CN108711219A - 一种可对接机器人和人的自动售货设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可对接机器人和人的自动售货设备，包括售货主体，所述售货主体内设有放置物品的货架、用于取货的取货仓和取货机械爪；所述售货主体上设有与取货机械爪相连的控制器，所述取货仓上设有与外部连通的第一入口、供取货机械爪放置物品的第二入口；所述售货主体内设有与云端数据库、控制器信号相连的信号收发器；所述第一入口处设有可垂直或左右移动的防盗门A，用于开启或关闭第一入口；所述第二入口处设置有防盗门B，用于开启或关闭第二入口；所述取货仓外侧所在的售货主体上设置有感应机器人靠近的感应器。通过防盗门A、防盗门B、感应器来解决了与机器人的交互问题，实现人和机器人共用一个货柜及取货口。

Description

一种可对接机器人和人的自动售货设备

技术领域

本发明涉及售货机领域，尤其涉及一种可对接机器人和人的自动售货设备。

背景技术

目前，随着售货机技术的日渐发展和成熟，售货机的应用越来越广，布放越来越多，在地铁站、商场、办公楼内随处可见，并形成了巨大的商机。相应地，对于自动售货机的研究也不断扩展，自动售货机的种类也不尽相同。

目前市面上的自动售货机都是针对个人操作使用的，人们在现场选择物品、然后付款，相应的物品从货架上取出，并顺着相应的轨道流入取货仓，有时会在取货仓的入口放置有一块可向内翻转的挡板，用于遮挡灰尘进入取货仓内。随着人工智能的发展，现有的服务型机器人可以在无人参与的情况下完成一次接多个订单的一整套流程，同时具备接待、问候、指引、提物、广告、支付、酒店入住及退房等功能，该机器人在接收订单后可以无人操作下完成取货、送货等工作。而目前市面上的自动售货设备无法满足上述机器人取货的需求。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种可对接机器人和人的自动售货设备。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种可对接机器人和人的自动售货设备，包括售货主体，所述售货主体内设置有放置物品的货架、用于取货的取货仓，所述售货主体内设置有能将物品从货架取下并放置在取货仓内的取货机械爪；所述售货主体上设置有与取货机械爪相连的控制器，所述售货主体上设置有与控制器相连的触摸显示屏；所述取货仓上设置有与外部连通的第一入口、供取货机械爪放置物品的第二入口；所述售货主体内设置有与云端数据库、控制器信号相连的信号收发器；所述第一入口处设置有可垂直或左右移动的防盗门A，用于开启或关闭第一入口；所述第二入口处设置有防盗门B，用于开启或关闭第二入口；所述取货仓外侧所在的售货主体上设置有感应机器人靠近的感应器。

上述控制器可采用可编程控制器，其内设置有控制系统，用于控制自动售货设备的自动运行。并与其它的自动售货设备一样，该自动售货设备设有与外部电源相连的电源单元，用于给自动售货设备的运行供电。上述触摸显示屏供现场人员下单使用，上述触摸显示屏上可进行物品的选择、数量的确定，并进行移动支付，上述移动支付一般支持主流的支付宝、微信等扫码支付。

本发明在第一入口处设置有防盗门A，并将其设置成垂直或左右方向移动，当感应器检测到机器人靠近时，防盗门A打开；等待机器人上的货柜伸入取货仓内，为了感应货柜是否到位，可在取货仓内设置有接近开关等传感器进行监测。当货柜到位后，防盗门B打开，取货机械爪将相应的货品从货架上取出并放置在货柜内。由于自动售货设备具有与云端数据库信号相连的信号收发器，客户可以远程下单，如手机APP软件或电脑网站进行下单，相应订单会传输至云端数据库处理，云端数据库将指令同时发送给货柜和机器人。通过防盗门A、防盗门B、感应器来解决了与机器人的交互问题，实现人和机器人共用一个货柜及取货口。

进一步来说，所述售货主体的正面具有物品展示区，所述物品展示区为电子屏或货架显示区。所述售货主体的正面还可以设置有摄像头、麦克风和扬声器，其中摄像头放置在触摸显示屏上方，当人们现场下单时，摄像头可将操作人员的头像拍摄下来；当设置麦克风和扬声器后，现场人员下单可采用语音识别的方式处理，方便了现场人员的操作。

优选地，所述第一入口的两侧对称设置有一组滑槽A，防盗门A嵌入至所述滑槽A内，并在售货主体内设置有电机A，所述电机A的驱动轴上设置有驱动轮，所述驱动轮与所述防盗门A之间通过传动带相连，所述电机A与控制器相连。上述方式能够实现防盗门A垂直方向运行。当需要实现防盗门A水平方向运行时，同样将防盗门A嵌入在一组滑槽内，并用伺服电机驱动的丝滚珠丝杠来带动防盗门A前后移动。所述防盗门B的一侧设置有转轴上，所述转轴的两端通过轴承座安装在售货主体上，所述转轴的一端通过联轴器与电机B的驱动轴相连，所述电机B与控制器相连。电机A通过传动带来驱动防盗门A运行，提高防盗门A的牢固性，避免被轻易的打开。上述电机A采用伺服电机，可进行正反转控制。电机B通过驱动转轴旋转来实现防盗门B的翻转作业。由于防盗门A、防盗门B的开合均有一个固定范围，为此在防盗门A外侧设置有行程开关，用来记录防盗门A的移动路程，当检测到防盗门A移动固定距离时，停止电机A运行。由于防盗门B是翻转作业的，为了防止防盗门B翻转过度而与取货仓碰撞，在防盗门B或取货仓上设有减震垫，并在相应的取货仓上设置有传感器，用于感应防盗门B。

优选地，所述取货仓的底部设置有防滑防震垫，用于减缓物品掉落的向下冲击力，对物品起到保护作用。

优选地，所述货架外侧设置有移动机构，所述移动机构具有沿Z轴、X轴方向移动，所述取货机械爪安装在所述移动机构上，使得取货机械爪可沿Z轴、X轴方向移动。所述移动机构包括垂直分布在货架左右两侧的具有驱动电机的纵向丝杠组件A，所述纵向丝杠组件A上有水平放置的与纵向丝杠组件A上的滑块相连的、具有驱动电机的横向丝杠组件B,所述横向丝杠组件B的滑块上设置有所述取货机械爪。取货机械爪沿着Z轴、X轴移动，很方便的将物品从货架上取出。

所述移动机构的另一种结构如下：包括水平分布在货架上下两侧的具有驱动电机的横向丝杠组件B，所述横向丝杠组件B上有垂直放置的与横向丝杠组件B上的滑块相连的、具有驱动电机的纵向丝杠组件A,所述纵向丝杠组件A的滑块上设置有所述取货机械爪。

优选地，所述货架可采用普通货架，也可以采用加长型货架。当采用加长型货架时，货架的两侧面固定在售货主体的左右两侧面上，所述取货机械爪设置在货架的前端，补货维修门设置在售货主体上，方便人员给货架加货。

优选地，在售货主体上可设置有广告位，并在广告位后方所在的售货主体上设置有广告位照明灯，使广告位上相应广告的醒目，易于被人观察到。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视示意图；

图2为本发明实施例1的剖视示意图；

图3为本发明实施例1中加长型货架的分布示意图；

图4为本发明实施例2的剖视示意图；

图5为本发明实施例2的主视示意图；

图6为本发明实施例3的主视示意图。

图中：

1-售货主体；2-物品展示区；3-触摸显示屏；4-感应器；5-取货仓；6-货架；7-机械放置区；8-防盗门A；9-防盗门B；10-防滑防震垫；11-纵向丝杠组件A；12-横向丝杠组件B；13-取货机械爪；14-摄像头；15-扬声器；16-广告位照明灯；17-广告位；18-补货维修门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1

参见附图1、图2所示，本实施例提供了一种可对接机器人和人的自动售货设备，包括售货主体1，所述售货主体1为柜体，其内设置有放置物品的货架6、其上设置有取货仓5，在售货主体1内设置有能将物品从货架取下并放置在取货仓5内的取货机械爪；所述售货主体1上设置有与取货机械爪相连的控制器。上述控制器可采用可编程控制器，其内设置有控制系统，用于控制自动售货设备的自动运行。并与其它的自动售货设备一样，该自动售货设备设有与外部电源相连的电源单元，用于给自动售货设备的运行供电。上述描述属于常规的自动售货设备范畴。所述售货主体1的正面设置有物品展示区2，所述物品展示区2为电子屏或货架显示区；所述售货主体1的正面设置有与控制器相连的触摸显示屏3。上述触摸显示屏3供现场人员下单，控制系统的显示界面显示在触摸显示屏上，现场人员触摸上述触摸显示屏3即可进行物品的选择、数量的确定，并进行移动支付，上述移动支付支持主流的支付宝、微信支付等扫码支付。

所述售货主体1内设置有与云端数据库信号相连的信号收发器，能够接收来自云端数据库的指令信号，并将信号传递给控制器，使得取货机械爪抓取相应的物品。所述取货仓5的入口设置有可垂直或左右移动的防盗门A8，货道出口处或货道上设置有防盗门B9，在本实施例中将防盗门B9放置在货道出口处所在的取货仓5内；所述取货仓5外侧所在的售货主体上设置有感应机器人靠近的感应器4。在触摸显示屏3上方设置有摄像头14，下方设置有扬声器15、麦克风，上述摄像头14、扬声器15、麦克风均与控制器相连。

本发明在取货仓入口处设置有防盗门A，并将其设置成垂直或左右方向移动，当感应器检测到机器人靠近时，防盗门A打开；等待机器人上的货柜伸入取货仓内，为了感应货柜是否到位，可在取货仓内设置有接近开关等传感器进行监测。当货柜到位后，防盗门B打开使得货道内的物品流入货柜内。由于自动售货设备具有与云端数据库信号相连的信号收发器，客户可以远程下单，如手机APP软件或电脑网站进行下单，相应订单会传输至云端数据库处理，云端数据库将指令同时发送给货柜和机器人。为了防止物品下落时碰撞到售货主体1时出现破损等问题，在所述取货仓5的底部设置有防滑防震垫10，用于减缓物品掉落的向下冲击力。

在本实施例中，所述取货仓5的入口处两侧对称设置有一组滑槽A，防盗门A8嵌入至所述滑槽A内，并在售货主体1内设置有电机A，所述电机A的驱动轴上设置有驱动轮，所述驱动轮与所述防盗门A8之间通过传动带相连，所述电机A与控制器相连。所述防盗门B9的一侧设置有转轴上，所述转轴的两端通过轴承座安装在售货主体1上，所述转轴的一端通过联轴器与电机B的驱动轴相连，所述电机B与控制器相连。电机A通过传动带来驱动防盗门A运行，避免防盗门A被轻易的打开；上述电机A采用伺服电机，可进行正反转控制。电机B通过驱动转轴旋转来实现防盗门B的翻转作业，上述电机B采用伺服电机，可进行正反转控制。由于防盗门A、防盗门B的开合均有一个固定范围，为此在防盗门A外侧设置有行程开关，用来记录防盗门A的移动路程，当检测到防盗门A移动固定距离时，停止电机A运行。由于防盗门B是翻转作业的，为了防止防盗门B翻转过度而与取货仓碰撞，在防盗门B或取货仓上设有减震垫，并在相应的取货仓上设置有传感器，用于感应防盗门B。

本实施例中的货架6可采用普通货架，也可以采用加长型货架。当采用加长型货架时如图3所示，货架6的两侧面固定在售货主体1的左右两侧面上，所述取货机械爪13设置在货架6的前端；同时将补货维修门设置在售货主体的前面，方便人员给货架加货。本实施例中，所述货架前端设置有可沿Z轴、X轴方向移动的移动机构，取货机械爪13安装在所述移动机构上。所述移动机构包括垂直分布在货架两侧的具有驱动电机的纵向丝杠组件A11，所述纵向丝杠组件A11上有水平放置的与纵向丝杠组件A上的滑块相连的、具有驱动电机的横向丝杠组件B12,所述横向丝杠组件B12的滑块上设置有所述取货机械爪13。取货机械爪13沿着Z轴、X轴移动，很方便的将物品从货架上取出。

为了便于维护，在本实施例中将控制器、信号收发器等设备专门放置在机械放置区7内。如果该自动售货设备具有制冷功能，即在设备内增加了空调等制冷设备，也可以将制冷设备放置在该机械放置区7内。

本实施例中控制器与售货设备上的传感器、驱动电机等电气设备相连，用于控制上述设备运行，实现自动售货设备的正常作业；本实施例中的取货机械爪与市面上售货设备用的取货机械爪一样，能够用来抓取物品、并将物品放置在货道上。

实施例2

参见图4、图5所示，本实施例提供了一种可对接机器人和人的自动售货设备，包括售货主体1，所述售货主体1靠墙设置的柜体，上述柜体一般为透明材料制成，如透明的夹胶钢化玻璃，便于观察柜体内的产品情况。在售货主体1上方设置有广告位17，位于广告位17内侧所在的售货主体1上设置有广告位照明灯16。在售货主体1上设置有补货维修门18，用于设备维护及补货。

与实施例1一样，本实施例中售货主体1内设置有货架、其上设置有取货仓5，在售货主体1内设置有能将物品从货架取下并放置在取货仓5内的取货机械爪；所述售货主体1上设置有与取货机械爪相连的控制器。在所述售货主体1的正面设置有与控制器相连的触摸显示屏3、摄像头、扬声器、麦克风、机械放置区7。售货主体1内设置有与云端数据库、控制器信号相连的信号收发器；所述第一入口处设置有可垂直或左右移动的防盗门A，用于开启或关闭第一入口；所述第二入口处设置有防盗门B，用于开启或关闭第二入口；所述取货仓外侧所在的售货主体上设置有感应机器人靠近的感应器4。

取货机械爪13可沿X轴、Z轴方向移动，取货机械爪13放置在相应的移动机构上。与实施例1不同，上述移动机构包括水平分布在货架上下两侧的具有驱动电机的横向丝杠组件B12，所述横向丝杠组件B12上有垂直放置的与横向丝杠组件B上的滑块相连的、具有驱动电机的纵向丝杠组件A11,所述纵向丝杠组件A11的滑块上设置有所述取货机械爪13。

实施例3

本实施例的主体结构与实施例1相同，均包括售货主体1，所述售货主体1为柜体，在其上设置有摄像头、扬声器15、麦克风、感应器4、触摸显示屏3和取货仓5，柜体内设置有货架及用于取货的取货机械爪、控制器、信号收发器等；其不同之处在于：所述触摸显示屏3为大屏幕，在两侧抵靠至柜体的左右两侧，可在其上直接点击所需的产品。取货仓5放置在售货主体1的中间位置，感应器4放置在取货仓5下方。摄像头放置在触摸显示屏3的正上方。

在本实施例中，货架上的物品除了采用取货机械爪进行抓取外，还可以采用货道的形式进行货物输送，即将货物从较高处经货道进入取货仓5内。

客人下单后，系统将数据发送云端数据库处理，云端数据库将指令同时发送给货柜和机器人，机器人接收指令后到达取货机取货。货柜在识别到机器人后主动打开防盗门A(以传统防盗门必须人为向内开启不同，此门是由系统控制垂直/左右打开)，机器人识别到取货仓的入口位置后将收纳仓伸入取货仓内，待机器人就位自动售货设备打开内部的防盗门B放货，待货物放入收纳仓后，自动售货设备关闭内部的防盗门B，机器人自动收回收纳仓，货柜关闭外部的防盗门A。非机器人操作时也可以像正常售货设备一样出售货物给人。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可对接机器人和人的自动售货设备，包括售货主体，所述售货主体内设置有放置物品的货架、用于取货的取货仓，所述售货主体内设置有能将物品从货架取下并放置在取货仓内的取货机械爪；所述售货主体内设置有与取货机械爪相连的控制器，所述售货主体上设置有与控制器相连的触摸显示屏；所述取货仓上设置有与外部连通的第一入口、供取货机械爪放置物品的第二入口；其特征在于：所述售货主体内设置有与云端数据库、控制器信号相连的信号收发器；所述第一入口处设置有可垂直或左右移动的防盗门A，用于开启或关闭第一入口；所述第二入口处设置有防盗门B，用于开启或关闭第二入口；所述取货仓外侧所在的售货主体上设置有感应机器人靠近的感应器。

2.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述第一入口的两侧对称设置有一组滑槽A，防盗门A嵌入至所述滑槽A内，并在售货主体内设置有电机A，所述电机A的驱动轴上设置有驱动轮，所述驱动轮与所述防盗门A之间通过传动带相连，所述电机A与控制器相连。

3.根据权利要求2所述的自动售货设备，其特征在于：所述防盗门B的一侧设置有转轴上，所述转轴的两端通过轴承座安装在售货主体上，所述转轴的一端通过联轴器与电机B的驱动轴相连，所述电机B与控制器相连。

4.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述取货仓的底部设置有防滑防震垫。

5.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述售货主体的正面具有物品展示区，所述物品展示区为电子屏或货架显示区。

6.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述货架外侧设置有移动机构，所述移动机构具有沿Z轴、X轴方向移动，所述取货机械爪安装在所述移动机构上，使得取货机械爪可沿Z轴、X轴方向移动。

7.根据权利要求6所述的自动售货设备，其特征在于：所述移动机构包括垂直分布在货架左右两侧的具有驱动电机的纵向丝杠组件A，所述纵向丝杠组件A上有水平放置的与纵向丝杠组件A上的滑块相连的、具有驱动电机的横向丝杠组件B,所述横向丝杠组件B的滑块上设置有所述取货机械爪。

8.根据权利要求6所述的自动售货设备，其特征在于：所述移动机构包括水平分布在货架上下两侧的具有驱动电机的横向丝杠组件B，所述横向丝杠组件B上有垂直放置的与横向丝杠组件B上的滑块相连的、具有驱动电机的纵向丝杠组件A,所述纵向丝杠组件A的滑块上设置有所述取货机械爪。

9.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述货架的两侧面固定在售货主体的两侧面上，所述取货机械爪放置在货架的前端。

10.根据权利要求1所述的自动售货设备，其特征在于：所述售货主体上设置有补货维修门。