一種智能整理圖書機(jī)器人及其整理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖書智能管理領(lǐng)域，涉及一種整理圖書機(jī)器人及其整理方法，特別是一種智能整理圖書機(jī)器人及其整理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，人們對(duì)于知識(shí)的渴望越來(lái)越強(qiáng)烈。然而，當(dāng)前社會(huì)知識(shí)書籍種類繁多，圖書館藏書量巨大，圖書整理工作成為一個(gè)難題。
[0003]目前，現(xiàn)有的圖書整理工作大多數(shù)由人工整理完成，既耗費(fèi)了大量的人力和時(shí)間，增加管理圖書成本，又降低了圖書整理工作效率。人工整理圖書準(zhǔn)確性差，錯(cuò)放圖書現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，給讀者借閱圖書造成不便。因此，需要一種智能整理圖書機(jī)器人及其整理方法解決上述難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法解決上述圖書管理方面存在的問題，提供了一種智能整理圖書機(jī)器人及其整理方法，智能整理圖書機(jī)器人通過RFID識(shí)別定位技術(shù)對(duì)圖書進(jìn)行識(shí)別和圖書所處書庫(kù)位置定位，自主智能識(shí)別行駛路徑到達(dá)圖書應(yīng)處位置，通過圖像識(shí)別確定圖書外形和尺寸，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書的智能、準(zhǔn)確歸架整理。
[0005]為了完成上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。
[0006]一種智能整理圖書機(jī)器人，其特征在于，所述智能整理圖書機(jī)器人包括:中央控制器、RFID讀寫器、RFID電子標(biāo)簽、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、供電模塊。所述中央控制器分別與RFID讀寫器、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、供電模塊連接。所述供電模塊分別與中央控制器、RFID讀寫器、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊連接。
[0007]所述的中央控制器分別與RFID讀寫器、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、供電模塊連接，接收處理RFID讀寫器、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、供電模塊傳輸來(lái)的信息和數(shù)據(jù)，并向RFID讀寫器、圖像識(shí)別模塊、整理圖書模塊、無(wú)線通信模塊、移動(dòng)模塊、檢測(cè)模塊、人機(jī)交互模塊、供電模塊傳輸命令信息和數(shù)據(jù)。
[0008]所述的RFID讀寫器與中央控制器連接，用于讀取RFID電子標(biāo)簽的圖書信息、圖書位置信息、充電識(shí)別RFID電子標(biāo)簽和機(jī)器人信息及其位置信息，將讀取的RFID電子標(biāo)簽的信息反饋到中央控制器；RFID讀寫器分為書庫(kù)RFID讀寫器和機(jī)器人RFID讀寫器；書庫(kù)RFID讀寫器與圖書管理系統(tǒng)連接，用于讀取圖書信息RFID電子標(biāo)簽、位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽；機(jī)器人RFID讀寫器用于讀取圖書信息RFID電子標(biāo)簽、位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽、機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽。
[0009]所述的RFID電子標(biāo)簽向RFID讀寫器反饋圖書信息、圖書位置信息、充電識(shí)別信息和機(jī)器人信息及其位置信息，分為圖書信息RFID電子標(biāo)簽、位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽、機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽、充電識(shí)別RFID電子標(biāo)簽，每一本書有唯一的圖書信息RFID電子標(biāo)簽，每一個(gè)機(jī)器人有唯一的機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽身份。
[0010]所述的圖像識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)圖書外形和尺寸大小的確定，包括攝像頭、圖像采集卡、圖像處理識(shí)別軟件，攝像頭安裝在機(jī)械手前端。
[0011]所述的整理圖書模塊采用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、升降裝置、傳送裝置、推送裝置、機(jī)械臂和機(jī)械手組合構(gòu)成，通過圖像識(shí)別模塊對(duì)圖書外形和尺寸大小進(jìn)行識(shí)別，由機(jī)械臂和機(jī)械手對(duì)圖書進(jìn)行夾取，通過旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、升降裝置、傳送裝置、推送裝置工作將圖書放回原處。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)采用齒輪和電機(jī)組合裝置；升降裝置采用升降臂實(shí)現(xiàn)升降；傳送裝置采用傳送帶移動(dòng)圖書；推送裝置采用推進(jìn)機(jī)裝置推送圖書；機(jī)械臂采用三自由度運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)分別與三個(gè)步進(jìn)電機(jī)連接，并由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制；機(jī)械手采用小型電動(dòng)機(jī)械夾鉗用來(lái)夾取圖書，機(jī)械手兩端安裝容柵傳感器測(cè)量機(jī)械手開口位移；機(jī)械手下端安裝尖狀結(jié)構(gòu)，適合從書架上兩書之間縫隙叉開兩書。
[0012]所述的無(wú)線通信模塊包括網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)器、無(wú)線信號(hào)接收和發(fā)送模塊。通過該模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與圖書館圖書管理系統(tǒng)無(wú)線通信，保持機(jī)器人與圖書館圖書管理系統(tǒng)的聯(lián)系O
[0013]所述的移動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在圖書館內(nèi)的移動(dòng)，該模塊包括2個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器、2個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、2個(gè)獨(dú)立主動(dòng)輪、2個(gè)緩沖萬(wàn)向從動(dòng)輪、2個(gè)減速器、2個(gè)直流伺服電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路由中央控制器連接控制；2個(gè)獨(dú)立主動(dòng)輪作為機(jī)器人的后輪，通過兩個(gè)主動(dòng)輪的速度不同來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向功能，速度相同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)和后退；2個(gè)緩沖萬(wàn)向從動(dòng)輪作為機(jī)器人的前輪，配合2個(gè)主動(dòng)輪完成前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向；每一減速器和每一驅(qū)動(dòng)輪連接；每一個(gè)直流伺服電機(jī)和一個(gè)減速器、一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器、一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接，構(gòu)成兩套移動(dòng)動(dòng)力裝置。
[0014]所述的檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自身的檢測(cè)障礙物、識(shí)別方向和自身狀態(tài)，包括激光測(cè)距儀、加速度傳感器、陀螺儀、里程計(jì)、電子羅盤、超聲波傳感器。通過激光測(cè)距儀、加速度傳感器、陀螺儀、里程計(jì)、電子羅盤、超聲波傳感器檢測(cè)障礙物、識(shí)別方向位置和自身狀態(tài)。
[0015]所述的人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器人之間的信息交換，包括液晶觸摸顯示屏。人們可以通過液晶觸摸顯示屏進(jìn)行操作，將操作設(shè)置指令傳達(dá)給機(jī)器人的中央控制器。
[0016]所述的供電模塊實(shí)現(xiàn)機(jī)器人整個(gè)系統(tǒng)的供電、電源轉(zhuǎn)換變壓和對(duì)剩余電量的檢測(cè)，并完成自動(dòng)移動(dòng)到指定充電區(qū)充電。包括電源充電器、電壓轉(zhuǎn)換器、電源檢測(cè)控制器、電能存儲(chǔ)電池。充電識(shí)別采用充電識(shí)別RFID電子標(biāo)簽識(shí)別定位技術(shù)。
[0017]所述的RFID識(shí)別定位技術(shù)是監(jiān)控任意位置的圖書采用固定位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽監(jiān)控圖書信息RFID電子標(biāo)簽的方法，使用固定位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽向圖書信息RFID電子標(biāo)簽提供位置信息，書庫(kù)RFID讀寫器向圖書信息RFID電子標(biāo)簽和位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽發(fā)送定位命令信息，圖書信息RFID電子標(biāo)簽與最近的位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽交流信息后獲取當(dāng)前所處位置，書庫(kù)RFID讀寫器讀取圖書信息RFID電子標(biāo)簽信息和其所處當(dāng)前位置信息。
[0018]所述的自主智能識(shí)別行駛路徑是采用固定位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽搜索機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽的方法，使用固定位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽向機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽提供位置信息，機(jī)器人RFID讀寫器向機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽和位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽發(fā)送定位命令信息，機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽與最近的位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽交流信息后獲取當(dāng)前所處位置，機(jī)器人RFID讀寫器讀取機(jī)器人信息RFID電子標(biāo)簽信息和其所處當(dāng)前位置信息。
[0019]一種智能整理圖書機(jī)器人整理方法，其特征在于，所述智能整理圖書機(jī)器人整理方法包括:在書庫(kù)中固定位置安裝位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽，每個(gè)位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽之間的距離是等間隔的，對(duì)書庫(kù)實(shí)現(xiàn)空間位置定位。通過書庫(kù)RFID讀寫器讀取位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽信息，每個(gè)位置標(biāo)記RFID電子標(biāo)簽具有特定標(biāo)識(shí)身份信息，然后在圖書管理系統(tǒng)中建立書庫(kù)RFID布局地圖顯示書庫(kù)名稱、