圖書自動化取放裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器人，具體地，涉及一種圖書自動化取放裝置，尤其適用于圖書館中圖書的自主上、下架和整理的實現(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今圖書館的藏書量以及借閱量逐年增加，特別是高校圖書館，圖書的歸類和上架需要花費大量的人力，這將導致勞動強度增大，圖書管理將是一項越來越艱辛的工作。然而人力歸還、取出圖書的效率十分低下，并且有可能出現(xiàn)位置擺放錯誤等問題。盡管很多圖書館采用貼條形碼或RFID技術(shù)輔助圖書的識別與管理，但是圖書館未來發(fā)展的必然趨勢一定是用機器人來自主完成人類圖書管理員完成圖書的上下架、借取、歸還、查錯查重和其他管理操作，其執(zhí)行效率、正確路都很高，完全可以滿足圖書館日常管理工作的需要。
[0003]而目前關(guān)于這方面的研究并不多。有的將書架完全改造，把書架變?yōu)榱藭?，這樣的設計實施難度大、實用成本高；而有是單純的模擬人手的傳送機械臂設計，不但機構(gòu)復雜、可行性低，而且實現(xiàn)的功能少，一般只能實現(xiàn)取書，不具備放書的功能，也無法實現(xiàn)圖書的全自動取、放。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種圖書自動化取放裝置。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的一種圖書自動化取放裝置，包括三維運動裝置、二維運動裝置、寄存書架，還包括傳送機械臂、傳送平臺以及撞針；
[0006]傳送機械臂的前端朝向外部書架，后端朝向寄存書架；傳送機械臂包括兩個開合臂，所述兩個開合臂的遠離和靠近實現(xiàn)開合運動，所述兩個開合臂的相對面上均設置有用來轉(zhuǎn)動以傳送圖書的滾輪；
[0007]用于為圖書提供支撐的傳送平臺位于所述兩個開合臂之間間隙的下方；
[0008]三維運動裝置使傳送機械臂實現(xiàn)三維運動；
[0009]二維運動裝置使寄存書架實現(xiàn)二維運動；
[0010]寄存書架的開口朝向外部書架；
[0011]撞針前端朝向寄存書架的背部，撞針由電機驅(qū)動能夠向前移動以把圖書從寄存書架推入傳送機械臂中和傳送平臺上。
[0012]優(yōu)選地，所述兩個開合臂鏡像對稱地分別設置在左右兩側(cè)；
[0013]所述兩個開合臂的前端分別延伸出一前擋板，構(gòu)成一對用于夾取圖書的前擋板；
[0014]所述兩個開合臂的后端分別延伸出一后擋板，構(gòu)成一對用于夾取圖書的后擋板。
[0015]優(yōu)選地，一對前擋板中的兩個前擋板均為正圓弧形，且凸弧面相對；一對后擋板中的兩個后擋板均為正圓弧形，且凸弧面相對。
[0016]優(yōu)選地，所述兩個開合臂相對面的對應位置處分別設置一滾輪，構(gòu)成一對滾輪；每對滾輪之間的間距能夠變化；滾輪由滾輪馬達驅(qū)動。
[0017]優(yōu)選地，滾輪的軸向為垂直方向；滾輪的中心軸的兩端分別連接安裝支架的兩端，安裝支架通過彈簧連接開合臂的內(nèi)側(cè)面；彈簧的形變形成每對滾輪之間的間距的變化。
[0018]優(yōu)選地，彈簧穿在導向桿上，導向桿的外端連接開合臂的內(nèi)側(cè)面，導向桿的內(nèi)端伸入安裝支架的通孔內(nèi)。
[0019]優(yōu)選地，平臺的前端高于后端且表面光滑以允許圖書在平臺上表面滑動；平臺的長度使得平臺從寄存書架底面延伸至外部書架底面。
[0020]優(yōu)選地，二維運動裝置包括X軸導軌(10)和Z軸導軌，寄存書架能夠沿X軸導軌在前后方向上移動，并能夠沿Z軸導軌在高度方向上移動；
[0021]三維運動裝置包括Y軸導軌、升降裝置、平面移動平臺、移動平臺滑塊；平面移動平臺安裝在升降裝置的頂部，移動平臺滑塊能夠沿平面移動平臺的在左右方向上延伸的導軌滑動，Y軸導軌設置在移動平臺滑塊上，傳送機械臂設置在Y軸導軌上；
[0022]寄存書架和二維運動裝置設置在移動平臺滑塊上。
[0023]優(yōu)選地，還包括取書控制裝置，其中，所述取書控制裝置用于進行如下控制:
[0024]二維運動裝置驅(qū)使寄存書架中的一個空的單元格移動到存取位置，所述存取位置即撞針的正前方、傳送機械臂的正后方；寄存書架存取位置的底面與傳送平臺后端相接；
[0025]在攝像頭的引導下，使傳送平臺前端與外部書架目標圖書所在層的底面相接，使得寄存書架的存取位置的底面、傳送平臺、目標圖書所在層的底面構(gòu)成一個連續(xù)的面，進而使得目標圖書能夠通過這個連續(xù)的面從外部書架移動到寄存書架；
[0026]作為撐開夾緊裝置的電機運動，使傳送機械臂的兩個前擋板前端分別對準目標圖書與左右鄰接圖書的縫隙；然后使傳送機械臂向前移動，使兩前擋板前端分別插入目標圖書與左右鄰接圖書的縫隙中；
[0027]撐開夾緊裝置運動，使傳送機械臂的兩個前擋板前端夾緊目標圖書，然后使傳送機械臂向后移動，使目標圖書移出，漸漸脫離其他圖書并移動到傳送給平臺上，此時目標圖書后半部分仍未脫離其他圖書；
[0028]撐開夾緊裝置運動，使傳送機械臂的兩個前擋板前端松開目標圖書，由于目標圖書后半部分仍未脫離其他圖書，故目標圖書保持直立狀態(tài)不會倒下；然后啟動滾輪馬達，使?jié)L輪驅(qū)使目標圖書向后移動，使傳送機械臂向前移動，直到目標圖書書背部分移動到最靠前的一對滾輪的中間，此時通過撐開夾緊裝置使傳送機械臂夾緊，從而目標圖書被滾輪移動到傳送機械臂后方，使目標圖書通過傳送平臺滑到寄存書架的存取位置；引導板用于引導目標圖書在傳送過程中不傾。
[0029]優(yōu)選地，還包括還書控制裝置，其中，所述還書控制裝置用于進行如下控制:
[0030]二維運動裝置驅(qū)使寄存書架中含目標圖書的單元格移動到存取位置，所述存取位置即撞針的正前方、傳送機械臂的正后方；寄存書架存取位置的底面與傳送平臺后端相接;
[0031]在攝像頭的引導下，使傳送平臺前端與外部書架目標位置所在層的底面相接，這樣寄存書架的存取位置的底面、傳送平臺、目標位置所在層的底面構(gòu)成一個連續(xù)的面，使得目標圖書能夠通過這個連續(xù)的面從寄存書架移動到外部書架的目標位置；
[0032]撐開夾緊裝置運動，使傳送機械臂夾緊，直到兩個前擋板前端接觸，并對準目標位置兩邊圖書之間的的縫隙；然后使傳送機械臂向前移動，使前擋板前端插入目標位置兩邊圖書之間的縫隙中；
[0033]停止對撐開夾緊裝置電機的控制，使傳送機械臂能夠受外力作用而自由開合；啟動滾輪馬達，使?jié)L輪向?qū)⒛繕藞D書前移的方向轉(zhuǎn)動；撞針伸長，穿過寄存書架，將目標圖書推向傳送機械臂；在撞針的推動下，目標圖書接觸傳送機械臂的后擋板，后擋板被目標圖書撐開，以將傳送機械臂的兩個開合臂撐開，從而使得前擋板前端將外部書架目標位置兩邊圖書之間的縫隙撐開；
[0034]撞針繼續(xù)推動目標圖書，直到目標圖書接觸滾輪并被滾輪移動到外部書架目標位置；使傳送機械臂向后移動，通過撐開夾緊裝置使傳送機械臂夾緊，直到兩個前擋板前端相距比目標圖書略寬的間隙，接著使傳送機械臂向前移動，做推書的動作。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0036]1、本發(fā)明提供的裝置設計創(chuàng)新實用，可行性強，實現(xiàn)性高而且較為美觀。它有一套完整的、可以相互協(xié)調(diào)配合完成工作的機械裝置，如三維的X、Y、Z導軌以及特別設計的傳送機械臂這些裝置保證了機械臂的靈活性和準確性，以及對書籍的保護和存放，使取書放書能夠安全有效地進行。
[0037]2、本發(fā)明提供的裝置通過傳送平臺和引導板以及擋板使書完好無損地放到寄存書架?？蓪崿F(xiàn)全自動化，極大地降低了人類圖書館員的勞動強度。
[0038]3、本發(fā)明提供的裝置可應用于普通圖書館，不需要對圖書館內(nèi)書架進行改造，有良好的適應性。
【附圖說明】
[0039]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0040]圖1為本發(fā)明提供的裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖2為本發(fā)明提供的裝置中機械臂部分側(cè)視圖；
[0042]圖3為本發(fā)明提供的裝置中機械臂細節(jié)圖；
[0043]圖4為本發(fā)明提供的裝置機械臂俯視圖；
[0044]圖5為本發(fā)明提供的裝置滾輪部分俯視細節(jié)圖；
[004