CN109227570A - 智能图书管理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能图书管理机器人，包括底板、设置于底板下侧的行走机构、设置于底板上侧的转运机构和设置于底板上侧的移动书架；所述转运机构用于对固定书架上的书和移动书架上的书进行转运且转运机构包括安装板、设置于安装板下侧用于驱动安装板水平滑动的水平位置驱动机构、用于驱动水平位置驱动机构升降的升降机构、设置于安装板上侧的自转机构、设置于自转机构上的水平伸缩机构、设置于水平伸缩机构前端的夹取机构和设置于夹取机构上的扫描器，所述自转机构用于驱动水平伸缩机构和夹取机构绕一竖向轴转动，所述水平伸缩机构用于驱动夹取机构前后移动，所述扫描器用于采集图书信息：能够准确、高效的对图书进行分类、整理。

Description

智能图书管理机器人

技术领域

本发明涉及图书管理领域，具体涉及一种智能图书管理机器人。

背景技术

近年来，随着大型图书馆的高速发展，现有的人工操作和管理模式与迅速增长的馆藏形成了鲜明的矛盾。

目前学校、社会上的图书馆图书每月都有上万次的借出和归还，图书馆工作人员每天必须耗费大量的时间和精力用于分类、整理、上下架和搬运等单调且重复性的工作。这对图书馆的工作人员来说无疑是一个很大的负担，全手工操作，不仅工作量大，而且效率较低。人力对图书整理具有滞后性，大大的降低了图书馆运行的效率，图书馆的书籍不能够时时保持整齐，不利于读者对图书馆藏书的检索、阅读以及保证书籍与其登记位置的对应统一。如今机器人作为一种高效的自动化设备，在各个领域的现代制造业发展中都起到了巨大的作用。但目前市场上的图书管理机器人价格昂贵、功能不齐全、系统不稳定维护维修困难。鉴于上述的不足以及市场的需求，设计了一种全自动、多角度无死角，能够准确、高效的对图书进行分类、整理的智能图书管理机器人。

发明内容

本发明的智能图书管理机器人，包括底板、设置于底板下侧的行走机构、设置于底板上侧的转运机构和设置于底板上侧的移动书架；所述转运机构用于对固定书架上的书和移动书架上的书进行转运且转运机构包括安装板、设置于安装板下侧用于驱动安装板水平滑动的水平位置驱动机构、用于驱动水平位置驱动机构升降的升降机构、设置于安装板上侧的自转机构、设置于自转机构上的水平伸缩机构、设置于水平伸缩机构前端的夹取机构和设置于夹取机构上的扫描器，所述自转机构用于驱动水平伸缩机构和夹取机构绕一竖向轴转动，所述水平伸缩机构用于驱动夹取机构前后移动，所述扫描器用于采集图书信息。

进一步，所述底板包括前底板、后托板和连接于前底板与后托板之间的连接板，所述转运机构设置于前底板上，所述移动书架设置于后托板上；所述行走机构包括设置于前底板前端的前万向轮、设置于前底板后端的动力滚轮、设置于后托板后端的后万向轮和用于驱动动力滚轮转动的行走驱动装置，所述动力滚轮包括设置于底板横向两侧的左、右动力滚轮，所述行走驱动装置包括用于分别独立驱动对应左、右动力滚轮的左、右行走驱动电机。

进一步，所述升降机构包括左、右升降支撑组件，左、右升降支撑组件均包括呈“X”状铰接的连杆组，所述连杆组为多组且多组连杆组上下重叠连接，位于上侧的连杆组的两下端与位于下侧的连杆组的两上端分别对应铰接，所述升降机构还包括用于驱动左、右升降支撑组件沿竖向伸缩的升降驱动装置，所述升降驱动装置包括设置于左、右升降支撑组件底部之间的升降驱动滑块、用于驱动升降驱动滑块前后滑动的升降驱动丝杠和用于驱动升降驱动丝杠转动的升降驱动电机，所述左、右升降支撑组件的两底部后端固定于前底板，左、右升降支撑组件的两底部前端均固定于升降驱动滑块，左、右升降支撑组件的上端以铰销可沿纵向单自由度滑动的方式铰接支撑于水平位置驱动机构。

进一步，所述水平位置驱动机构包括设置有纵向滑轨的纵向滑轨板、纵向滑动安装于纵向滑轨的横向滑轨板和横向滑动安装于设置在横向滑轨板的横向滑轨的支撑滑板，所述自转机构安装于支撑滑板上；水平位置驱动机构还包括用于驱动横向滑轨板纵向滑动的纵向丝杠驱动机构和用于驱动支撑滑板横向滑动的横向丝杠驱动机构。

进一步，所述自转机构包括固定安装于支撑滑板上侧的自转电机和固定于自转电机的转轴的自转架；所述水平伸缩机构包括固定于自转架的沿水平方向设置的直线电机，所述直线电机的后端固定于自转架，前端固定于夹取机构。

进一步，所述夹取机构包括垫板、沿横向单自由度滑动设置于垫板前端的左、右夹爪和用于驱动左、右夹爪以靠近或远离的方式现实夹取或释放的夹取驱动机构，所述夹取驱动机构包括沿纵向单自由度滑动设置于垫板的纵向滑动驱动块、两端分别铰接于纵向滑动驱动块与左夹爪的左连杆、两端分别铰接于纵向滑动驱动块与右夹爪的右连杆和用于驱动纵向滑动驱动块纵向滑动的纵向丝杠驱动组件。

进一步，所述移动书架为书柜，所述书柜的上部空间用于放置书籍，下部空间用于放置控制箱和电源，所述上部空间一侧设置有沿横向单自由度滑动安装于书柜的压板，所述压板设置有弹簧并用于使压板压紧被放书籍。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种智能图书管理机器人，具有结构简单、全自动、全方位无死角，能够准确、高效的对各大图书馆的图书进行分类整理的特点。夹取机构采用电机加丝杆、丝杆螺母、连杆、滑块结构，电机旋转带动丝杆螺母移动，丝杆螺母通过连杆带动滑块移动实现机械手指的夹紧与松开，结构简单；升降机构、双层滑台、转台与电推杆的相互配合可实现全方位无死角的工作；书架与控制箱、蓄电池一体结构节省空间、利于布线，书架装有弹簧与压板时刻保证书本姿态；后托板与连接板之间使用卡爪加弹簧设计增加连接强度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的另一结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示，本实施例中的智能图书管理机器人；包括底板1、设置于底板下侧的行走机构2、设置于底板上侧的转运机构和设置于底板上侧的移动书架3；所述转运机构用于对固定书架上的书和移动书架上的书进行转运且转运机构包括安装板4、设置于安装板下侧用于驱动安装板水平滑动的水平位置驱动机构5、用于驱动水平位置驱动机构升降的升降机构6、设置于安装板上侧的自转机构7、设置于自转机构上的水平伸缩机构8、设置于水平伸缩机构前端的夹取机构9和设置于夹取机构上的扫描器10，所述自转机构用于驱动水平伸缩机构和夹取机构绕一竖向轴转动，所述水平伸缩机构用于驱动夹取机构前后移动，所述扫描器用于采集图书信息；所述扫描器为RFID扫描器，结合控制器实现对书籍进行识别，当然，控制器通过现有的算法控制不同书籍之间的搬运和管理，在此不再赘述；而上述智能图书管理机器人具有结构简单、全自动、全方位无死角，能够准确、高效的对各大图书馆的图书进行分类整理的特点。

本实施例中，所述底板包括前底板11、后托板12和连接于前底板与后托板之间的连接板13a，所述转运机构设置于前底板11上，所述移动书架设置于后托板12上；所述行走机构包括设置于前底板11前端的前万向轮13、设置于前底板11后端的动力滚轮、设置于后托板12后端的后万向轮15和用于驱动动力滚轮转动的行走驱动装置，所述动力滚轮包括设置于底板横向两侧的左、右动力滚轮14，所述行走驱动装置包括用于分别独立驱动对应左、右动力滚轮14的左、右行走驱动电机；所述前万向轮13为1个并设置在前底板11横向中间，所述后万向轮15为1个并设置在后托板12横向中间，如图所示，通过独立控制左、右行走驱动电机，利于实现底板转向，且转向灵活，且底板稳定性好；横向表示左右方便，纵向表示前后方向。

本实施例中，所述升降机构包括左、右升降支撑组件，左、右升降支撑组件均包括呈“X”状铰接的连杆组61，所述连杆组61为多组且多组连杆组61上下重叠连接，位于上侧的连杆组61的两下端与位于下侧的连杆组61的两上端分别对应铰接，所述升降机构还包括用于驱动左、右升降支撑组件沿竖向伸缩的升降驱动装置，所述升降驱动装置包括设置于左、右升降支撑组件底部之间的升降驱动滑块62、用于驱动升降驱动滑块62前后滑动的升降驱动丝杠63和用于驱动升降驱动丝杠63转动的升降驱动电机，所述左、右升降支撑组件的两底部后端固定于前底板11，左、右升降支撑组件的两底部前端均固定于升降驱动滑块62，左、右升降支撑组件的上端以铰销可沿纵向单自由度滑动的方式铰接支撑于水平位置驱动机构；所述纵向滑轨板的横向侧壁沿纵向开设限位滑槽64保证左、右升降支撑组件的上端以铰销可沿纵向单自由度滑动，通过该结构左、右升降支撑组件，利于保证转运机构升降稳定，保证控制精度高，升降速度快。

本实施例中，所述水平位置驱动机构包括设置有纵向滑轨51的纵向滑轨板52、纵向滑动安装于纵向滑轨的横向滑轨板53和横向滑动安装于设置在横向滑轨板53的横向滑轨52a的支撑滑板4(即安装板4)，所述自转机构安装于支撑滑板上；水平位置驱动机构还包括用于驱动横向滑轨板53纵向滑动的纵向丝杠驱动机构54和用于驱动支撑滑板横向滑动的横向丝杠驱动机构55。

本实施例中，所述自转机构包括固定安装于支撑滑板上侧的自转电机和固定于自转电机的转轴的自转架71；所述水平伸缩机构包括固定于自转架的沿水平方向设置的直线电机81，所述直线电机的后端固定于自转架，前端固定于夹取机构；方便夹取装置的位置调节，提高夹取精度。

本实施例中，所述夹取机构包括垫板91、沿横向单自由度滑动设置于垫板91前端的左、右夹爪(包括左夹爪92和右夹爪93)和用于驱动左、右夹爪以靠近或远离的方式现实夹取或释放的夹取驱动机构，所述夹取驱动机构包括沿纵向单自由度滑动设置于垫板91的纵向滑动驱动块94、两端分别铰接于纵向滑动驱动块94与左夹爪的左连杆、两端分别铰接于纵向滑动驱动块94与右夹爪的右连杆和用于驱动纵向滑动驱动块94纵向滑动的纵向丝杠驱动组件，纵向丝杠驱动组件包括与纵向滑动驱动块94螺纹配合的丝杠95和用于驱动丝杠95转动的电机96；夹取机构采用电机加丝杆、丝杆螺母、连杆、滑块结构，电机旋转带动丝杆螺母移动，丝杆螺母通过连杆带动滑块移动实现机械手指的夹紧与松开，结构简单。

本实施例中，所述移动书架为书柜，所述书柜的上部空间用于放置书籍，下部空间用于放置控制箱和电源，所述上部空间一侧设置有沿横向单自由度滑动安装于书柜的压板32，所述压板设置有弹簧33并用于使压板压紧被放书籍；如图所示，所述上部空间内设置横向支撑板，横向支撑板中间沿横向开设有滑槽34，滑槽内沿横向设置有导向杆35，所述压板的上、下侧分布突出形成嵌入滑槽内的导向块，所述导向块设置有导向孔且该导向孔滑动外套于导向杆，所述弹簧外套于导向杆且两端分别与压板固定连接；所述上部空间为2层结构，所述下部空间通过合页设置有柜门。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种智能图书管理机器人，其特征在于：包括底板、设置于底板下侧的行走机构、设置于底板上侧的转运机构和设置于底板上侧的移动书架；所述转运机构用于对固定书架上的书和移动书架上的书进行转运且转运机构包括安装板、设置于安装板下侧用于驱动安装板水平滑动的水平位置驱动机构、用于驱动水平位置驱动机构升降的升降机构、设置于安装板上侧的自转机构、设置于自转机构上的水平伸缩机构、设置于水平伸缩机构前端的夹取机构和设置于夹取机构上的扫描器，所述自转机构用于驱动水平伸缩机构和夹取机构绕一竖向轴转动，所述水平伸缩机构用于驱动夹取机构前后移动，所述扫描器用于采集图书信息。

2.根据权利要求1所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述底板包括前底板、后托板和连接于前底板与后托板之间的连接板，所述转运机构设置于前底板上，所述移动书架设置于后托板上；所述行走机构包括设置于前底板前端的前万向轮、设置于前底板后端的动力滚轮、设置于后托板后端的后万向轮和用于驱动动力滚轮转动的行走驱动装置，所述动力滚轮包括设置于底板横向两侧的左、右动力滚轮，所述行走驱动装置包括用于分别独立驱动对应左、右动力滚轮的左、右行走驱动电机。

3.根据权利要求2所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述升降机构包括左、右升降支撑组件，左、右升降支撑组件均包括呈“X”状铰接的连杆组，所述连杆组为多组且多组连杆组上下重叠连接，位于上侧的连杆组的两下端与位于下侧的连杆组的两上端分别对应铰接，所述升降机构还包括用于驱动左、右升降支撑组件沿竖向伸缩的升降驱动装置，所述升降驱动装置包括设置于左、右升降支撑组件底部之间的升降驱动滑块、用于驱动升降驱动滑块前后滑动的升降驱动丝杠和用于驱动升降驱动丝杠转动的升降驱动电机，所述左、右升降支撑组件的两底部后端固定于前底板，左、右升降支撑组件的两底部前端均固定于升降驱动滑块，左、右升降支撑组件的上端以铰销可沿纵向单自由度滑动的方式铰接支撑于水平位置驱动机构。

4.根据权利要求3所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述水平位置驱动机构包括设置有纵向滑轨的纵向滑轨板、纵向滑动安装于纵向滑轨的横向滑轨板和横向滑动安装于设置在横向滑轨板的横向滑轨的支撑滑板，所述自转机构安装于支撑滑板上；水平位置驱动机构还包括用于驱动横向滑轨板纵向滑动的纵向丝杠驱动机构和用于驱动支撑滑板横向滑动的横向丝杠驱动机构。

5.根据权利要求4所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述自转机构包括固定安装于支撑滑板上侧的自转电机和固定于自转电机的转轴的自转架；所述水平伸缩机构包括固定于自转架的沿水平方向设置的直线电机，所述直线电机的后端固定于自转架，前端固定于夹取机构。

6.根据权利要求5所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述夹取机构包括垫板、沿横向单自由度滑动设置于垫板前端的左、右夹爪和用于驱动左、右夹爪以靠近或远离的方式现实夹取或释放的夹取驱动机构，所述夹取驱动机构包括沿纵向单自由度滑动设置于垫板的纵向滑动驱动块、两端分别铰接于纵向滑动驱动块与左夹爪的左连杆、两端分别铰接于纵向滑动驱动块与右夹爪的右连杆和用于驱动纵向滑动驱动块纵向滑动的纵向丝杠驱动组件。

7.根据权利要求6所述的智能图书管理机器人，其特征在于：所述移动书架为书柜，所述书柜的上部空间用于放置书籍，下部空间用于放置控制箱和电源，所述上部空间一侧设置有沿横向单自由度滑动安装于书柜的压板，所述压板设置有弹簧并用于使压板压紧被放书籍。