CN209962349U - 一种用于无人商店的语音识别购物设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于无人商店的语音识别购物设备，包括外壳、显示模块、处理器、存储器、支付模块、语音模块、输入模块、联网模块、麦克、喇叭，显示模块安装在外壳上，所述联网模块与商店总控制器电路连接，所述麦克获得的音频信息发送到语音模块，所述语音模块把音频信息转化成书面文字信息。采用上述技术方案的有益效果是：通过在购物设备设置语音模块，可以使用语音搜索商品信息并在显示屏上显示供顾客选择，大大减少了顾客选择商品所耗的时间精力，同时设置有触摸屏，使顾客在语音不方便时使用触摸屏来选择，通过两种方式使顾客购物便捷舒适。

Description

一种用于无人商店的语音识别购物设备

技术领域

本实用新型涉及无人商店设备领域,尤其涉及一种用于无人商店的语音识别购物设备。

背景技术

最早商店卖货都是有人的，有一个柜台，要买什么东西就告诉售货员，售货员就拿什么东西，买卖都在柜台上完成的，顾客是不能进到商店里面去的。现在商店做成无人商店是一个趋势，那么人机对话的这个媒介就会产生需求。目前市场上已经出现了一种自动售货机，这种售货机只能销售很少的商品，人机沟通就是靠几个按钮，很简单，不能用于复杂的无人商店。医院里也有一种自动取药机，那是靠医院里的电脑来完成人机沟通的，不需要顾客付款的动作，电脑也没有很方便的刷卡付款的功能。所以开发一种用于无人商店里的顾客和商店无人系统沟通的设备就很有必要。

最早商店是有售货员拿商品出来在柜台上交易的，做一个机械手设备代替这个售货员拿货，再做一个设备告诉商店的机械手要买的商品就好啦，这样就能开个无人商店了。现在科技很发达，做个这样的机械手也是很容易的，做个这样的语音识别设备更是很容易的。下面就先说这个无人商店及其这个机械手：

这个机械手设备就从SMT设备(也就是电子工厂里的贴片机)里提炼出来的，SMT设备是把各种不同的物料，主要是一些很小的电子原件，有的很小，元件201，只有一个毫米，把这些小物料拿起来，放到主板的各种不同的位置上去，再去过高温锡炉，等上面沾满锡，温度降下来后这些电子原件就牢牢地固定在上面，当然各个物料的位置和需要贴到主板上去的位置都要在电脑里事先设置好的，并且贴的顺序也是事先设置好的。每个主板有几百个甚至有几千个电子元件，SMT设备都能把这些准确无误地拿起来放到该放的地方去。这个设备尺寸的精度很高，能达到千分之一毫米，自然地这个设备很贵了，贵的有200万人民币一台的，也有精度要求不高的，便宜的有2万人民币一台的。这个设备主要是靠那个伺服马达来实现从数值参数(在电脑等设备里只需输入一个数值)到距离(机械手就运动这么一个距离)的转换，也就是说当给出一个要运动的数值，伺服马达就会按照要求运动，直至达到目的地。这个方式也就是多对多的方式，即在送料处把多种物料拿起来，送到主板上各个不同的位置上去。因为一个主板上有几百个或者上千个零件，贴完这些零件总的时间又不能太长，所以这个贴片机贴起元件时，机械手运动的速度很快，快到几乎看不清机械手的运动，故这个设备的效率也很高。还有一种用伺服马达做的机械设备，注塑机，这种注塑机没有油缸，只有伺服马达驱动，这种注塑机比那种有油缸的注塑机还要精密，一个注塑机注塑量到一克的一百分之一都能精确得到，调各种参数时，每设定一个数值，马达就会按数值运动到不同的位置.日常用的电梯也是由伺服马达驱动的，每按一个数字按钮，电梯就会在对应的楼层停下来，这个也是把数字转换成不同的位置的例子，不过把电梯运动位置的参数换成楼层了。

这个伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，也就是说它随时把信号传给系统，同时把系统给出的信号来修正自己的运转,这样就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度，伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)，可以根据商店需要来确定线数。

这个机械手的原理、方法都有了，大小就不成问题了，同时根据这个多对多的方式，即把多个位置上的每个物品拿起来，可以放到多个不同的位置的任何一个位置上去，就可以确定把这种机械手应用到无人商店里去。这个SMT设备在电子工业世界里都用了几十年了，技术都已经很成熟了。电子元件那么小的都没有问题，对于这个有电子元件100倍大的日常用品就更没有问题了，所以这种伺服马达做的机械手在用在无人商店上是没有问题的。

只需要对SMT设备里贴片部分进行优化，就可以设计出一种用于无人商店的机械手，这个机械手的精度要远远低于这个SMT贴片机注塑机的，拿一个商品，误差不超过一个厘米都没事。京东，顺丰等企业在分拣包裹时用了那么多的小机器人在来来回回地跑，网络上还称为中国的一大创举，实际上用这个机械手更合适，成本更低，更简单。

有这种语音识别设备的无人商店在空间上分为操作区和仓储区，操作区主要是摆放一些语音识别设备，可以对照该设备讲话；仓储区主要是存放所售卖的商品，仓储区和操作区是分开的，客户只能在操作区选购商品，不能进入仓储区的。当客户在操作区在这个语音识别设备上选择想购买商品，买单后，想购买商品的信息就通过这个设备与控制器连接的线缆传到该商店的总控制器，总控制器就通过这个伺服马达机械手去拿这些商品放到取物处，客户去取物处拿商品就可以了。有的一个商店有两个操作区，因为仓储区内商品摆放是一排一排的，在一排排货架的两端都可以设置成一个操作区，两个操作区都是可以是一样的，相对独立的操作区，该无人商店的组成如图1,其中注释里1表示操作区，2表示储货架，3表示仓储区，4表示机械手，5表示储货架承重柱，6表示商品导槽，7表示墙壁，8表示控制器，9表示取物处,10表示语音识别购物设备。由于这个机械手精度要求不高，经过很多次运行后，累计的误差可能会有些大，所以要指定一个取物处为基本原点，当机械手运动到这里时，机械手系统就会自动把位置信息归零，一切从头计算，误差就清零了。

操作区设置多个这样的语音识别购物设备，可供多人同时购物，基本上在每个设备旁边最下面的一层都有一个取物处，每个顾客在设备上选择完后买单完了，系统就通过机械手把商品拿到这个取物处，所买商品机械手拿完后，系统就通过这个设备通知顾客可以打开取物处的门取商品了。取物处的开关是由系统供电的电磁阀控制的，当取物处的门关闭时，电磁阀会挡住取物处拉不出来，只有通过这个语音识别购物设备操作打开这取物处，电磁阀抽回去，顾客才能把取物处拉出来取走商品。操作区相对仓储区要小很多，就是摆放一台或多台语音识别购物设备而已。

仓储区的商品摆放要严格按照录入系统的位置摆放，可以先把系统里各商品位置设置好，再摆放好商品，每种商品都一个或多个存放的位置，系统录入的位置是机械手拿这个商品的位置，每得到信息，机械手就来拿这个商品，机械手只根据位置来拿商品，机械手本身不会分辨出商品的种类，摆放在这里的就是这个商品；也可以先把商品摆放好，再把商品摆放的位置精确地输入到系统里去，输入商品位置时，可以先按坐标系计算测量出数值，然后在电脑里输入，也可以直接把机械手的移到商品的位置，按下按键记录位置，并对这个位置的商品也扫码输入，这样就能建立商品和位置的关系，比从电脑里输入要简单些。之所以要先输入商品的位置到系统里去，就是在控制器里对这些数值(商品位置坐标)做个预处理，以后在购买商品时，只输入商品的信息就可以了(可以认为这个信息就是一个编码，编号，而不再是位置的坐标信息)，不用再输入商品的坐标位置信息。这就做了个转换，对于顾客来讲，购物就容易多了。当一个商店只有一个机械手时，这个数据输入和数据接收的控制器和机械手的控制器可以做成一个但一般不做成一个，但是当一个商店有多部机械手时，每部机械手都有自己控制器，但是商店还有一个数据输入和数据接收的控制器，总的控制器，这个总控制器还要分配、协调各个机械手的工作。对于有保质期的商品，商品的存放更要有先后顺序的，区分先放的商品和后放的商品，尤其是在补充货物时，要做到先进来的商品和后进来的商品分清楚，必须做到先进先出。放置商品的槽可以做成斜坡式的槽，让商品自动滑移补充到机械手取物的位置,矿泉水之类的能自动滑移，但是纸巾等轻的商品就不能自动滑移，可以在纸巾上加一个重的压块使其能自动滑移，如图2，其中注释11表示的是压块，注释12表示斜坡式槽，注释13表示槽前面的一段水平部分，注释14表示货物槽前面的挡板部分。这样商店可以做到每天花一个小时左右时间补充货物，或者做到几天来花一个小时左右时间补充一次货物，顾客如有问题，可以按通知上说的补货时间来商店找工作人员处理，如退货等问题，大型商店也可以安排一个人来在某时间段(如在工作时间8:00-18:00)值班，处理异常和退货问题。机械手也要定期检修，如加润滑油等，尤其注意定期更换那些容易磨损的元件。

这个无人商店里一个关键的设备是那个机械手，三维运动的机械手，如图3，其中15表示固定水平导轨(固定水平导轨有时用两根)，16表示固定水平导轨的马达，17表示移动水平导轨，18表示移动竖直导轨的旋转马达，19表示多腔室负压吸头，20表示移动竖直导轨，21表示移动水平导轨马达，22表示机械手夹取部位，23表示移动竖直导轨马达，24是马达皮带，25表示马达皮带在这里与运动的轴是锁死的，26表示机械手控制器，L1表示机械手的移动水平导轨在固定水平导轨上能移动的最大的距离，L2表示机械手的移动竖直导轨在移动水平导轨上能移动的最大的距离，L3表示机械手的取物终端在移动竖直导轨上能移动的最大的距离。这个机械手主要是有固定水平导轨，移动水平导轨，移动竖直导轨3个大件以及机械手拿商品的吸盘或夹子等组成，每个导轨上有一个伺服马达(也可以用其它类型的电机，这里主要讲伺服电机)，皮带或者丝杠(测量距离用)，共有3个(有的有4个或者更多)伺服马达和皮带或者丝杠(带丝杠的比带皮带的要精确些)。这个机械手移动的距离要比贴片机里要大要长，3个导轨里移动的距离长的有100米的、有50米的、30米的、10米的、5米的等等，一般说来，把固定水平导轨固定在地上或墙壁上，一般会在最上边或最下边，确定好机械手运动的起点位置，以及机械手水平运动X轴方向和Y轴方向，那竖直方向就是Z轴了，建立一个坐标系，再把各个商品在这个坐标系(3维坐标)里的坐标输入系统里去，这些坐标都要在机械手运动的范围之内，不能弄的机械手够不着的。有时为了节省空间，货架高度直至屋顶。机械手抓取商品的部分分为夹取式和吸取式，夹取式就是用机械手的夹子去夹取商品，吸取式就是靠负压来吸取商品的，这两种要根据不同商品来使用，矿泉水，啤酒等要用夹取式，方便面，饼干等要用吸取式的。当控制器接到购物信息后，控制器就会对各个马达的伺服驱动器发出指令，各个马达都会立即转动起来，在图3中，机械手终端抓取商品的部位X轴方向移动是靠注释21的马达拉动移动竖直导轨在移动水平导轨上移动来实现的，机械手终端抓取商品的部位Y轴方向移动是靠注释16的马达拉动移动水平导轨在固定水平导轨上移动来实现的，机械手终端抓取商品的部位Z轴方向移动是靠注释23的马达拉动机械手终端抓取商品的部位在移动竖直导轨上移动来实现的，通过这三个方向上移动，机械手终端抓取商品的部位就能在摆放商品的空间上全覆盖地移动，就能到达商品的摆放位置，就拿走所需商品并送到取物处里去；机械手移动竖直导轨顶端有旋转马达，是用来切换夹取式取物和吸取式的取物；夹取式取物的结构里有一个电磁阀，是实现夹取和松开动作的；吸取式取物结构里有一个电磁阀，是实现产生负压吸取和释放负压松开动作的。

一个商店有一部或多部机械手，每部机械手都有自己控制器，但是商店还有一个数据输入和数据接收的控制器，总的控制器，这个总控制器还要分配、协调各个机械手的工作。这个总控制器要和有线网络连接，以便接收来自网络的商品信息，又要有通讯电缆与这个商店里的其它购买设备(除了可以用语音识别设备购物外，顾客也可以通过操作区内其它的购物设备来购物，这种设备和商店里面总控制器相连，通过这个设备购买商品的信息也会传送到总控制器，也会完成购物的。这个设备就叫做购物设备，顾客通过它来购买商品的)相连，接收来自这些设备的购物信息，总之能接收一切在本商店的购物信息，同时这个总控制器又要商店里的其它机械手的控制器连接，以便能控制这些机械手的动作，又要与该商店的电脑相连接，以便这个商店的管理员能及时地查看信息，销售情况；要与该公司的控制中心总部通讯，为商店管理，补货管理，会计核算等等提供数据，所以这个总控制器要有很多接口，接口如图4，图中的机械手的个数是不确定的，可能是一个，也可以是很多个，并不是图中画几个就是几个，其中总控制器与该商店的电脑是以并行接口连接，总控制器与该公司总控制中心是以以太网接口连接，其余的是以串行接口连接，具体说来这个总控制器有这几个模块，以太网模块，联网模块(也可以加个WIFI模块，蓝牙模块)，处理器模块，存储器模块，支付模块，其中联网模块，蓝牙模块是用来接收发送信息给各个设备；以太网模块是连接外网的；处理器模块主要是用协调商店内资源，安排合适的机械手拿商品到合适的取物处里去，计算商品价格，完成商品销售；存储器模块主要存储商品在仓储区内的位置，商品价格等资料，以便处理器调用。当一个购物设备有顾客操作时，总控制器联网模块接收到了信息，总控制器就知道了并把这个设备列为使用中；等顾客把商品选完后就提出买单时，联网模块接收到要买单的信息，这时总控制器的处理器模块就调取存储器模块，就核算商品单价总价优惠价等，联网模块就把核算出来信息发给该购物设备；等顾客买单后，联网模块接收到了信息，总控制器的处理器模块就调取存储器模块里商品位置信息，总控制器联网模块就把这个商品位置信息发给取物机械手，取物机械手就去取商品；取物机械手就把商品都一个一个地拿到取物处后，总控制器联网模块接收到了这个信息，把取物机械手列为空闲；联网模块发送信息给购物设备顾客可以把门打开了；顾客在购物设备里选择打开门，联网模块就收到信息，联网模块就发送信息电磁阀，开门，顾客取走商品。每个机械手都有自己的控制器，要控制器5个以上马达的动作，以及几个电磁阀的动作，如图5，图中的马达伺服驱动器和电磁阀的个数是不确定的，可能是一个，也可以是很多个，并不是图中画几个就是几个，其中机械手控制器所有接口都是串行接口，而且是没有以太网接口的，还有那个电磁阀主要是机械手终端抓紧松开用的。具体说来这个机械手控制器有这几个模块，联网模块，处理器模块，存储器模块，处理器模块主要是合理优化取物顺序，调出商品存储位置数据，发送指令给马达伺服驱动器，存储器模块主要存储商品在仓储区内的位置。当总控制器发来购物信息，取物机械手联网模块接收信息；处理器模块就优化取货顺序，调取存储器模块商品存放位置并把各个运动部件的运动参数做出来(什么时间开始运动，运动多少)；之后联网模块把这些运动参数发给各个运动部件，机械手就去拿商品，由于这个机械手没有购物箱，所以只能一个个把商品拿到取物处，等把商品拿完了，联网模块发送信息，就告诉总控制器商品都已经拿完了，商品已在取物处，如图1。这个商店的软件操作系统，可以用Windows的,也可以用Android的，也可以用苹果的Mac OS，由于这个设备、系统只在本商店系统内使用，所以这个商店还可以用其它的小的操作系统Linux,甚至可以自行开发一个操作系统来用，因为这个系统只用于这个无人商店内，跟外界没有文件传输交换，不存在一个文件发到别家打不开的情况。个别的未说明的情况，具体可以参照贴片机里的情况。

在仓储区里货架是一排一排地摆放的，机械手在货架之间来回运动，所以在机械手移动水平轴的两端都可以设置一个操作区，都可以摆放一台或多台这个语音识别设备来供顾客使用，两边效果功能都是一样，这样也就多出一倍的取物处了。操作区里是有一台或多台设备，但是还可以做一些展柜，向顾客推荐新到的商品，新开发的商品以及打折促销的宣传等等。系统里在每个位置拿走了多少商品，还有多少这类商品，都是实时更新的记录的，并以一定时间的间隔报送整个商店系统控制中心，以备会计核算和送货、管理等等之用。这个系统可以和其他的系统混合使用的。

这个商店用的机械手与工业上用的机械手不同，工业上用的机械手一般取物有的位置是固定，并且放置物品的位置是有一定顺序的，或者取物的位置有一定顺序的而放置的位置是固定的，而商店的机械手取物的位置和放置的位置都不是固定的，是随顾客的要求而变的，放置物品的位置是有一定的顺序的。工业机械手的动作每次设置后是重复的，有重复性，一个动作模式可以做几天几个月或者几年，而这个机械手则不同，每次动作都可能和上次的不同，也可以相同，它的动作决定于顾客购买商品的种类，一个订单只要不一样，它的动作就不同,每个订单就是一个运动的程式，每个订单只执行一次操作，也可以说每一次买单机械手就操作一次。有导轨的多自由度的机械手和有导轨的机器人也可以，有导轨主要是要用导轨来计量距离。关键是顾客的订单要数字化，能够及时地传到控制器里去形成一个程式，同时，仓库里的商品摆放也要数字化，商品的种类和位置要对应好，也要输入到控制器里去，这样数字化的输入，机械手就能够根据数字化的订单就准确地拿到商品。机械手、货架上的商品，取物处等之间的相对位置一定要不变，要固定下来，所以往往把这几者之间用铁条用螺丝锁起来固定，做到标准化，多个商店数据要相同，便于管理、操作。

有的商店还有检测部分，就是说机械手拿商品这个动作机械手做了，至于商品有没有拿到取物处，没有检测，故有的商店还可以设置检测程序，具体操作如下，当机械手拿商品时，不是直接放到取物处里面去，而是先放到取物处边上的一个扫码点，每放一个商品，系统就会从条码可能在的几个方向扫码，扫到商品条码后告知系统，这个商品已经拿到了，并把该商品推进取物处里面去。顾客所买的商品，是以这个检测程序检测到的商品为准，检测到商品才扣款，订单里有但没检测到的不扣款，已扣款要退款并告知顾客。

这个机械手也可以有扫码功能的，或者把商品放在某固定的地方扫码之后再让机械手去拿到某处，那样也可以去把产品拿到货架上去，这样也可以做到自动退货的，自动上货(理货)，可以省去一些人员劳动；还有这方式可以做成一个共享物品的商店，该共享商店也分操作区和仓储区，顾客在操作区想查看有没有需要的商品，就去对着这个语音识别设备说这个商品的信息，如果有，就缴纳保证金后借得商品，用完后就归还，机械手扫码后就自动放到它原来放的位置(这个位置系统里先设置好的)，如机械手没有扫码功能，就在语音识别设备上选择归还商品你，系统就让顾客输入归还商品的名称或其编号，然后把要归还的商品放在机械手收回商品的固定地点，机械手就会把该商品拿到仓储区内其原来放置的地方。在城市里，人们居住的空间小，有很多工具买了就没地方放，用的时间也不多，这样就可以发展共享经济，做个共享商店，把人们平时用的不多的工具之类的商品放在这里，人们扫码取走使用，用完后扫码退还，中间再收取一点费用。这样既减少人们的使用成本，又减少资源的浪费。这也是这个机械手应用的一个场景。

这样商店有很多优点:1；可以节省人力，少雇佣员工。2；可以一周七天销售商品，可以24小时销售商品，也就是说没有时间不能销售商品(有的补货时间暂时不能销售商品)。3；可以减少管理成本。4；可以少装修一些店面，大大节省装修成本。5；可以只在操作区开冷气，节省成本。6；可以大大地节省空间，仓储区可以堆积更密集些，不用留出宽阔的走廊让顾客走来走去的了,另外货架也可以做的更高些，有人商店只能做到2米高，货架再高点的普通人就不好拿商品了。7；可以节省顾客的购物时间，有的很大的商场，想找一个东西不好找，有的找了半天都没找着，有的售货员都不知道所找商品在什么地方。8；可以保护未销售的商品，在开放式卖场里有的商品被顾客拆开过，有的碰掉摔坏的。9；有利于消防管理，现在的大卖场，半天还找不到出口，就是原来有好几个出口也会堵住，让顾客只从收银台那里出去，没有堵住的出口也要有人把守，这就会有人员工资了。若是大火封住出口了，后果就严重了。10；可以搞很多个取物处，多搞几台这样的设备都可以，这样购物时买单就不用排队等候了，这个瓶颈就消失了。这里尤其是123点，这个节省的成本很大，这样的商店的成本主要是物流成本和人工成本，能把人工成本节省一大部分，能造就对其它形式商店巨大的优势。第1点，少雇佣一个人，就能减少很多与雇佣方面的成本，纠纷等，如缴纳社保，劳动合同，年假，加班费，生育津贴，还有其它方面的，很多很多；还有第2点和第3点，这两点在目前对员工的劳动保护要求很高的情况下，是个很好的规避措施，欧美商店在周六周日是不营业的，白天也就营业那几个小时，就是因为要对劳动者保护。对于有些人来说，这个7天24小时的商店很好，有些人半夜病了，想买药吃，就可以随时去买，不用去医院看急诊了。这个无人商店对药店有很好改善作用，药品一般都是小件，都还包装好的，方方正正的，药品的价值也较大。所以可以先从药店开始，把药店做到无人化。

通过对无人商店及商店内机械手的介绍，基本上可以理解这个语音识别设备工作的环境，这个语音识别设备其实就是顾客和商店系统沟通的一个媒介。顾客通过这个设备把所购买的商品信息告诉商店系统，机械手就会把商店拿出来了。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于无人商店的语音识别购物设备，解决无人商店里购物信息输入的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种用于无人商店的语音识别购物设备，包括外壳、显示模块、处理器、存储器、支付模块、语音模块、输入模块、联网模块、麦克、喇叭，所述处理器与显示模块、存储器、支付模块、语音模块、触摸屏、联网模块电路连接，显示模块安装在外壳上，所述联网模块与商店总控制器电路连接，所述外壳包括与顾客接触的外观面、安装在墙里的内表面；所述麦克获得的音频信息发送到语音模块，所述语音模块把音频信息转化成书面文字信息，所述文字信息包括购物信息、顾客流程问答信息，所述处理器根据所述购物信息来搜索相关商品并在显示屏上显示，所述处理器根据顾客流程问答信息来决定下一步流程操作，所述处理器根据流程生成商店流程问答信息发送到语音模块，所述喇叭将商店流程问答信息转成语音发出声音。

优选的，所述麦克、喇叭均与语音模块电路连接，所述麦克、喇叭设在外壳里面，所述在外壳的外表面设有多个麦克孔、喇叭孔。

优选的，所述设备包括电源插口、数据线接口、以太网接口，电源插口、数据线接口、以太网接口均与处理器电路连接。

优选的，所述设备还包括用于顾客遇到困难时寻求帮助的帮助按键，所述帮助按键设在外壳的外观面，所述帮助按键与处理器电路连接，所述喇叭、麦克与处理器电路连接，用于客服人员远程通话协助。

优选的，所述支付模块包括这五种支付方式(刷磁条卡槽、扫码枪，刷芯片卡槽、感应支付、刷脸支付)的一种或多种。

优选的，所述输入模块包括这四种模块(按键模块、触摸屏模块、手写笔模块、鼠标模块)的一种或多种，所述选择操作方式均设在外壳的外观面上，所述触摸屏的触摸区域与显示屏显示区域对应放置，所述输入模块均设在外壳的外观面上。

优选的，所述设备还包括用于观察顾客动作的摄像头，所述摄像头设在外壳的外观面的顶部，所述摄像头与处理器电路连接。

优选的，所述支付模块包括读写器、插卡口、数字键盘，所述插卡口、数字键盘均设置在外壳表面，所述读写器设置在外壳内，且所述读写器与插卡口连通，数字键盘与处理器电路连接。

优选的，所述设备还包括用于固定安装的螺丝柱，所述螺丝柱设在外壳外观面内存的四个角上。

采用上述技术方案的有益效果是：通过在购物设备设置语音模块，可以使用语音搜索商品信息并在显示屏上显示供顾客选择，大大减少了顾客选择商品所耗的时间精力，同时设置有触摸屏，使顾客在语音不方便时使用触摸屏来选择，通过两种方式使顾客购物便捷舒适，并在设备安装至少一种银行卡的支付方式，对于保护顾客手机号码不被透漏出来，减少顾客被短信推送骚扰有很大帮助。

附图说明

图1为单个机械手的无人商店简略图；

图2为货架局部剖视图；

图3为机械手结构图；

图4为无人商店总控制器接线示意图；

图5为无人商店机械手控制器接线示意图；

图6为操作区及购物设备外观图；

图7为购物设备原理图。

图中，1-操作区，2-储货架，3-仓储区，4-机械手，5-储货架承重柱，6-商品导槽，7-墙壁，8-总控制器,9-取物处，10-语音识别购物设备，11-压块，12-斜坡式槽，13-槽前面的一段水平部分，14-货物槽前面的挡板部分，15-固定水平导轨，16-固定水平导轨的马达，17-移动水平导轨，18-移动竖直导轨的旋转马达，19-多腔室负压吸头，20-移动竖直导轨，21-移动水平导轨马达，22-机械手夹取部位，23-移动竖直导轨马达，24-马达皮带，25-马达皮带在这里与运动的轴是锁死的，26-机械手控制器，27-麦克，28-摄像头，29-喇叭，30-芯片卡槽，31-按键键盘，32-磁条卡卡槽，33-帮助按键，34-扫码枪。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照附图，一种用于无人商店的语音识别购物设备，包括外壳、显示模块、处理器、存储器、支付模块、语音模块、输入模块、联网模块、麦克、喇叭，所述处理器与显示模块、存储器、输入模块、支付模块、语音模块、触摸屏、联网模块电路连接，显示模块安装在外壳上，所述联网模块与商店总控制器电路连接，所述外壳包括与顾客接触的外观面、安装在墙里的内表面；所述显示模块包括显示屏、触摸屏，所述触摸屏的触摸区域与显示屏显示区域对应放置,所述麦克获得的音频信息发送到语音模块，所述语音模块把音频信息转化成书面文字信息，所述文字信息包括购物信息、顾客流程问答信息，所述处理器根据所述购物信息来搜索相关商品并在显示屏上显示，所述处理器根据顾客流程问答信息来决定下一步流程操作，所述处理器根据流程生成商店流程问答信息发送到语音模块，所述喇叭将商店流程问答信息转成语音发出声音。

优选的，所述麦克、喇叭均与语音模块电路连接，所述麦克、喇叭设在外壳里面，所述在外壳的外表面设有多个麦克孔、喇叭孔。

优选的，所述设备包括电源插口、数据线接口、以太网接口，电源插口、数据线接口、以太网接口均与处理器电路连接。

优选的，所述设备还包括用于顾客遇到困难时寻求帮助的帮助按键，所述帮助按键设在外壳的外观面，所述帮助按键与处理器电路连接，所述喇叭、麦克与处理器电路连接，用于客服人员远程通话协助。

优选的，所述支付模块包括这五种支付方式(刷磁条卡槽、扫码枪，刷芯片卡槽、感应支付、刷脸支付)的一种或多种。

优选的，所述输入模块还可以包括这四种模块(按键模块、触摸屏模块、手写笔模块、鼠标模块)的一种或多种，所述选择操作方式均设在外壳的外观面上，所述触摸屏的触摸区域与显示屏显示区域对应放置，所述输入模块均设在外壳的外观面上。

优选的，所述设备还包括用于观察顾客动作的摄像头，所述摄像头设在外壳的外观面的顶部，所述摄像头与处理器电路连接。

优选的，所述支付模块包括读写器、插卡口、数字键盘，所述插卡口、数字键盘均设置在外壳表面，所述读写器设置在外壳内，且所述读写器与插卡口连通，数字键盘与处理器电路连接。

优选的，所述设备还包括用于固定安装的螺丝柱，所述螺丝柱设在外壳外观面内存的四个角上。

这个无人商店里的关键设备就是这个语音识别购物设备，这个语音识别购物设备包括处理器、语音模块、显示模块、输入模块、支付模块、存储模块、联网模块；处理器模块，处理顾客用语音或者点击屏幕来显示商店网页以及其他模块的功能整合并与总控制器通讯；语音识别模块，主要是用处理识别顾客的语音来输入购物信息的和根据处理器发来的信息发出声音的；显示模块，该设备有个显示屏，只要有一个点击动作或可识别的语音，显示屏就会显示本商店网页，不能显示商店网页的就显示商品的信息；输入模块，顾客通过点击触摸屏或用按键、触摸屏、鼠标选择商品，输入购物信息，所述输入模块包括这五种模块(按键模块、触摸屏模块、手写笔模块、鼠标模块以及语音模块)的一种或多种，所述选择操作方式均设在外壳的外观面上，所述触摸屏的触摸区域与显示屏显示区域对应放置；支付模块，顾客选择完了通过支付模块的感应支付或者微信支付宝网银、银行卡等几种方式支付货款，所述支付模块包括这五种支付方式(刷磁条卡槽、扫码枪，刷芯片卡槽、感应支付、刷脸支付)的一种或多种；联网模块，发送信息，顾客买单后发送顾客购物信息以及该设备的编号以及顾客点击屏幕开门等信息到商店总控制器里，接收信息，当机械手把所购买的商品都拿到取物处后，总控制器就发送消息到该购物设备，该设备就在屏幕上显示顾客你可以打开取物处的门了，顾客就点击屏幕打开门了。顾客要购买商品，就在商店操作区里通过这个语音识别设备选择所要购买商品，待全部选完后，又可以通过这个语音识别设备买单或者其他方式买单，无人商店系统里控制器就会收到商品信息，就把商品信息传输给在仓储区内的机械手，机械手就去把在仓储区内这个按照系统指定位置放置的商品拿到系统指定的取物处，等所买的商品都拿到取物处后，顾客就可以把所买的商品取走了。

这个语音识别购物设备结构上主要设有麦克、喇叭；设有各种付款方式的一种或几种，如刷磁条卡槽、扫码枪等；设有选择操作方式的一种或几种，如按键、触摸屏、鼠标等；设有和总控制器通讯的接口以及电源接口；还设有其它的一些辅助功能。这里的屏幕可以不是触摸屏的，也可以是触摸屏的。顾客可以通过按键来输入商品信息；设有鼠标的可以通过鼠标和虚拟键盘来输入商品信息；如果屏幕是触摸屏的话，也可以通过点击屏幕来输入商品信息。这个设备按键的高度要做的和正常人手的位置高度大致一样，按键和屏幕大约1.2米高吧，如图6，其中注释里27表示麦克，28表示摄像头，29是喇叭，30是芯片卡槽，31是按键键盘，32是磁条卡卡槽，33是帮助按键，34表示扫码枪。这个设备可能还会设有寻求帮助的按键，顾客遇到麻烦了，按这个按键，远程监控人员就指导顾客处理问题。这个商店的软件操作系统，可以用Windows的,也可以用Android的，也可以用苹果的Mac OS，由于这个语音识别购物设备、系统只在本商店系统内使用，所以这个商店还可以用其它的小的操作系统Linux,甚至可以自行开发一个操作系统来用，因为这个系统只用于这个无人商店内，跟外界没有文件传输交换，不存在一个文件发到别家打不开的情况，所以这个语音识别购物设备的操作系统平台也是有很多的选择，但要和商店里其它设备要选择一致的操作系统。该设备有个电源线插口和一个数据线串行接口，也有四个以上螺丝柱位置，以便固定在墙壁上。

这个语音识别购物设备主要功能是语音识别功能，但是还可以加其它一些功能进去，衍生出其它的型号的设备：显示屏也有触摸功能和无触摸功能的；支付方式上有磁条卡刷卡槽的和无磁条卡刷卡槽的，有芯片卡刷卡槽和无芯片刷卡槽的，有刷脸支付的和无刷脸支付的，有感应支付和无感应支付的，有动态扫码枪支付和无动态扫码枪支付的等等。由这些功能组合出很多种设备，但是可以把它们归为一类，叫做语音识别购物设备，之所以要用语音识别，主要是语音识别搜索比其它方式准确全面快捷，顾客购物省事省时间，还可以翻译成外语识别购物的；之所以要增加一个喇叭功能选项，因为有了喇叭，远程监控人员就可以用喇叭和顾客沟通，就可以指导顾客操作；之所以要增加一个摄像头功能选项，因为有了摄像头，远程监控人员就可以用摄像头看清顾客操作情绪等情况，录像或者指出操作问题指导顾客操作，摄像头也可以用来做刷脸支付。

参见附图7，喇叭、麦克与语音模块电路连接，这时需要语音模块来实现语音与书面文字信息转换，又与处理器电路连接，这时是顾客通过帮助按键远程寻求帮助。处理器通过联网模块与总控制器电路连接的，另外所述处理器与显示模块、存储器、输入模块、支付模块、触摸屏电路连接。

当顾客在操作区看到有语音识别购物设备空闲时，就来到这个语音识别购物设备面前，说“开单”，语音识别购物设备就回应说，请说出所买商品的名称，每说完一个商品名称，就出现选购本店商品的种类数量价格之类的信息(没有显示屏的，设备就说出商品的信息)，顾客核对屏幕显示信息与所说商品的信息是不是一致，是一致的就说购买以及买几个，如果有错就说“错了”再说商品的名称，直至显示的信息正确，待顾客购买后，接下来就会有两个选项，一个是继续说你想要购买商品名称，另外一个是结束选择并买单，待顾客买单时，就提示是用微信付款还是支付宝付款或是其它方式，选定后就从里面扣款，待商品都拿到取物处后，语音识别购物设备就提示顾客你可以打开取物处的门，顾客在设备里点击打开取物处的门，就能拿走所买的商品了。顾客取走商品后，取物处自动归回原先状态。商店也可以开通网上选购功能，用户可以在其它地方登录本商店网页，在网上选择商品后，系统就会生成一个订单编号，顾客可以在网上付款后来到本商店，然后在这个语音识别设备前说出订单号，系统就会把所购买的商品拿出来，顾客就买到了商品；网上选好商品，不付款也可以生成一个订单号，到商店说出订单号后再付款也是一样。每个订单只拿到一个取物处里，有顾客一次购物太多或者大小不一的，可以分成几个订单来处理。

当这个语音识别购物设备设有一个触摸显示屏时，顾客购物就方便了，顾客对着语音设备说，开单，系统就会显示商品目录，这是顾客可以继续说的方式选择商品，也可以点击屏幕的方式来选择商品。这样顾客购物就很方便的。不想点击屏幕就可以说，不想说就可以点击屏幕。这种方式将成为主流方式。

具体实施例一，这个语音识别购物设备有个触摸显示屏，可以用手点击屏幕来输入信息。

具体实施例二，这个设备取消显示屏和触摸屏，就一个麦克和一个喇叭，再加一个刷卡槽，这是顾客可以对着设备说买什么东西，语音设备就用普通话把所听的说一遍，让顾客确认是否正确，待所买商品都确认好后，就刷卡买单，再对着设备说开门，就能拿走商品了。

具体实施例三，这个设备取消银行卡支付方式，支付货款就在屏幕里扫码支付等，或用扫码枪支付货款，不刷银行卡。西方国家的人比较注重隐私，很不愿意用手机支付，这方式西方国家就不喜欢，中国商家往往通过手机支付后取得顾客手机号码，就经常发推送商品信息给顾客，弄得顾客很反感，有的甚至要求去关注公众号，这个顾客也很反感，哪有时间关注那么多的公众号。

具体实施例三，这个设备使用摄像头来支付货款，即刷脸支付。

所以这个语音识别购物设备所输入的信息，是传到了商店总控制器那里，总控制器再分配机械手或机器人来拿商品，有的商店把机械手控制器或机器人控制器当作总控制器，那么这个输入设备输入的信息也有可能直接到了机械手控制器或机器人控制器那里。当有多个机械手或多个机器人或机械手和机器人混在一起使用的，要指定一个控制器为主控制器，其余的为从控制器，从控制器接受主控制器的领导，和分配的任务，这个语音识别购物设备输入的信息就发送到主控制器。

综上所述，所以语音识别购物设备有一下特征：

优选的，所述客户购买的商品信息是通过一个语音识别购物设备选择而得到的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个喇叭的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个摄像头的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个麦克的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个无触摸功能的显示屏的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个刷卡槽的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个扫码枪的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个芯片卡刷卡槽的。

优选的，所述语音识别购物设备是包含有一个有触摸功能的显示屏的。

优选的，所述语音识别购物设备是有寻求帮助按键的。

优选的，所述语音识别购物设备的特征，该设备能用这五种选择操作方式(按键、触摸屏、手写笔、鼠标以及语音识别)的一种或多种。

优选的，所述语音识别购物设备的特征，该设备能用这五种付款方式(刷磁条卡槽、扫码枪，刷芯片卡槽，感应支付，刷脸支付)的一种或多种。

优选的，所述语音识别购物设备所输入的信息是要传输到商店总控制器或机械手控制器或机器人控制器里去的。

把一个商店划分为操作区和仓储区(顾客不能进到仓储区里去，只能在操作区里活动)，在操作区放一个或多个语音识别购物设备，同时把仓储区的商品(仓储区里的商品可以不贴名称)按照系统里的数值位置摆放好，好让顾客购买这些商品时，机械手知道某种商品的位置，能够拿这些商品出去。

当顾客在操作区看到有语音识别购物设备空闲时，就来到这个语音识别购物设备面前，说开单，网页就出现商品分类目录价格之类的信息，顾客就选定好商品，选择买单，这时系统就会把购买清单及其价格信息显示出来，请顾客仔细核对，确认，确认后买单，系统又提示是用微信付款还是支付宝付款或是其它方式，选定后就从里面扣款，机械手这时就会去拿商品出来，待商品都拿到取物处后，语音识别购物设备就提示顾客你可以打开取物处的门，顾客在设备里点击打开取物处的门或者对着设备说开门，就能拿走所买的商品了。顾客取走商品后，取物处自动归回原先状态。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，包括外壳、显示模块、处理器、存储器、支付模块、语音模块、输入模块、联网模块、麦克、喇叭，所述处理器与显示模块、存储器、支付模块、语音模块、触摸屏、联网模块电路连接，显示模块安装在外壳上，所述联网模块与商店总控制器电路连接，所述外壳包括与顾客接触的外观面、安装在墙里的内表面；所述麦克获得的音频信息发送到语音模块，所述语音模块把音频信息转化成书面文字信息，所述文字信息包括购物信息、顾客流程问答信息，所述处理器根据所述购物信息来搜索相关商品并在显示屏上显示，所述处理器根据顾客流程问答信息来决定下一步流程操作，所述处理器根据流程生成商店流程问答信息发送到语音模块，所述喇叭将商店流程问答信息转成语音发出声音。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述麦克、喇叭均与语音模块电路连接，所述麦克、喇叭设在外壳里面，所述在外壳的外表面设有多个麦克孔、喇叭孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述设备包括电源插口、数据线接口，电源插口、数据线接口均与处理器电路连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述设备还包括用于顾客遇到困难时寻求帮助的帮助按键，所述帮助按键设在外壳的外观面，所述帮助按键与处理器电路连接，所述喇叭、麦克与处理器电路连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述支付模块包括刷磁条卡槽、扫码枪，刷芯片卡槽、感应支付、刷脸支付里的一种或多种，所述选择支付模块均设在外壳的外观面上。

6.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述输入模块还可以包括按键模块、触摸屏模块、手写笔模块、鼠标模块里的一种或多种，所述输入模块均设在外壳的外观面上。

7.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述设备还包括用于观察顾客动作的摄像头，所述摄像头设在外壳的外观面的顶部，所述摄像头与处理器电路连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述支付模块包括读写器、插卡口，所述插卡口均设置在外壳表面，所述读写器设置在外壳内，且所述读写器与插卡口连通，插卡口还包括数字键盘，数字键盘与处理器电路连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于无人商店的语音识别购物设备，其特征在于，所述设备还包括用于固定安装的螺丝柱，所述螺丝柱设在外壳外观面内存的四个角上。

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