WO2019242695A1 - 无人商店系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无人商店系统，包括设置于仓储部（3）内的机械手（4）、取物处（9）、总控制器（7）及储货架（2），储货架包括斜坡槽（16），斜坡槽设置为放置商品，机械手设置为将储货架上的商品拿至取物处。机械手包括：固定水平导轨（19）；固定水平导轨马达（20），设置于固定水平导轨上；固定水平导套（37），安装于固定水平导轨上，且固定水平导轨的位置、取物处的位置及储货架的位置相对不变；移动水平导轨（21），安装于固定水平导套上，并设置于储货架的上方；移动水平导套（38），安装于移动水平导轨上；移动水平导轨马达（25），设置于移动水平导轨上；机械手终端抓取机构（31），连接于移动水平导套；及与总控制器电路连接的机械手控制器（30）。还公开了一种无人商店系统的控制方法。该无人商店系统能够完成无人商店系统自动取货、信息输入及销售管理。

Description

无人商店系统及其控制方法

本申请要求申请日为2019年3月9日、申请号为201910177686.4的中国专利申请；申请日为2018年6月20日、申请号为201810633434.3；申请日为2019年3月9日、申请号为201910177685.X及申请日为2019年5月7日、申请号为201910376884.3的中国专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及无人商店技术领域，例如涉及一种无人商店系统及其控制方法。

背景技术

早期的商店卖货需要有人及一个柜台，顾客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；后来随着大卖场和超市出现，人们可以进入大卖场和超市选东西，出来再买单；再后来无人商店出现，顾客可以自己在无人商店选商品再自己买单；此外，有的商店，在商品上贴上感应标签，该感应标签自动感应商品及其价格，顾客自己自觉买单。

相关技术中，出现了一种自动售货机，这种售货机只能销售很少的商品，也就是几种或十几种，根本满足不了人们日常生活的需要，医院里也有一种自动取药机，自动取药机只能取几种药而已，完全不能称为无人商店。

早期商店是有售货员拿商品出来在柜台上交易的，若通过一个机械手设备代替这个售货员，这样无人商店就能运作。

发明内容

本公开提供了一种无人商店系统及其控制方法，能够完成无人商店系统自动取货、信息输入及销售管理。

本申请提供了一种无人商店系统，包括：仓储部及设置于所述仓储部内的机械手、取物处、总控制器及储货架，所述储货架包括斜坡槽，所述斜坡槽设置为放置商品，所述机械手设置为将所述储货架上的商品拿至取物处；

其中，所述机械手包括：固定水平导轨；固定水平导轨马达，设置于所述 固定水平导轨上；固定水平导套，安装于所述固定水平导轨上，且所述固定水平导轨的位置、所述取物处的位置及所述储货架的位置相对不变；移动水平导轨，安装于所述固定水平导套上，并设置于所述储货架的上方；移动水平导套，安装于所述移动水平导轨上；移动水平导轨马达，设置于所述移动水平导轨上；机械手终端抓取机构，连接于所述移动水平导套；及与所述总控制器电路连接的机械手控制器；其中，所述固定水平导轨马达设置为驱动所述移动水平导轨在所述固定水平导轨上移动，所述移动水平导轨马达设置为驱动所述移动水平导套在所述移动水平导轨上移动，所述机械手控制器分别与所述固定水平导轨马达及所述移动水平导轨马达电路连接。

一实施例提供了一种无人商店系统的控制方法，其中，所述方法设置为上述的无人商店系统中实施，所述方法包括：所述机械手控制器接收顾客订单；所述机械手控制器根据所述顾客订单自动生成机械手的运动程式；及所述机械手控制器控制所述机械手执行所述运动程式。

附图说明

图1为一实施例提供的无人商店系统简略图；

图2为一实施例提供的无人商店系统的操作部的展示柜示意图；

图3为一实施例提供的储货架的结构示意图；

图4为一实施例提供的机械手结构图；

图5为一实施例提供的多腔室负压吸头的分解图；

图6为一实施例提供的夹取式取物夹子的分解图；

图7为一实施例提供的机械手终端抓取机构的立体图；

图8为一实施例提供的总控制器接线示意图；

图9为一实施例提供的机械手控制器的接线示意图；

图10为一实施例提供的带有交换机械手的无人商店系统的示意图；

图11为一实施例提供的带有两个机械手的无人商店系统的示意图；

图12为一实施例提供的带有一个机械手的无人商店系统的示意图；

图13为一实施例提供的总控制器的组成结构示意图；

图14为一实施例提供的无线模块的组成结构示意图。

图中，1-操作部，2-储货架，3-仓储部，4-机械手，5-商店墙壁，6-商品导槽，7-总控制器，8-展示柜,9-取物处，10-购物设备，11-行的标识，12-列 的标识，13-二维码，14-标签，15-压块，16-斜坡槽，17-水平部分，18-挡板部分，19-固定水平导轨，20-固定水平导轨马达，21-移动水平导轨，22-移动竖直导轨旋转马达，23-多腔室负压吸头，24-移动竖直导轨，25-移动水平导轨马达，26-夹取式取物夹子，27-移动竖直导轨马达，28-固定水平导轨皮带，30-机械手控制器，31-机械手终端抓取机构，32-固定水平导轨转轴,33-移动水平导轨转轴,34-移动竖直导轨旋转转轴，35-移动竖直导轨转轴，36-移动竖直导套，37-固定水平导套,38-移动水平导套,39-移动水平导轨皮带,40-移动竖直导轨皮带,41-移动竖直导轨旋转皮带，42-软胶，43-多腔室体，44-吸头电磁阀，45-型芯，46-侧板，47-吸头安装板，48-多腔室体气孔，49-气槽，51-夹子电磁阀,52-商品夹板，53-减压夹板，54-夹子电磁阀夹板，55-第一转轴，56-第二转轴，57-夹子侧板，58-夹子安装板，59-商品交换点，60-商品导槽，61-第一固定杆，62-第二固定杆，63-第三固定杆，64-第四固定杆，65-第五固定杆，66-第六固定杆。

具体实施方式

表面组装技术(Surface Mounted Technology，SMT)设备是把多种不同的电子元件拿起来，放到主板的各种不同的位置上去，再去过高温锡炉，电子元件上面沾满锡，温度降下来后，这些电子原件就牢牢地固定在主板上，当然多个电子元件的位置及需要贴到主板上的位置都要在电脑里事先设置好，并且贴的顺序也是事先设置好的，这些物料主要是一些很小的电子元件，有的只有一个毫米。

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，贵的有二百万人民币一台的，也有精度要求不高的，便宜的有两万人民币一台的。

SMT设备主要是靠伺服马达来实现从数值参数(电脑等设备中输入的数值)到距离(机械手的运动预设距离)的转换，也就是说当给出一个运动的数值，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SMT设备贴元件时，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，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，一个注塑机注塑量能够精确到一克的一百分之一，调试各种参数时，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。

这个伺服系统是使物体的位置、方位及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，伺服电机接收到一个脉冲，就会旋转一个脉冲对应的角度，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，也就是说伺服电机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，所以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。

根据上述设备的原理及方法，本实施例提出了一种机械手的原理及方法，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。

虽然SMT设备适用于小的电子元件小，而相当于电子元件一百倍大的日常用品更应该好拿取，所以应用于上述伺服电机的机械手在用在无人商店上是没有问题的。

本实施例提出了一种单臂机械手，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。相关技术中，在分拣包裹时用了很多的小机器人在来来回回地跑，实际上用这个机械手更合适，成本更 低，更简单。

顾客通过扫贴在商品上的二维码后或者通过其他设备输入所购买商品的信息，商店系统里控制器就会收到商品信息，把商品信息传输给在仓储区内的机械手，等顾客付款后，机械手就去把在仓储区内这个按照商店系统指定位置放置的商品拿到系统指定的取物处，顾客就可以通过手机平板等设备把取物处的门打开，就可以把所买的商品取走了，其中，仓储区里的商品可以不贴二维码。

参照附图图1-图12，本实施例提供了一种无人商店系统，该无人商店系统包括仓储部3，所述仓储部3包括机械手4、取物处9、总控制器7、储货架2及购物设备10，其中所述储货架2包括斜坡槽16，所述斜坡槽16上放置有商品，所述商品上面放置有压块15，所述储货架2上的商品由机械手4拿至取物处9，顾客从取物处9把所购买的商品取走，所述取物处9设置有取物处电磁阀，该取物处电磁阀控制取物处开关，所述总控制器7与机械手4、购物设备10及取物处电磁阀电路连接，所述总控制器7储存有所有商品的位置参数、价格信息及商品数量信息，在一实施例中，如图13所示，所述总控制器7包括以太网模块、无线模块、联网模块、处理器模块及存储器模块，处理器模块与以太网模块、无线模块、联网模块及存储器模块电路连接。如图14所示，无线模块包括WIFI模块、4G模块和5G模块中的至少一种；所述机械手4包括固定水平导轨19、固定水平导轨马达20、移动竖直导轨旋转马达22、移动水平导轨马达25、移动竖直导轨马达27、移动水平导轨21、移动竖直导轨24、机械手控制器30及机械手终端抓取机构31，所述移动水平导轨21放置在商店的储货架2的上方，所述机械手控制器30根据顾客订单自动生成机械手运动程式，机械手控制器30生成运动程式的依据包括商品的位置、重量、体积及长度,所述机械手运动程式只执行一次。

在一实施例中，所述固定水平导轨19上安装有固定水平导套37，固定水平导套37上安装有移动水平导轨21，移动水平导轨21安装有移动水平导套38，移动水平导套38上安装有移动竖直导轨24，移动竖直导轨24上安装有移动竖直导套36，移动竖直导套36上安装有机械手终端抓取机构31，固定水平导轨马达20驱动移动水平导轨21在固定水平导轨19上移动，移动水平导轨马达25驱动移动竖直导轨24在移动水平导轨21上移动，移动竖直导轨马达27驱动机械手终端抓取机构31在移动竖直导轨24上移动，移动竖直导轨旋转马达22驱动移动竖直导轨24旋转来调换机械手终端抓取机构31的抓取方式，机械手控制器30与固定水平导轨马达20、移动竖直导轨旋转马达22、移动水平导轨马达25及移动竖直导 轨马达27电路连接。

在一实施例中，所述机械手4的固定水平导轨马达20和移动水平导轨马达25非同时运动，即当固定水平导轨马达20运动时移动水平导轨马达25停止，当移动水平导轨马达25运动时固定水平导轨马达20停止,移动竖直导轨旋转马达22、移动竖直导轨马达27与固定水平导轨马达20可以同时运动，移动竖直导轨旋转马达22、移动竖直导轨马达27与移动水平导轨马达25可以同时运动。

在一实施例中，所述机械手4的运动程式是机械手控制器30根据顾客订单而自动生成的。

在一实施例中，所述机械手4的运动程式只执行一次，不重复执行的。

在一实施例中，所述机械手4的运动程式是多对多的程式，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。

在一实施例中，所述机械手固定水平导轨19的位置与储货架2的位置以及取物处9的位置都是固定不变。

在一实施例中，所述无人商店系统还包括操作部1，所述操作部1设有展示柜8，所述展示柜8摆放有展示商品，所述展示柜8摆放的商品顾客不能带走。

在一实施例中，所述取物处9设置有控制取物处9的开关的取物处电磁阀，取物处电磁阀与总控制器7电路连接。

在一实施例中，所述购物设备10包括输入装置和支付装置，所述输入装置设置为接收购物信息的输入，所述支付装置设置为接收和处理支付信息。所述购物设备10支付方式包括刷磁条卡支付、刷芯片卡支付、感应支付、扫码枪支付、刷脸支付、刷指纹支付、微信支付及支付宝支付八种支付方式里的一种或多种；或所述购物设备10支付方式包括刷磁条卡支付、刷芯片卡支付、感应支付、刷脸支付及刷指纹支付五种支付方式里的一种或多种。所述购物设备10购物信息的输入手段包括触摸屏输入、鼠标输入、语音输入及键盘按键输入四种手段里的一种或多种。

在一实施例中，所述机械手4使用的马达为伺服马达或步进电机，所述伺服马达都带伺服马达驱动器。

所述购物设备10的信息输入方式包括手机、平板、笔记本电脑等，通过上述信息输入方式登录商店网页选择商品并付款，在操作部1用扫码设备扫码选购商品并买单，在操作部1查看展示柜8内商品名称及编号并将商品名称及编号输入至输入设备中买单，在一个语音识别设备里对着设备用语音输入来选择商品 并付款，在操作部1内一个能打开本商店网页的设备里选购商品并买单。所述购物设备10所使用的方式为所述信息输入方式五种里的一种或多种。

该无人商店系统在空间上分为操作部1和仓储部3，操作部1主要是摆放所要售卖的商品，供顾客选择扫码用，仓储部3主要是存放所售卖的商品，仓储部3和操作部1是分开的，顾客只能在操作部1看商品，扫码，或者在设备上选择商品，但是顾客不能进入仓储部3。

顾客选购商品的方式有多种，先以手机扫码来选购商品来介绍。当客户在操作部1将购买商品的信息以一种方式输入到商店系统里，这个购物信息就传到了该商店的总控制器7，总控制器7通过设有伺服马达的机械手4去拿这些商品，并将商品放到取物处9，客户去取物处9拿商品。由于这个机械手4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9为基本原点，当机械手4运动到这里时，机械手4的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。有的商店有两排储货架2，因为仓储部3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部1。如果把展示柜8做到外墙上，取物处9也镶嵌到商店墙壁5上时，这是可以说没有操作部1了。商店系统如图1，其中，1表示操作部，2表示储货架，3表示仓储部，4表示机械手，5表示商店墙壁，6表示商品导槽，7表示总控制器，8表示展柜，9表示取物处，10表示购物设备。

操作部1里展示的商品按照预设规则摆放，日常用品消耗多的要摆放在显眼的地方，日常用的较少的商品可以放在角落里，并按种类分清楚摆放，如纸品要放在一起，饮料也归为一大类，食品类也单独放在另一个地方，个别消耗大的可以多摆几个同样的，以便多个客户扫码或者查看记。这个操作部1也要根据这个无人商店系统所处在区域的特点来摆放商品，主要根据平时商品售卖的情况做出调整，平时卖的多就多摆放几个扫码点，平时卖的少就少摆放，甚至把这个商品放到角落里去。操作部1设置多个取物处9，可供多人同时购物，基本上在操作部1最下面的一层都是取物处9，每个顾客在以一种方式选择好商品并买单完，系统就通过顾客在那个付款过的购物设备10里通知顾客，你可以打开取物处9的门取商品了，顾客就可以把所购的商品取走了。之所以要在手机里设置取物处9的开关，可以防止顾客的商品被别的顾客拿走。操作部1里一部分商品可以放在手可以伸进去摸或者拿起来看的栅栏里，但是商品又不能拿出来。有的商品可以摆放一些真的物品，有的贵重商品可以摆放一些图片或模型，甚 至就摆放一个包装盒，这样就不会有人去拿走操作部1里展示的商品了，也能让顾客看到选择想选择的商品，如图2，11为行的标识(行数)，12为列的标识(列数)，13为二维码，14为标签。取物处9也有分别的，有些商品就比较大，如被子，椅子以及一些成包的小件商品，这些商品的取物处9就要大些，但如矿泉水，小食品或纸巾等就不需要那么大的取物处了。取物处9的开关是由系统供电的取物处电磁阀控制的，当取物处9的门关闭时，取物处电磁阀会挡住取物处9拉不出来，只有通过顾客的手机里点击打开这取物处9，取物处电磁阀抽回去，顾客才能把取物处9拉出来取走商品。

仓储部3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4拿这个商品的位置，当机械手4得到信息后，就来拿这个商品，机械手4只根据位置来拿商品，机械手4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移到商品的位置，按下按键记录位置，并对这个位置的商品扫码，以将商品的种类输入，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或编号，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。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4时，设置为对数据输入和数据接收的控制器和机械手控制器可以做成一个，但是当一个商店有多部机械手4时，每部机械手4都有自己控制器，此外，无人商店系统还有一个数据输入和数据接收的总控制器7，这个总控制器7分配机协调多个机械手4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开，必须做到先进先出。放置商品的槽可以做成斜坡式的斜坡槽16，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压块使纸巾能自动滑移，如图3，15表示的是压块，16表示斜坡槽，17表示设置于槽前面的水平部分，18表示设置于货物槽前面的挡板部分。仓储部3的商品准备的数量，要以预设时间内所销售的量为 一个基数，预设时间要根据实际情况而定，比如是三天或七天。这种商店是以日常消费用品为销售目标的，不卖那些很少用的商品。所以对于那些一个月卖不到一件的商品，就不再摆卖了，另外生鲜农产品也不销售，因为生鲜产品不好用机械手去拿，但是生鲜农产品包装好后也可以销售，这样可以使商店的效益最大化。另外这种商店也分大中小三个类型，一般说来一万人左右的地方可以开一个小店；每十万人左右的地方可以开个中店；每一百万人左右的地方可以开一个大店。这样商店可以做到每天花一个小时左右时间补充货物，或者做到预定天数内，只需花一个小时左右时间补充一次货物，顾客如有问题，可以按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预设时间段内值班，处理异常和退货问题，比如在工作时间8:00-18:00内。机械手4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。

这个商店也可以把机械手所行走的地方与员工补货走的地方分开，分为机械手活动区域和员工补货通道，这样就可以在机械手不停止的情况下补货，不耽误商品销售，否则，要把机械手停止后再补货，等补完货后才能再销售商品，这样会耽误一些销售时间。

本实施例中提供了一种扫码购物方式，当顾客扫码后，手机上就打开一个链接或者界面，并出现选购本店商品的种类数量价格之类的信息，待顾客选定后，接下来是继续购买或者买单，待顾客买完所需商品后，买单，链接或者界面提示是用微信付款还是支付宝付款或是其它方式，选定后就从相应的支付方式中扣款，然后提示顾客你所买的商品在对应的取物处9取物，待商品都拿到取物处9后，系统就提示顾客你可以打开取物处9的门，顾客在手机里点击打开取物处9的门，就能拿走所买的商品了。顾客取走商品后，取物处9自动归回原先状态。每个订单只拿到一个取物处，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。

除了这个手机扫码购物外，也还有其它方法购物的，如以下几种方法：

通过手机、平板或笔记本电脑等移动设备购物，当顾客在操作部想买商品时，就在自己的移动设备里打开网页选择开单，移动设备就出现本店商品的分类目录的信息，请选择想买商品的名称或者其编号，每选完一个商品，就出现选购本店同类商品的厂家信息及价格之类的信息，可以在同类产品里选择一个或多个商品，待顾客选定后，接下来就会有两个选项，一个是继续选购商品， 另外一个是结束选购并买单，待顾客买单时，就会显示顾客所买商品清单让顾客确认，待顾客确认后，提示是用微信付款还是支付宝付款或是其它方式，选定后从对应的支付方式中扣款，待商品都拿到取物处9后，移动设备提示顾客可以打开哪个取物处的门以拿走商品，顾客在移动设备里点击打开取物处9的门，就能拿走所买的商品了。顾客取走商品后，取物处9自动归回原先状态。用户也可以在其它地方可以登录本商店网页，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该商店，然后在这个移动设备前输入订单号，系统就会把所购买的商品拿出来，顾客便可买到商品；也可以不付款就生成一个订单号，到商店在移动设备前输入订单号后再付款也能买到商品。

通过操作部内一个语音识别设备来购物，当顾客在操作部1看到有识别设备空闲时，就来到这个识别设备面前，说“开单”，设备就回应，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、数量及价格之类的信息(没有显示屏的，设备就语音输出商品的信息)，顾客核对屏幕显示信息与所说商品的信息是不是一致，一致的话，就继续同语音识别设备说明购买的数量，如果有错就同语音识别设备说明错误，再重新说商品的名称，直至商品的购买信息正确，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，选定后就从对应的支付方式中扣款，待商品都拿到取物处9后，设备就提示顾客你可以打开取物处9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9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。该购物设备10包括：处理器模块，该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；显示模块，该显示模块为设备上的显示屏，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；输入模块，顾客通过触摸屏、按键、或鼠标选择商品或输入购物信息；支付模块，顾客选择完了通过支付模块的感应支付，感应支付的方式包括微信、支付宝或网银等几种方式支 付货款；联网模块，该联网模块可以发送信息，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中，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可以打开取物处的门，顾客点击屏幕边可将门打开。

通过操作部1的输入设备来购物，当顾客在操作部1查看商品完毕后，将所选择商品的名称编号，选择开单，设备就显示出或者语音输出：请输入所买商品的名称或者其编号，这时就输入在操作部1内记下的商品的名称编号，每输完一个商品，就出现选购商品的种类、数量及价格之类的信息，顾客核对屏幕显示信息与所输入的信息是不是一致，是一致的，就选择购买，如果有错就修改输入信息直至正确，待顾客选定后，接下来就会有两个选项，一个是继续输入商品名称或编号，另外一个是结束输入并买单，待顾客买单时，提示是用微信付款还是支付宝付款或是其它方式，选定后就从对应的支付方式中扣款，待商品都拿到取物处后，输入设备就提示顾客你可以打开取物处的门，顾客在输入设备里点击打开取物处9的门，就能拿走所买的商品了。顾客取走商品后，取物处9自动归回原先状态。这个设备包括：处理器模块，主要用处理顾客输入信息以及其他模块的功能整合并与总控制器通讯；显示模块，比如，屏幕；输入模块，一种或多种的输入方法，比如：按键、触摸屏、手写笔或鼠标等；支付模块，一种或多种的付款方法，比如：刷磁条卡、刷芯片卡、感应支付、扫码、刷脸支付、刷指纹支付、微信支付及支付宝支付等等；以及联网模块，该联网模块与总控制器通讯。其中，显示模块、输入模块、支付模块及门的开闭都是由顾客触发的。这里的屏幕可以不是触摸屏的，也可以是触摸屏的。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商店，然后在输入设备前输入订单号，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，到商店在输入设备上输入订单号，再付款也可以。

通过操作部1内的网购设备来购物，顾客要购买商品，就在商店操作部1里通过这个网购设备里的人机界面打开该商店网页，通过这网购设备选择所要购买商品，待全部选完后，又可以通过这个网购设备买单或者其他方式买单，无人商店系统的控制器就会收到商品信息，并把商品信息传输给在仓储部内的机械手，机械手就去把在仓储部内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。所述网购设备包括显示屏。网购设备的付款方式有一种或几种，如刷磁条卡槽或扫码枪等；网购设备的操作方式有一种或几种，如按键、触摸屏或鼠标等；网购设备设有与总控制器通讯的接口；网购设备还有其它的一些辅助功能。顾客可以通过按键来输入商品信息；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。

以上购物方式的购物途径不同，每种购物适合不同的人群，在其他实施例中也还有其它方法，这里就不一一列举。由此可见所述购物设备购物信息的输入方式包括以下三种中的一种或多种在操作部查看操作部内展示柜内商品名称及编号后输入商品名称及编号，在一个语音识别设备里对着设备用语音说明商品名称及编号，或在操作部内一个购物设备上打开商店网页并在网页里选商品名称及编号。所述购物设备支付方式包括刷磁条卡支付、刷芯片卡支付、感应支付、扫码枪支付、刷脸支付、刷指纹支付、微信支付及支付宝支付的一种或多种，所述购物设备支付方式包括刷磁条卡支付、刷芯片卡支付、感应支付、刷脸支付及刷指纹支付中的一种或多种，所述购物设备购物信息的输入手段包括触摸屏输入、鼠标输入、语音输入及键盘按键输入中的一种或多种。这里操作部有时可以省略，有时可以把这个购物设备放进外面墙壁里，或者选择几种方式里一种，不需要设置操作部，这时就没有操作部了，但是顾客还是不能进仓储部。

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、可以只在操作部开冷气，节省成本；6、可以大大地节省空间，仓储部可以堆积更密集些，不用留出宽阔的走廊让顾客走来走去,另外货架也可以做的更高些，有人商店只能做到两米高，货架再高点的普通人就不好拿商品；7、可以节省顾客的购物时间，比如：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，比如：在开放式卖场里有的商品被顾客拆开过，有的碰掉摔坏。9、有利于消防管理，比如：大卖场出口不容易找到，即使设置多个出口，出口也容易堵住，顾客只能从收银台那里出去，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 以设置多个取物处，这样购物时买单就不用排队等候了。这里尤其是前三项优点的描述，这个节省的成本很大，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。对于第一项优点，少雇佣一个人，就能减少很多与雇佣方面的成本及纠纷等，如缴纳社保，劳动合同，年假，加班费及生育津贴等其它方面的费用；还有第二项和第三项优点，这两点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，欧美商店在周六和周日是不营业，白天也营业几个小时，就是因为要对劳动者保护。对于有些人来说，一个星期24小时营业的商店会使便利，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。这个无人商店系统对药店有很好改善作用，药品一般都是小件，都还包装好，方方正正，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。

所述机械手4，所述机械手4放置在商店储货架2的上方，包括固定水平导轨19、固定水平导轨马达20、移动竖直导轨旋转马达22、移动水平导轨马达25、移动竖直导轨马达27、移动水平导轨21、移动竖直导轨24、机械手控制器30及机械手终端抓取机构31，其中固定水平导轨19上安装有固定水平导套37，固定水平导套37上安装有移动水平导轨21，移动水平导轨21安装有移动水平导套38，移动水平导套38上安装有移动竖直导轨24，移动竖直导轨24上安装有移动竖直导套36，移动竖直导套36上安装有机械手终端抓取机构31，固定水平导轨马达20驱动移动水平导轨21在固定水平导轨19上移动，移动水平导轨马达25驱动移动竖直导轨24在移动水平导轨21上移动，移动竖直导轨马达27驱动机械手终端抓取机构31在移动竖直导轨24上移动，移动竖直导轨旋转马达22驱动移动竖直导轨24旋转以调换机械手终端抓取机构31的抓取方式，机械手控制器30与固定水平导轨马达20、移动竖直导轨旋转马达22、移动水平导轨马达25及移动竖直导轨马达27电路连接，所述机械手控制器30根据顾客订单自动生成机械手运动程式，所述机械手运动程式只执行一次。

马达和导轨之间传动用皮带连接，这种情况如下：

固定水平导轨19上安装有固定水平导套37、固定水平导轨马达20、固定水平导轨转轴32及固定水平导轨马达20，固定水平导轨转轴32上套有固定水平导轨皮带28，固定水平导轨皮带28与固定水平导套37以螺钉连接，固定水平导套37上安装有移动水平导轨21、移动水平导轨马达25及移动水平导轨转轴33，移动水平导轨马达25和移动水平导轨转轴33之间套有移动水平导轨皮带39，移动 水平导轨皮带39与移动水平导套38以螺钉连接，移动水平导轨21上安装有移动水平导套38，移动水平导套38上安装有移动竖直导轨24、移动竖直导轨马达27及移动竖直导轨旋转马达22，移动竖直导轨马达27和移动竖直导轨转轴35之间安装有移动竖直导轨皮带40，移动竖直导轨旋转马达22与移动竖直导轨旋转转轴34之间安装有移动竖直导轨旋转皮带41，移动竖直导轨皮带40与移动竖直导套36以螺钉连接，移动竖直导轨24安装有移动竖直导套36、移动竖直导轨转轴35及移动竖直导轨旋转转轴34，移动竖直导套36上安装有机械手终端抓取机构31。

固定水平导轨19、移动水平导轨21及移动竖直导轨24为非圆形的时候，固定水平导轨19、移动水平导轨21及移动竖直导轨24只需要一条就可以了；固定水平导轨19、移动水平导轨21及移动竖直导轨24为圆形的时候，圆形的导轨设置至少两条。

皮带可以用丝杠代替，马达和导轨之间传动用丝杠连接，这种情况如下：

机械手设有固定座，固定座安装有固定水平导轨19及固定水平丝杠，固定水平导轨19上安装有固定水平导套37及固定水平导轨马达20，固定水平导套37与固定水平导轨马达20以螺钉连接并一起运动，固定水平导轨马达20及固定水平丝杠之间以丝杆螺纹传动连接，固定水平导套37上安装有移动水平导轨21及移动水平丝杠，移动水平导轨21上安装有移动水平导套38及移动水平导轨马达25，移动水平导轨马达25与移动水平丝杠之间以丝杆螺纹传动连接，移动水平导套38与移动水平导轨马达25以螺钉连接并一起运动，移动水平导套38上安装有移动竖直导轨24、移动竖直丝杠及移动竖直导轨旋转马达22，移动竖直导轨24上安装有移动竖直导套36、移动竖直导轨马达27及移动竖直导轨旋转转轴34，移动竖直导轨马达27和移动竖直导套36之间以螺钉连接并一起运动，移动竖直导轨马达27与移动竖直丝杠之间以丝杆螺纹传动连接，移动竖直导轨旋转马达22与移动竖直导轨旋转转轴34之间安装有移动竖直导轨旋转皮带41，移动竖直导套36上安装有机械手终端抓取机构31。所述固定水平导轨19、移动竖直导轨24、移动水平导轨21、移动竖直丝杠、固定水平丝杠及移动水平丝杠是由圆棒制成，就如导轨外加一个带螺纹的圆棒来计量运动的距离一样，所述固定水平导轨马达20、移动竖直导轨马达27及移动水平导轨马达25均在自身转轴上外接一个带螺纹的传动件，所述传动件的螺纹与导轨螺纹匹配，其中一条圆棒上设有与驱动马达匹配的螺纹，带有螺纹的导轨与马达上带螺纹的传动件以螺纹传 动连接。这种方式丝杠不转动，靠马达转动来驱动导套运动。

这个丝杆传动还有另外一种方式，就是马达的转轴与丝杠固定连接，丝杠与导轨平行放置，导套上设置有与丝杠外螺纹匹配的内螺纹，导套与丝杠以螺纹连接。这种方式丝杠转动，因为有另外的导轨限制，导套不能转动，本实施例中丝杠传动的连接关系如下：

机械手设有固定座，固定座上安装有固定水平导轨19、固定水平丝杠及固定水平导轨马达20，固定水平导轨19上安装有固定水平导套37，固定水平导轨马达20的转轴与固定水平丝杠同轴且固定连接，固定水平导套37与固定水平丝杠以螺纹连接，固定水平导轨19与固定水平丝杠平行放置，固定水平导套37设有固定水平丝杠孔和固定水平导轨孔，固定水平丝杠孔设有与固定水平丝杠外螺纹匹配的内螺纹，固定水平导轨孔无螺纹，固定水平导套37上安装有移动水平导轨21、移动水平丝杠及移动水平导轨马达25，移动水平导轨21上安装有移动水平导套38，移动水平导轨马达25的转轴与移动水平丝杠之间同轴设置且固定连接，移动水平导套38设有移动水平丝杠孔和移动水平导轨孔，移动水平丝杠孔设有与移动水平丝杠外螺纹匹配的内螺纹，移动水平导轨孔无螺纹，移动水平导套38上安装有移动竖直导轨24、移动竖直导轨旋转马达22、移动竖直丝杠及移动竖直导轨马达27，移动竖直丝杠与移动竖直导轨马达27同轴设置且固定连接，移动竖直导轨24上安装有移动竖直导套36及移动竖直导轨旋转转轴34，移动竖直导套36设有移动竖直丝杠孔和移动竖直导轨孔，移动竖直丝杠孔设有与移动竖直丝杠外螺纹匹配的内螺纹，移动竖直导轨孔无螺纹，移动竖直导轨旋转马达22与移动竖直导轨旋转转轴34之间安装有移动竖直导轨旋转皮带41，移动竖直导套36上安装有机械手终端抓取机构31。

丝杠与皮带都能达到传动的效果，所以在一个机械手里可以在固定水平导轨19、移动竖直导轨24、移动水平导轨21里选择一个或两个使用丝杠传动形式，其余用皮带传动的方式，即一个机械手里有两种传动方式，混合的传动方式也是可以的。

接着还以皮带传动为例来说明这个机械手，如图4所示，19表示固定水平导轨，固定水平导轨19有时用两根，20表示固定水平导轨马达，21表示移动水平导轨，22表示移动竖直导轨旋转马达，移动竖直导轨旋转马达22主要是将吸附取物还是夹紧取物两种方式的转换，23表示多腔室负压吸头，24表示移动竖直导轨，25表示移动水平导轨马达，26表示夹取式取物夹子，该夹取式取物夹子 26为机械手终端抓取机构31里的夹取部位，27表示移动竖直导轨马达，28是固定水平导轨皮带，30表示机械手控制器，L1表示机械手的移动水平导轨21在固定水平导轨19上能移动的最大的距离，L2表示机械手的移动竖直导轨24在移动水平导轨21上能移动的最大的距离，L3表示机械手终端抓取机构31在移动竖直导轨24上能移动的最大的距离。这个机械手包括机械手控制器30，固定水平导轨19，移动水平导轨21及移动竖直导轨24以及机械手终端抓取机构31，每个导轨里有一个伺服马达(也可以用其它类型的电机，这里主要讲伺服电机)，皮带或者丝杠可用于测量距离，共有三个，在一其他实施例中有四个或者更多伺服马达和皮带或者丝杠，其中，丝杠比皮带要精确些。这个机械手4移动的距离要比贴片机里的尺寸大，移动的距离为50米、30米、10米或5米等，把固定水平导轨19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4运动的起点位置，以及机械手4水平运动方向，水平运动包括沿X轴方向和Y轴方向的运动，另外竖直方向为Z轴，建立一个坐标系，再把商品在这个坐标系(三维坐标)里的坐标输入系统里去，这些坐标都要在机械手4运动的范围之内，不在运动范围之内的坐标属于机械手4够不着的地方。有时为了节省空间，储货架2高度直至屋顶。机械手终端抓取机构31分为夹取式部分和吸取式部分，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，矿泉水或啤酒等要用夹取式，方便面或饼干等要用吸取式的。当控制器接到购物信息后，控制器就会对多个伺服马达驱动器发出指令，多个马达都会立即转动起来，在图4中，机械手终端抓取机构31的X轴方向移动是靠移动水平导轨马达25拉动移动竖直导轨24在移动水平导轨21上移动来实现的，机械手终端抓取机构31的Y轴方向移动是靠固定水平导轨马达20拉动移动水平导轨21在固定水平导轨19上移动来实现的，机械手终端抓取机构31的Z轴方向移动是靠移动竖直导轨马达27拉动机械手终端抓取机构31在移动竖直导轨24上移动来实现的，通过这三个方向上移动，机械手终端抓取机构31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。

机械手终端抓取机构31包括夹取式取物夹子26及多腔室负压吸头23，机械手的移动竖直导轨24顶端有移动竖直导轨旋转马达22，是用来切换夹取式取物和吸取式取物；夹取式取物夹子26里有一个夹子电磁阀51，是实现夹取和松开动作的，夹子电磁阀51与夹子连接，夹子电磁阀51伸缩就会带动夹子张开或闭 合；多腔室负压吸头23里有一个吸头电磁阀44，是实现产生负压吸取和释放负压松开动作，吸头电磁阀44伸缩时，商品和多腔室负压吸头23就形成了一个密闭的空间，随着吸头电磁阀44的拉伸，密闭空间变大，密闭空间内压强降低，商品就吸附在多腔室负压吸头23上了，这些电磁阀的功能也可以用气动的气缸来代替，来实现吸附和夹取的动作。

多腔室负压吸头23包括软胶42、多腔室体43、吸头电磁阀44、型芯45、侧板46、导轨套固定板47及吸头安装板59，其中软胶42和多腔室体43为一体成型的，型芯45插入多腔室体43后与商品就形成了密闭的腔室，软胶42起辅助密封作用，多腔室体43设置有多腔室体气孔48，型芯45设置有气槽49和型芯气孔，气槽49和型芯气孔连通。当型芯45插入多腔室体43与商品就形成了密闭的腔室时，吸头电磁阀44收缩时，型芯气孔与多腔室体气孔48错开了，空气不能进入，负压就形成了，型芯45抽出越多，负压就越大，商品就吸附的越紧。当吸头电磁阀44伸长时，负压就变小了，商品吸附就松了，型芯气孔与多腔室体气孔48接触了，空气就从多腔室体气孔48、型芯气孔及气槽49再到前面密闭的腔室，这时负压就消失了，如图5，这就是多腔室负压吸头23的工作原理。

如图6所示，夹取式取物夹子26包括夹子电磁阀51、夹子电磁阀夹板54、商品夹板52、减压夹板53、第一转轴55、第二转轴56、夹子侧板57及夹子安装板58，夹子安装板58与移动竖直导套36螺钉连接，夹子电磁阀51与夹子安装板58螺钉连接，夹子安装板58与商品夹板52通过第一转轴55转动连接，商品夹板52与减压夹板53通过转轴转动连接，商品夹板52通过第二转轴56安装在夹子侧板57上，夹子电磁阀51伸出或收缩带动夹子电磁阀夹板54、商品夹板52及减压夹板53运动，夹取商品。减压夹板53是为了增大夹取式取物夹子组件37与商品的接触面积减小压强而设置的。

在本实施例提供的无人商店里这个机械手的L1、L2及L3这三个参数可取，在固定水平导轨19上能移动的最大距离大于0.1米并小于500米，在移动水平导轨21上能移动的最大距离大于0.1米并小于500米，在高度上可以更小点，取100米，故在移动竖直导轨24上能移动的最大距离大于0.1米且小于100米。

在一实施例中，机械手的移动水平导轨21在固定水平导轨19上能移动的最大距离L1，0.1米＜L1＜500米。在一实施例中，机械手的移动竖直导轨24在移动水平导轨21上能移动的最大距离L2，0.1米＜L2＜500米。在一实施例中，机械手终端抓取机构31在移动竖直导轨24上能移动的最大距离L3，0.1米＜L3＜ 100米。

一个商店有一部或多部机械手4，每部机械手4都有机械手控制器30，但是商店还有一个数据输入和数据接收的控制器，总控制器7，这个总控制器还要分配、协调多个机械手的工作。这个总控制器7与有线网络连接，以便接收来自网络的商品信息，控制器6还需要有通讯电缆与商店里的其它购买设备相连，除了可以用手机扫码购物外，顾客也可以通过操作部1内其它的购物设备10来购物，这种购物设备10和商店的总控制器7相连，通过购物设备购买商品的信息也会传送到总控制器7，也会完成购物的。顾客通过购物来购买商品，总控制器6接收来自这些设备的购物信息，即能接收一切在本商店的购物信息；同时这个总控制器7既要与商店里的其它机械手控制器30连接，以便能控制这些机械手4的动作，又要与该商店的电脑主机相连接，以便这个商店的管理员能及时地查看购物信息及销售情况；总控制器6与公司的控制中心通讯连接，为商店管理，补货管理及会计核算等等提供数据，所以这个总控制器7设有很多接口，接口如图8，图中的机械手4的个数是不确定的，可能是一个，也可以是很多个，非如图中所示数量。其中总控制器7与该商店的电脑是以并行接口连接，总控制器7与该公司总控制中心以以太网接口连接，其余的是以串行接口连接。总控制器7包括联网模块(也可以加个WIFI模块或蓝牙模块)，处理器模块，存储器模块，以太网模块及支付模块，其中联网模块和蓝牙模块是用来接收发送信息给多个设备；以太网模块连接外网；处理器模块主要是用协调商店内资源，安排合适的机械手将商品放到合适的取物处里去，计算商品价格及完成商品销售；存储器模块主要存储商品在仓储部内的位置及商品价格等资料，以便处理器调用。

当一个购物设备有顾客操作时，联网模块接收到了信息，总控制器便将该购物设备列为使用中；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、总价及优惠价等，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7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7的联网模块就把这个商品位置信息发给取物的机械手4，取物的机械手4就去取商品；取物的机械手就把商品都一个一个地拿到取物处后，总控制器7的联网模块接收到了这个信息，把取物的机械手4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10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1都有自己的机械手控制器30，该机械手控制器30要控制五个以上马达的动作以及几个电磁阀的动作，如图9，图中的伺服马达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，并非如图中所示的数量，其中机械手控制器30所有接口都是串行接口，而且是没有以太网接口的；夹子电磁阀51主要是机械手终端抓取机构31抓紧松开用的。在一实施例中，机械手控制器30包括联网模块，处理器模块及存储器模块。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部内的位置。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多个运动部件的运动参数做出来，运动部件的运动参数包括什么时间开始运动及运动多少距离；之后联网模块把这些运动参数发给多个运动部件，机械手4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9，等把商品拿完了，联网模块发送信息给总控制器7，总控制器7获取商品都已经拿完，且已在取物处，如图1。这个商店的软件操作系统，可以用Windows,也可以用Android，也可以用苹果的Mac OS，由于这个设备、系统只在本实施例提供的无人商店系统内使用，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，因为这个系统只用于这个无人商店系统内，跟外界没有文件传输交换，不存在一个文件发到另外的无人商店系统打不开的情况。个别的未说明的情况。

在仓储部里储货架2是一排一排地摆放的,所述机械手4放置在商店储货架2的上方,机械手的移动水平导轨21设置在储货架2上方，可以拿取多个储货架2上的商品，机械手在货架之间来回运动，所以在机械手固定水平导轨19的两端都可以设置一个操作部1，都可以摆放商品来供顾客扫码，两边效果功能都是一样，这样也就多出一倍的取物处了,如果所述机械手4没有放置在商店储货架2的上方，那么机械手4只能拿取一个储货架2上的商品，机械手4的工作效率就大大降低了。操作部1里还可以做一些展示柜8，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，并以预设时间间隔报送整个商店系统控制中心，以备会计核算、送货及管理。这个系统可以和其他的系统混合使用。

这个商店用的用于无人商店系统的机械手4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， 或者取物的位置有预设顺序，且位置是固定的，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。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。这个机械手运动程式的生成，是机械手控制器先把取商品的先后顺序优化一下，找出最小路径的取物顺序，而后这个取物顺序加上多个运动部件的指令就成了一个运动程式。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、储货架及取物处之间的相对位置一定要不变，要固定下来，所以往往把机械手、储货架及取物处用铁条或用螺丝锁起来固定，做到标准化，多个商店数据要相同，便于管理、操作。

这种机械手4拿取商品，并将商品一个个拿到取物处9，或者拿到其他地方，当有多个商品时，这个多个商品取货需要按照顺序或预设的排序的方法或规则。机械手控制器30确定好方法或规则，这样机械手就能自动生成取货程式了。这个方法规则可以以商品的重量、体积及长度等商品本身的特征或者商品在系统里的编号及位置作为依据来排序，把这些规则输入到系统去后，当有订单时，机械手控制器30就会根据订单，自动生成执行这个订单的运动程式，机械手4就按照这个程式运动，把商品都拿出来放到取物处或其它地方。这个规则可以交叉设置,如,当重量大于N千克时,这时以重量为排序依据,重量大的先拿到取物处里去,以免把后面的商品压坏了；当重量小于N千克时(N值可以在系统里调整设置),这时就以体积为排序依据,先把体积大的商品拿到取物处里去。对于那些耐用消费品,可以先拿到取物处,然后，再将那些食品等容易破碎的商品拿到取物处里去。

通常情况可以设置为:

当重量大于或等于N千克时,以重量为排序依据,重量大的先拿到取物处或其他地方；

当重量小于N千克时,以长度为排序依据,长度长的先拿到取物处或其他地方；

其中当长度大于或等于L厘米时,以长度为排序依据,长度大的先拿到取物处或其他地方；

当长度小于L厘米时,以体积为排序依据,体积大的先拿到取物处或其他地方；

当体积相等时，以商品在系统里的编号为顺序，序号小的先拿到取物处或其他地方。

这只是多种规则里的一种,商店可以根据具体情况设置规则,这个规则主要是根据商品的特性来指定的,如商品的重量、体积及长度等，设定这个规则是为了机械手或机器人控制器能够自动生成运动程式，是实现真正的无人商店系统的重要一步。

当机械手4接到订单时，机械手控制器30就根据订单按照系统里规则自动生成程式，就从机械手4当前的位置运动到第一个商品的位置，抓取商品并向取物处运动，等到了取物处，机械手就把商品放到取物处里去，接着就运动到第二个商品的位置，抓取商品并向取物处运动，等又到了取物处9，就把商品放进取物处9……如此重复,待拿完最后一个商品时,机械手4就运动到待机位置或就此停住待机。

本实施例还提供了一种自带有购物箱的机械手4，该机械手的运动程式生成的方式又不同，这些机械手都自带有一个购物箱，那么就不用一个个地拿商品了。这种机械手运动程式自动生成的方法，就是根据商品的特征来设置规则，这些特征有重量、体积、长度、商品在商店里位置、商品在系统里编号等等。通常设置为：当商品重量大于N1千克时或当商品体积大于N2立方厘米时当商品长度大于N3厘米时，这些商品需要一个个地拿到取物处1或其它地方或放到购物箱后再倒入取物处1，当商品重量小于N1千克并商品体积小于N2立方厘米并商品长度小于N3厘米时，这时就可以先把商品拿到购物箱内，然后再一起拿到取物处1并倒入取物处1或拿到其它地方，并且这多个商品先后顺序是根据商品在商店的位置进行优化，把机械手拿货所走的路径最短的那一个计算出来，作为机械手运动程式。这个机械手的运动程式是根据顾客购物的订单(付款后的订单)而自动生成的，所以该机械手每个运动程式只执行一次。机械手控制器30也对放入购物箱内商品进行评估，一个购物箱装不下，机械手控制器30就会根据商品的体积重量分成两次来装，并按照以重量优先顺序先装一部分重量大的商品。

对于多个一起放到一个购物箱内商品，也可以这样设置：通常情况可以设 置为(M和L的值根据商店情况具体设定):当重量大于或等于M千克时,以重量为排序依据,重量大的先拿到购物箱；当重量小于M千克时,以长度为排序依据,长度长的先拿到购物箱；其中当长度大于或等于L厘米时,以长度为排序依据,长度大的先拿到购物箱；当长度小于L厘米时,以体积为排序依据,体积大的先拿到购物箱；其中当体积大于或等于V立方厘米时,以体积为排序依据,体积大的先拿到购物箱；当体积小于V立方厘米时,以商品在商店里的位置为排序依据,每拿到一个商品，再去拿离这个商品最近的商品，尽量缩短机械手运动的路程。这里是把重量作为优先级的，其次是长度，再其次是体积，最后没有要求优先级时就按商品位置来排序，从多种取货途径里，选用路径最短的一种方式作为机械手运动程式。

从上面可以看出，这个机械手程式生成主要是依据商品的本身的特征以及商品在商店里位置及商品在系统里编号。当商品的特征超出范围，这个商品就是一个一个地拿到取物处或其它地方，当商品特征在预设范围内时，机械手控制器30就根据商品在商店里的位置来优化路径，把机械手运动路径最短的那一种找出来并作为程式，如果有N个商品需要拿取，那么就有N！种途径取货，这时先拿哪个商品是随机的，再拿哪个商品也是随机的，由于拿商品时随机，所以有很多种组合，有N！种，找出一种最短的机械手运动路径作为程式。

在一实施例中，机械手控制器30生成运动程式的依据包括位置、重量、体积或长度。

本实施例提供了一种机械手运动程式自动生成的方法，这个方法或规则主要是根据商品的特性来设定的,如商品的重量、体积或长度等，设定这个规则的目的是为了机械手控制器30能够根据订单自动生成运动程式。商店可以根据具体情况设置规则，这个方法规则就是机械手控制器30可以以商品的重量、体积、长度、商品在系统里的编号或商品在商店里的位置作为依据来排序，确定机械手4拿货先后顺序，当有订单时，机械手控制器30就会根据订单，自动生成执行这个订单的运动程式，机械手4就按照这个程式运动，把商品都拿出来放到取物处9或其它地方。这个机械手4的运动程式是机械手控制器30根据顾客购物的订单(付款后的订单)而自动生成的，所以该机械手4每个运动程式只执行一次。

本实施例提供的无人商店系统有以下特征：所述机械手4的程式是根据顾客购买商品的订单而自动生成的；所述机械手4的程式是只执行一次，不重复执行；所述机械手4放置商品的位置是多个固定的位置，并且要先把这个多个位置参数 输入要机械手控制器30里去，也就是取物处9是多个固定，要先把这个多个位置参数输入要机械手控制器30里去；机械手4的运动程式是多对多的程式，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。所述机械手固定水平导轨19的位置是与仓储部的储货架2以及取物处9之间是固定的不变的。

在一实施例中，机械手的马达是伺服马达或步进电机，所述伺服马达都带马达伺服驱动器。机械手的固定水平导轨马达20和移动水平导轨马达25非同时运动，即当固定水平导轨马达20运动时移动水平导轨马达25停止，当移动水平导轨马达25运动时固定水平导轨马达20停止,移动竖直导轨旋转马达22、移动竖直导轨马达27及固定水平导轨马达20可以同时运动，移动竖直导轨旋转马达22、移动竖直导轨马达27及移动水平导轨马达25可以同时运动。

本实施例中，设置有上述机械手4的无人商店系统一般划分为操作部1和仓储部3，顾客不能进到仓储部3里去，只能在操作部1里活动，在操作部1所摆放的商品都贴上本店的二维码，以便顾客扫码，操作部1里的商品是不卖的。同时把仓储部3的商品按照系统里的数值位置摆放好，好让顾客购买这些商品时，只用一部机械手4，这部机械手4能够拿这些商品出去，仓储部3里的商品可以不贴二维码。如图1所示，机械手4先把商品放入购物箱内，然后再拿到取物处9，中间不用交换机械手，若机械手4没有购物箱，便直接把商品一个个地拿到取物处9。

顾客走进商店操作部1，想购买商品，就拿手机等设备扫描想购买商品的二维码，等把所有想购买商品扫码后，就付款，这时机械手就得到指令，去拿这些商品，待所买商品都拿到取物处得到确认后，顾客就可以通过手机打开取物处的门，便可拿走所买的商品。当顾客退货时，系统确认无损坏后，就由机械手拿到这个商品原来的位置上去。顾客取走商品后，取物处自动归回原先状态。

在一实施例中，若本实施例的无人商店系统为小型商店，一部或两部机械手就够用了，但中型的商店和大型的商店就需要多部机械手共用，每部机械手把自己范围的商品拿到交换点后，再由其它机械手从交换点拿到对应的取物处，其中，在交换点拿取商品的机械手为交换机械手，从货架上拿商品的机械手可以叫做取物的机械手。每个单子要尽量不用多部机械手4交换来拿货，这样能提高效率，所以在取物处选择时，尽量选择取物处靠近该购物单上大多数商品的存放位置，这样可以减少交换次数。如图10，59表示商品交换点，取物的机械 手4把商品拿到这里，再由交换机的机械手4拿到其他地方去，4表示取物机械手或交换机械手，交换机械手与取物机械手4，本质上是一样的，只是放置的位置不一样，可以拿商品交换，也可以拿一个购物箱来到交换点，让取物机械手将商品拿到购物箱中，也就是交换机械手4可以拿的是商品，也可以拿的是一个购物箱。机械手上可以设置有一个购物箱，先把商品拿到自己的购物箱内，然后再将商品拿到交换地点后并倒入交换机械手的购物箱里去，或者机械手没有购物箱，直接把商品一个个地拿到交换地点，然后再放到交换机械手的购物箱里去。

在一实施例中，在不用交换机械手时，且只有一部取物机械手时，为了多设置一些取物处，通常会做一些导槽，叫做商品导槽60，主要是把商品顺利引导到取物处9里去，这个商品导槽60一般应用于有两部取物机械手的无人商店系统中，如图11，其中60表示商品导槽，另外，在图11中，示出了两部机械手，图11中示出了一个无人商店系统用两部取物机械手的情况，通过商品导槽60，就可以使商品滑到另一个机械手4处，从而使每个取物处9都能接收两个机械手4所拿的商品。导槽的分配情况为，其中，商品导槽60设置有两组，靠近其中一个机械手的商品导槽分配为导槽A1-A6，靠近另一个机械手的商品导槽分配为B1-B6，其中，导槽A1和导槽B6是取物处A的导槽，导槽A2和导槽B5是取物处B的导槽，导槽A3和导槽B4是取物处C的导槽，导槽A4和导槽B3是取物处D的导槽，导槽A5和导槽B2是取物处E的导槽，导槽A6和导槽B1是取物处F的导槽，同理，如果把展示柜8做到外墙上，取物处9也镶嵌到商店墙壁5上时，也可以设置同样多的取物处9，每个机械手都自带一个机械手控制器30，机械手控制器30控制着机械手的运动，同时还有一个总控制器7，这个总控制器7主要起分配工作及协调工作的作用，当无人商店系统规模不大时，适合设有两部机械手4。机械手4先把商品拿到自己的购物箱内，然后再拿到取物处9，中间不用交换机械手。或者机械手没有购物箱，直接把商品一个个地拿到取物处里去。

在一实施例中，如图12，无人商店系统中设置有一部取物机械手情况，该无人商店系统包括商品导槽60、机械手4及两个储货架2，商品导槽60、机械手4及两个储货架2之间要相互固定连接，以保证商品导槽60、机械手4及两个储货架2相对位置的固定，机械手4取物的参数就不会变，这样机械手4就能准确地取商品了。如图12，61是导槽之间的第一固定杆，62是储货架2和机械手之间的第二固定杆，63是储货架2底部的第三固定杆，64是第三固定杆63和商品导槽60之 间的第四固定杆，66是机械手4和墙壁之间的第五固定杆，65是两个储货架之间的第六固定杆。

在一实施例中，本实施例提供的无人商店系统还有检测机构，机械手4拿商品之后，检测机构检测商品是否被拿到取物处9，本实施例中检测机构的检测过程具体操作如下：当机械手4拿商品时，不是直接放到取物处9，而是先放到取物处9边上的一个扫码点，每放一个商品，检测机构就会扫码商品上的条码，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9。顾客所买的商品，是以这个检测机构检测到的商品为准，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。

在一实施例中，商店不设购物设备，只设展示柜，展示柜内放有商品，商品贴有二维码等信息，顾客用手机登扫码设备扫商品上的二维码，在手机下单并付款，商店也通过手机通知顾客在哪里取货。

在一实施例中，商店设语音识别购物设备，顾客通过语音来选择商品，并买单。

在一实施例中，商店设网购设备，顾客通过网购上网，在商店网页里来选择商品，并买单。

在一实施例中，商店设输入购物设备，顾客通过查看商店展示柜里商品名称，并在输入设备输入来选择商品，并买单。

Claims (11)

1. 一种无人商店系统，包括：

   仓储部，包括机械手、取物处、总控制器和储货架，所述储货架包括斜坡槽，所述斜坡槽设置为放置商品，所述机械手设置为将所述储货架上的商品拿至所述取物处；

   其中，所述机械手包括：

   固定水平导轨；

   固定水平导轨马达，设置于所述固定水平导轨上；

   固定水平导套，安装于所述固定水平导轨上，且所述固定水平导轨的位置、所述取物处的位置及所述储货架的位置相对不变；

   移动水平导轨，安装于所述固定水平导套上，并设置于所述储货架的上方；

   移动水平导套，安装于所述移动水平导轨上；

   移动水平导轨马达，设置于所述移动水平导轨上；

   机械手终端抓取机构，连接于所述移动水平导套；及

   与所述总控制器电路连接的机械手控制器；

   其中，所述固定水平导轨马达设置为驱动所述移动水平导轨在所述固定水平导轨上移动，所述移动水平导轨马达设置为驱动所述移动水平导套在所述移动水平导轨上移动，所述机械手控制器分别与所述固定水平导轨马达及所述移动水平导轨马达电路连接。
2. 根据权利要求1所述的无人商店系统，其中，所述固定水平导轨马达和所述移动水平导轨马达设置为非同时运动以使所述固定水平导轨马达运动时，所述移动水平导轨马达停止，或所述移动水平导轨马达运动时，所述固定水平导轨马达停止。
3. 根据权利要求1所述的无人商店系统，其中，所述移动水平导轨在所述固定水平导轨上能移动的最大距离为L1，0.1米＜L1＜500米，所述移动竖直导轨在所述移动水平导轨上能移动的最大距离为L2，0.1米＜L2＜500米，所述机械手终端抓取机构在所述移动竖直导轨上能移动的最大距离为L3，0.1米＜L3＜100米。
4. 根据权利要求1所述的无人商店系统，其中，所述固定水平导轨马达和所述移动水平导轨马达为伺服马达或步进电机，所述伺服马达包括伺服马达驱动器。
5. 根据权利要求1所述的无人商店系统，还包括与总控制器电路连接的购 物设备，购物设备包括输入装置和支付装置，所述输入装置设置为接收购物信息的输入，所述支付装置设置为接收和处理支付信息。
6. 根据权利要求1所述的无人商店系统，其中，所述总控制器包括以太网模块、无线模块、联网模块、处理器模块及存储器模块，所述处理器模块与所述以太网模块、所述无线模块、所述联网模块及所述存储器模块电路连接，所述无线模块包括WIFI模块、4G模块和5G模块中的至少一种，所述总控制器设置为储存商品的位置参数、价格信息及数量信息。
7. 根据权利要求1所述的无人商店系统，还包括设置为控制取物处开关的取物处电磁阀，所述取物处电磁阀与所述总控制器电路连接。
8. 根据权利要求1所述的无人商店系统，还包括操作部及设置于所述操作部内的展示柜，所述展示柜设置为摆放展示的商品。
9. 一种无人商店系统的控制方法，所述方法设置为在权利要求1-8任一项所述的无人商店系统中实施，所述方法包括：

   所述机械手控制器接收顾客订单中的商品信息；

   所述机械手控制器根据所述商品信息自动生成机械手的运动程式；及

   所述机械手控制器控制所述机械手执行所述运动程式。
10. 根据权利要求9所述的无人商店系统的控制方法，其中，所述商品信息包括所述顾客订单中的商品的重量、体积及长度。
11. 根据权利要求9所述的无人商店系统的控制方法，其中，所述购物设备购物信息的输入方式包括以下三种的至少一种：

    在操作部输入商品名称及编号；

    语音识别设备里语音输入商品名称及编号；及

    在网页上选商品名称及编号；

    所述购物设备的支付方式包括刷磁条卡支付、刷芯片卡支付、感应支付、刷脸支付及刷指纹支付中的至少一种；

    所述输入方式采用的输入装置包括触摸屏、鼠标、语音识别设备及键盘按键中的至少一种。

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