂夹取出来的物品是否为用户想购买的哪一款货物，避免吊臂取错货物。

优选所述出货模块包括出货装置和回收装置，出货装置用于目标物品移出至用户，现有的出货装置有多种，可参考自动贩售机的出货窗口，本发明中采用的一种旋转式的出货窗口装置，即复检货号正确则货物从该旋转式的出货窗口转出，供用户拿取。回收装置用于将验货后的目标物品收回，本发明中回收装置可以有多种形式，如将吊臂移动至回收区域，将回收的目标物品统一放置在回收区域内，或者在旋转式的出货装置下方增加翻折板，通过下翻翻折板的方式将目标物品落下至店铺内，能够达到上述目的的机械结构有多种，因此不再此处一一列举。

优选的，自动出货窗还包括收费模组，产品数据包含有收费信息，当复检货号和产品数据的货号相同时，服务器将收费信息发送至显示模块，显示模块显示收费信息，收费模组包括收费模块和到款检测模块；

收费模块，用于向用户形成供其付款的收费界面，包括电子收费形式（如收款码、付款码等形式），也可以采用实体币收取硬币或纸币等，也可以采用刷卡等形式实现收费；

到款检测模块，用于核对用户付款情况，若到款数额正确则出货装置活动目标物品移出至用户；若到款数额不正确则回收装置活动将目标物品收回。

通过上述收费模组，对到款情况进行检查，一旦到款则允许出货装置将目标物品放出给付款的用户。

优选的，所述自动出货窗包括触摸显示屏，所述收费模块、选择模块、显示模块均位于触摸显示屏上，通过触摸显示屏完成多个模块的功能，触摸显示屏优选电容式触摸显示屏，收费模块以二维码的形式显示在显示屏上。

若显示屏无触摸选择功能，则将选择功能以机械按键的形式供用户进行选择控制。

优选的，所述位移模块包括移动装置、升降装置和伸缩装置；移动装置设置于导轨内，升降装置连接于移动装置下方，伸缩装置固定于升降装置上；

-移动装置，用于带动升降装置沿着导轨进行移动，到达目标物品所在的货架，该移动装置和导轨类似于专利号201610649913.5公开的监控装置；

-升降装置，用于带动伸缩装置于水平高度内进行升降；

-伸缩装置，用于控制取拿装置进行前进和后退以对准目标物品。

优选的，本发明中采用六轴机械臂取代升降装置和伸缩装置，六轴机械臂具有三维空间内任意移动的特性，因此更容易控制、对准空间位置。

在本发明中，为了更好的便于机械臂对准货架上的目标物品，使得目标物品可以按照预先设定好的位置等待机械臂的取拿装置夹取，因此在货架上增设固定槽，同时将目标物品的外包装进行统一整合，使得其外包装统一采用相同的外形和尺寸（不同的产品也采用相同的外形，仅有外包装上涂刷的图案不同），这样仅需要机械臂的取拿装置进行统一的夹取设置即可将目标物品进行拿取，或者采用吸盘等负压的方式将货物吸取，还或者是电磁铁吸附铁外壳的方式进行拿取。

上述固定槽内还设有检测器，通过检测器对固定槽内的货物进行监测，判断固定槽内是否留有货物，那服务器的控制机械臂的夹取装置对含有货物的准固定槽进行夹取，若同一商品的所有检测器均未检测到货物，则表示该种商品已售完，检测器为光电接近开关。

附图说明

图1为本发明吊臂式无人值守商店购物系统实施例的示意图；

图2为本实施例中自动出货窗的结构示意图；

图3为实施例中货架、导轨和吊臂的结构示意图；

图4为实施例中吊臂的结构示意图；

图5为实施例中导轨与货架的分布示意图；

图6为实施例中吊臂式无人值守商店购物系统的连接简图；

图7为实施例中吊臂式无人值守商店购物系统的连接示意图（详细）；

图8为实施例中验货模块和回收装置的结构示意图；

图9为实施例中出货装置的结构示意图；

图10为实施例中货架和目标物品的结构示意图；

图11为实施例中吊臂式无人值守商店购物系统的流程图。

附图标记：1、吊臂；10、取拿装置；11、伸缩装置；12、升降装置；13、摄像头；14、移动装置；2、轨道；3、货架；30、固定槽；31、检测器；4、自动出货窗；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中吊臂式无人值守商店购物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。

如图1至10所示的吊臂式无人值守商店购物系统，总共分为三部分，货架部分、吊臂部分和自动出货窗4部分。

货架部分，主要包括轨道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，有个好处就是吊臂在夹取货物时，夹持的方式可以统一，避免货物形状造成吊臂夹持易脱落的现象。

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，导轨2分布至每个货架3前，使得吊臂1可以每个货架3固定槽30中的货物夹取到。

吊臂部分，如图4所示，本实施例中的吊臂包括接收器、移动装置14、升降装置12、伸缩装置11和取拿装置10。移动装置14设置在导轨2内部，移动装置14可以带动吊臂1沿着导轨2进行移动，使得吊臂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，自动出货窗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，自动出货窗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，自动出货窗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，条形码用来对应货号，而货号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、出货模块和吊臂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货号与用户选择的不对，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）。

本实施例中的吊臂式无人值守商店购物系统使用过程如下：

0)准备：将货物的货号、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吊臂的接收器。

4)吊臂移动：移动装置14沿着导轨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，并移动至自动出货窗4后方，将目标物品投入管道420内。

7)获取复检货号：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获得复检货号。

8)货号校对：根据扫码得到的复检货号和用户选择的目标货号进行对比，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。

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 (8)

1.一种吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：包括货架（3）、自动出货窗（4）、轨道（2）以及吊臂（1），货架（3）上放置有多个供消费者选择的目标物品，所述自动出货窗（4）设置于店铺外墙面上，轨道（2）铺设于店铺天花板，轨道（2）分布的位置与货架（3）相对应，吊臂（1）包括接收器、位移模块以及取拿装置（10）；自动出货窗（4）包括数据存储模块、服务器、显示模块、选择模块以及出货模块，

数据存储模块，用于录入和存储货物的货号、位置数据和产品数据；

服务器，耦接数据存储模块，用于云端读取所述数据存储模块的货物的相关信息，并同时协调控制系统内各个模块的工作状态；

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，用于响应消费者于货物内筛选目标物品生成购物信息，并将购物信息发送至服务器，服务器收到购物信息后获取目标物品的位置数据发送至接收器；

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；

位移模块，耦接服务器，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位移模块产生位移，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，耦接所述服务器，用于接收位移模块生成的取拿指令，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模块，供消费者通过所述出货模块拿取购买的目标物品。

2.根据权利要求1所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：消费者在选择模块由货物内选择目标物品时生成目标货号，货物带有包含货号的图形码，自动出货窗（4）还设有用于读取图形码的验货模块，验货模块耦接服务器，所述验货模块用于识别图形码并生成复检货号并发送至服务器，服务器核对复检货号和目标货号；

若复检货号和目标货号相同时，服务器产生出货指令并发送至出货模块，出货模块接收出货指令后将目标物品交付至消费者；

若复检货号和目标货号不同时，服务器产生回收指令并发送至出货模块，出货模块接收回收指令后将目标物品收回。

3.根据权利要求2所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：所述出货模块包括出货装置（41）和回收装置，出货装置（41）用于目标物品移出至消费者，回收装置用于收回验货后的目标物品。

4.根据权利要求1所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：所述自动出货窗（4）包括触摸显示屏（40），所述选择模块、显示模块均位于触摸显示屏（40）上，选择模块为触摸显示屏（40）上的虚拟按键，显示模块为触摸显示屏（40）的显示器。

5.根据权利要求1所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：所述位移模块包括移动装置（14）、升降装置（12）和伸缩装置（11）；移动装置（14）设置于导轨内，升降装置（12）连接于移动装置（14）下方，伸缩装置（11）固定于升降装置（12）上；

-移动装置（14），用于带动升降装置（12）沿着导轨进行移动，到达目标物品所在的货架（3）；

-升降装置（12），用于带动伸缩装置（11）于水平高度内进行升降；

-伸缩装置（11），用于控制取拿装置（10）进行前进和后退以对准目标物品。

6.根据权利要求1所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：所述货架（3）具有多个固定槽（30），目标物品放置于固定槽（30）内，固定槽（30）位置对应货物的位置数据，所述固定槽（30）底部设有用于检测固定槽（30）内是否有目标物品的检测器（31）；所述不同的目标物品均采用外形规格相同的外包装，所述取拿装置（10）夹取位于固定槽（30）内的目标物品。

7.根据权利要求6所述的吊臂式无人值守商店购物系统，其特征在于：所述检测器（31）为光电接近开关。

8.一种无人值守商店购物方法，其特征在于包含以下步骤；

步骤1）硬件铺设：在店铺外墙设置出货窗、显示器和选择装置，店铺内设置移动装置，店铺内货架摆放货物，并且货物的位置可以被移动装置取拿；

步骤2）选择目标物品：用户通过显示器查看店铺内在售的货物，用户通过选择装置在多种货物内选择一种或多种目标物品；

步骤3）目标物品移动：移动装置根据用户选择的目标物品，于货架上拿取目标物品并运送至出货窗；

步骤4）付款：用户通过付款获得许可；

步骤5）出货：用户经许可后，出货窗打开待许可用户取走目标物品。