CN103204341B - 全自动书库 - Google Patents

Abstract

本发明全自动书库包含有书架、巷道运输机构及自动终端机，书架具有层隔板，该巷道运输机构具有水平轨道，水平轨道上设置有竖直轨道，竖直轨道上设置与所述水平轨道和竖直轨道均垂直的机械手轨道，机械手轨道上设置有机械手，其重点改进于：取还书机械手与图书输送平台对接，图书输送平台与自助终端机连接。本发明全自动书库可以完成图书的存储、借阅、归还、分类、暂存等多重功能，相对于全自动闭架书库的存储、借阅、归还的基本功能，更具有广泛的适应性和灵活多变的拓展性。

Description

全自动书库

技术领域

本发明涉及一种全自动图书存储及借阅书库，其涉及智能存储设备，智能巷道运输机构、智能机械手、便捷传送机构、智能检测机构等多项智能部件，能够全自动完成图书的借阅及存储功能，具有广泛的适用性，属于机械自动化技术领域。

背景技术

智能图书馆是现代数字化图书馆的发展方向，无线射频标签技术的广泛应用，使图书的识别和定位更加准确，陆续衍生了大批的自助借书、自助还书终端设备，图书馆管理员无需值守在阅览室门口人工完成图书的借阅和归还动作，读者只需要在自助借还终端机上自助完成。

本案设计人先前研发了“基于闭架书库的自动化图书管理系统”的方案，其授权专利号：200910080132.9。该结构并未考虑到目前大部分开架阅览室的实际情况，所以尽管该套机械结构完全可以实现图书馆的图书的借阅和归还，但并不适用在开架阅览室内。

开放式图书馆按照图书的分类划分图书的存储阅读区域，如：社科类图书阅览室、自然科学图书阅览室、英文文献阅览室、历史资料阅览室、工具书阅览室等。读者可以选择不同的阅览室进行阅读或选取借阅书籍，并通过每个阅览室内设置的自助借还终端完成借阅或归还的动作。

现有开放式图书馆使用了自助终端机后，一定程度上减轻了管理员的工作量，但归还后图书的整理、归类、归架；被预约图书的管理、借阅、归架等工作仍均需图书管理员人工进行。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的现有开架式图书阅览区域图书归还、分类、运输的实际问题。

本发明中全自动书库通过下述方案实现：其包含有书架、巷道运输机构及自动终端机，书架具有层隔板，该巷道运输机构具有水平轨道，水平轨道上设置有竖直轨道，竖直轨道上设置与所述水平轨道和竖直轨道均垂直的机械手轨道，机械手轨道上设置有机械手，其重点改进于：取还书机械手与图书输送平台对接，图书输送平台与自助终端机连接。

其中图书输送平台具有三种实现方式：

第一种设置方式为：图书输送平台包含借书输送平台、还书输送平台及调理平台；

借书输送平台一端与自助终端机连接，另一端与巷道运输机构对接；还书输送平台一端调理平台连接，另一端与自助终端机连接，调理平台与巷道运输机构对接。

第二种设置方式为：该图书输送平台包含借书输送平台、还书输送平台及调理平台；还书输送平台一端与自助终端机连接，另一端与调理平台连接，调理平台与巷道运输机构对接；借书输送平台设置在还书输送平台上方，下方还书输送平台靠近与自助终端机端长于借书输送平台外端，该借书输送平台的另一端与巷道运输机构对接；还书输送平台为双向输送线。

第三种设置方式为：图书输送平台为单层双向输送带或单层双向滚筒输送线。

无论采用哪种设置方式，其上均设置有图书检测机构。

上述针对图书输送平台改进，提供了三种非常实用的技术方案，第一种设置方式，借书输送平台和还书输送平台平行独立工作，书库可以具有功能十分明确的借书窗口和还书窗口。第二种设置方式将窗口整合为单一功能，即包含借书窗口也包含还书窗口。借书输送平台和还书输送平台上下空间设置，将借书和还书无论在外部窗口设置还是书库内的图书传输平台得以整合。第三种方式最简单，最直接，机械手取书后直接通过输送线传递至自助终端机，完成最简单的机械流程。

第二、关于调理平台和调理手的限定。

其中，所述调理平台为传送带或滚筒输送线，其上设置有调理手。

其中，所述调理手依次通过垂直移动机构和水平旋转机构设置在调理支撑架上；该垂直移动机构包含活动定位架及电动推杆；该水平旋转机构为第三电动旋转平台；调理手包含基板，基板的外侧面与上述水平旋转机构相连，基板的内侧面上设置机械开合结构。

调理平台及调理手的添加，可以规范进入书库的内图书方向，便于取还书机械手抓取图书。调理平台高于暂存平台，并在调理平台与暂存平台之间添加倾斜滑板，更有利于图书的传输动作。

其包含有书架和巷道运输机构，该巷道运输机构具有水平轨道，水平轨道上设置有竖直轨道，竖直轨道上设置与所述水平轨道和竖直轨道均垂直的机械手轨道，机械手轨道上设置有机械手，其重点改进于：所述机械手包含第一电动旋转平台、第二电动旋转平台及电动夹爪；第一电动旋转平台设置机械手轨道上，第二电动旋转平台垂直设置在第一电动旋转平台上，第一电动旋转平台水平方向旋转，第二电动旋转平台垂直旋转，电动夹爪设置在第二旋转平台上。

首先，本发明全自动书库，以机械手的改进为基本出发点，提供了可以水平、竖直、横向三维立体方向运行，且可以实现水平旋转及垂直方向旋转的灵活的机械手结构。书架配合巷道运输机构及灵活的机械手结构，即可以实现图书的出库及入库动作。

第三：关于暂存平台的设置。

所述全自动书库还包含暂存平台，该暂存平台设置于图书输送平台与巷道运输机构之间；其中，所述暂存平台包含由电机同步驱动的第一链轮结构和第二链轮结构，及布置在两链轮结构之间的若干托盘；

所述第一链轮结构与第二链轮结构前后错开设置，第一链轮结构在前，第二链轮结构在后，前后错开的距离为第一间隔，左右错开的距离为第二间隔；其中，第一间隔大致为一个托盘的长度，第二间隔略大于一个托盘的宽度，各托盘之间具有第三间隔；

各托盘的左前端连接在第一链轮结构上，托盘的右后端连接在第二链轮结构上；

其中，所述托盘具有入口端及出口端，入口端设置在调理平台邻侧，出口端设置于巷道运输机构邻侧，入口端高于出口端，出口端设置有遮挡沿；所述调理平台高于暂存输送平台，调理输送平台与暂存输送平台之间设置倾斜滑板。

上述技术方案在巷道运输机构及图书输送平台之间添加了暂存平台，使得多本入库图书及出库图书同时作业，依次暂存在托盘中，提高系统效率。如果没有暂存平台，取还书机械手每次仅能处理一条入库或出库的动作，增加了暂存位置后，取还书机械手可以依次完成多本图书的存储或出库。

第一链轮结构与第二链轮结构的设计，使得托盘可以在有限的空间内旋转，机械手可以在同一纵向水平线上面对上下两层托盘。如果当上层托盘图书到位后，机械手正在处理其他系统要求，那么机械手仍然可以在非常短的时间内处理到其运行至与机械手对应的下层位置处，使得系统更具效率。托盘入口端高于出口端，保障了图书在旋转过程中的稳定性。

第四：关于取还书机械手电动夹爪的进一步改进。

所述电动夹爪具有手指压板和手指插板，手指插板包含间隔设置的两根手指；所述书架具有层隔板，层隔板上间隔设置第一缺口，相邻的两个第一缺口之间形成支撑板，支撑板外沿上设置有遮挡部；托盘的出口端间隔设置有两个第二缺口。

本发明取还书机械手相对于全自动闭架书库的机械手，设计更加简单，操作更加灵活。取还书机械手的电动夹爪上下开合，手指压板在上，手指插板具有间隔设置的两根手指，上下作业后，图书被稳固的固定在中间。间隔设置的手指可以顺利插入具有间隔设计的书架层隔板及托盘上。

第五、关于运书小车的限定。

本系统还包含有运书小车，该运书小车为层布置，每一层具有通过中间挡板分隔的两块小车隔板，所述小车隔板自左向右或自右向左倾斜设置。

其中，该挡板设置于每一层小车隔板的中央，挡板两侧的小车隔板向中心倾斜。

运书小车是图书馆的常用工具，为了便于取还书机械手与之配合，在设计中需要考虑小车的稳固性和图书在交接过程中的稳定性。两块小车隔板均自外侧行中间挡板方向倾斜，且每一块小车隔板均自一侧向另一侧倾斜。图书放置在小车隔板上后，由于向内及向另一侧的倾斜，图书可以较为稳固的放置，并且在人工推动或机器牵引的情况下，仍够保持良好的稳固性。

运书小车添加至书库内，可以根本解决人工图书分类问题，检测装置根据图书的识别标签确认图书的类别，系统为不同类别的图书分配不同的运书小车，每一个运书小车将被直接送至相应的阅览室。

第六、关于小车输送平台的限定。

其中，相邻巷道运输机构之间设置有小车输送平台，该小车输送平台具有牵引装置，该牵引装置上设置有与小车相连的伸缩销；所述运书小车底端设置有与伸缩销相对应的销孔；该小车输送平台还包含有定位销，所述运书小车底端设置有与该定位销相对应的定位孔。

本发明首次改变了巷道的概念，由原来书架之间的巷道，改变为巷道运输机构之间为巷道，该巷道内可以设置如书架，运书小车或其他存书装置。巷道运输机构作为相对固定的功能组成，运书小车和书架，根据不同图书馆的要求添加或增减。

而，所述小车输送平台的设置，无需关闭系统，再将运书小车人工推至巷道间，取还书机械手也无需停止作业。保障了人员的安全操作和系统的连贯性。

第七、关于固定梁的限定。

其中，所述巷道运输机构包含立体外框架，所述水平轨道设置在立体外框架的上下层，相邻巷道运书机构的立体外框架之间设置有固定梁。

本发明中的每一个巷道运输机构可以通过固定梁连接为有机的整体，每一个巷道运输机构及其上设置的取还书机械手作为单一操作单元，整个系统更加稳固。且可以根据暂存区域的大小，增加或减少巷道运输机构的个数，是整个系统根据适应性。

此外，连接为整体的巷道运输机构之间更具适应性，巷道间不仅可以设置书架、运书小车，还可以设置其他存储设备。

第八、关于残书回收装置的限定。

本发明中的全自动书库还包含有残书回收装置，其包含有侧推机械手，所述侧推机械手设置在借书输送平台或还书输送平台上，且设置于借书输送平台上的图书检测机构与出口之间；

所述侧推机械手下方设置有残书输送线或残书收集箱。

采用残书回收装置，可以回收标签受损的图书。残书输送线的设置可以保障多个还书输送平台及借书输送平台的基础上，增加回收图书的范围，使得多个通道上的受损图书可以最终归结到一个残书收集箱内。

综上所述，采用本全自动书库，具有以下综合的优势。

1、全自动书库可以完成图书的存储、借阅、归还、分类、暂存等多重功能，相对于全自动闭架书库的存储、借阅、归还的基本功能，更具有广泛的适应性和灵活多变的拓展性。

2、本发明全自动书库具有多个运书小车，并根据不同的类别为不同的运书小车配置其所存储的图书种类，实现图书的分类整理。

3、暂存平台即链轮传动机构的设计，简化了从书架到出书窗口或还书窗口的传输动作，且暂存平台具有暂存和图书交换的双重功能，最大程度的提高的系统的使用效率。同理，暂存平台内也可以存储即将被取走的图书或刚刚被归还也即将被下一名借阅者接走的图书。

4、本发明中巷道运输机构中的框架设计，使得轨道运输更为稳固。

附图说明

图1为本发明全自动书库的整体布置图。

图2A及图2B为书架的结构示意图。

图2C及图2D为书架存放图书的结构示意图。

图3A至图3C为巷道运输机构的结构示意图。

图4A至图4E为取还书机械手的结构示意图。

图5A至5D为暂存平台的结构示意图。

图6为还书输送平台的结构示意图。

图7A和图7B为借书输送平台、巷道运输机构及书架之间配合的结构示意图。

图7C为借书输送平台、巷道运输机构、暂存机构及书架之间配合的结构示意图。

图8A至图8C为调理平台的机构示意图。

图9A至图9E为调理手的结构示意图。

图9F为图书进出调理平台的工作示意图。

图10A至图10C为还书输送平台、调理平台、暂存平台及检测机构相互配合的结构示意图。

图11A至图11C为运书小车的结构示意图。

图12A至图12C小车定位平台及巷道运输结构之间设置的结构示意图。图13A至图13D为自助还书机及自助借书机的结构示意图。

图14A及图14B为本发明全自动书库的整体结构示意图。

图15为本发明中图书传送整合机构的设置示意图。

图16为巷道运输机构立体外框架及设置有固定梁的结构示意图。

具体实施方式

本发明全自动书库提供了一种对归还图书进行分类、整理的全自动机械结构。

请参阅图1所示，本发明全自动书库包含书架1、巷道运输机构2、取还书机械手3、暂存平台4、还书输送平台5、借书输送平台6、检测机构7、调理平台8、调理手9、运书小车11、小车定位平台12、残书收集装置13、中央控制机组14、自助还书窗口15、自助取书窗口16、员工通道17等组成部分，其中箭头A表示还书通道线，箭头B表示待修复书籍线，箭头C表示预约书通道线，箭头D表示工作人员通道线。巷道运输机构2设置在书库内侧，书架1布置在巷道运输机构2的两侧。多个巷道运输机构2可以一体连接，也可以分体设置，两个巷道运输机构2之间还可以设置小车定位平台12，运书小车11自该小车定位平台12运行至两巷道运输机构2之间，避免人员进入机械作业区域，且有助于运书小车的准确定位。取还书机械手3在巷道运输机构2上运行，完成图书自书架1或至运书小车11上取出或归还动作。暂存平台4紧邻巷道运输机构2设置，还书输送平台5及借书输送平台6紧邻暂存平台4设置。暂存平台4为中间流转机构，出库或入库的图书可以在此轮转，增加系统的效率。还书输送平台5及借书输送平台6是图书入库或出库的通道。调理平台8设置于还书输送平台5及暂存平台4之间，其上设置的调理手9，可以调整入库图书的方向，使其保持规整的状态进入暂存平台4。检测机构7设置在借书输送平台6上，保障出库图书均为信息可识别的图书。当检测机构检测的图书标签无法识别，便通过残书回收装置13回收。还书输送平台5同样要设置有检测机构7，保障破损图书在入库前被处理。自助取书窗口16及自助还书窗口15作为书库的对外接口，设置于书库的外侧完成图书的借阅或归还。下面逐一介绍各个组成部分的结构及其运行原理。

首先，请参见图2A和图2B所示，其为本发明中书架的结构示意图，请同时结合图1所示，书架1的宽度和高度与巷道运输机构2的宽度和高度相适应。书架1设置在巷道运输机构2的两侧或一侧。其中书架1上具有若干层隔板101，层隔板101之间形成容置空间102，用于放置图书17。请同时参阅图2C及图2D所示，图书横向放置在层隔板101上。同时，为方便本发明中的取还书机械手完成图书的抓取动作，书架的结构设置要考虑到取还书机械手手指的结构。具体来讲：层隔板101上间隔布设有第一缺口103，相邻的两个第一缺口103之间形成放置图书的支撑板104，支撑板104外沿上设置有遮挡沿105。该遮挡沿105的设置目的在于防止取还书机械手手指在抽出过程中带落图书。书架层隔板的缺口设计，可方便取还书机械手手指伸入到图书的下方。支撑板的区域要保证能够稳固的支撑图书，所以缺口之间的间距与取还书机械手U型手指之间相匹配时为最佳，使得U型手指能够恰恰深入到图书的两侧，保证图书的运送过程中的稳固。本实施例中书架层隔板之间的间距根据图书厚度的不同来区别设计，以满足不同厚度图书的存储。

本发明全自动书库的书架、巷道运输机构及其上取还书机械手具有广泛的适用性，并不仅限于图书馆的临时存储区域。根据具体的需求，可以增加书架、巷道运输机构的数量，且同时结合本发明下述的暂存输送机构及其他功能部件，可以满足不同区域的要求。

本发明中，巷道运输机构成排设置，巷道运输机构之间形成有巷道，巷道中可以设置有存储图书的书架、运书小车或其他设备：如：运书箱体，书籍打包装置等。巷道运输机构上设置有取还书机械手，巷道运输机构可以抓取其相邻一侧或相邻两侧书架上或其他装书容器中的图书。

本发明中巷道运输机构2的主体为外框架，外框架包含上层支架、下层支架及连接上、下层支架的纵向支架。外框架上设置有上层水平轨道和下层水平轨道，上、下层水平轨道之间设置有竖直轨道，竖直轨道上设置与所述水平轨道和竖直轨道均垂直的机械手轨道，该机械手轨道上连接有机械手。

本实施例中，巷道运输机构2包含外框架20，请参阅图3A所示，其为长方体金属框架，通过上层支架201、下层支架202及连接上、下层支架的纵向支架203构成。上层支架201及下层支架202为矩形金属支架，纵向支架203是设置在上、下层支架间的金属立柱。金属框架结构相对于单轨道结构更加的结实稳固。下层支架202上设置有下层轨道支架204，靠近上层支架201下方的两侧纵向支架203上设置有一对相互对应的中间横梁205，中间横梁205之间架设有上层轨道支架206。所述上层轨道支架206和下层轨道支架204相互平行，且相对设置。上层支架201和下层支架202之间设置有竖直轨道。

请参阅图3B所示，外框架20一侧安装第一驱动装置21，其包含第一电机211、第一电机211连接第一丝杆212，该第一丝杆212连接有第一方向变换箱213及第一同步带轮214，第一同步带轮214与第一传动带215连接，第一传动带215的另一端通过滑轮（图中未标示）固定在下层支架202的另一端。

下层轨道支架204上设置第一导轨221，上层轨道支架206上设有第二导轨222。第一导轨221和第二导轨222之间设置有竖直轨道223，该竖直轨道223通过下端滑块224和上端滑块225与第一导轨221和第二导轨222连接。竖直轨道223下方设置有第一皮带牵引滑块226，该第一皮带牵引滑块226与第一传动带215连接。第一电机211带动第一传动带215旋转，带动第一皮带牵引滑块226水平移动，，进而带动竖直轨道223沿水平移动。

再看竖直轨道223，其上设置有第二驱动装置23，包含第二电机231，第二电机231连接第二方向变换箱232，该第二方向变换箱232一侧连接有或两侧分别连接有第二同步带轮233，该第二同步带轮233连接有第二传动带234，该第二传动带234通过第二滑轮235固定在竖直轨道223的另一端，第二传动带234与竖直轨道223平行。

请结合图3C所示，取还书机械手3通过活动支架24与竖直轨道223连接。该活动支架24上设置有第二皮带牵引滑块241、纵向滑块242、水平直线导轨243及平台滑块244。其中，水平直线导轨243又称机械手轨道，其与竖直轨道垂直，与上下层水平轨道垂直。第二皮带牵引滑块241与第二传动带234连接，纵向滑块242与竖直轨道223匹配，取还书机械手3通过平台滑块244设置在水平直线导轨243上。第二电机231驱动第二传动带234旋转，从而带动活动支架24在竖直轨道223上下运动。本发明中的竖直轨道为并列设置的两个轨道，两个纵向滑块将活动支架24稳固固定，有效防止其在运行过程中发生的偏转。

取还书机械手3是安装在巷道运输机构2上的功能部件，用于完成巷道两侧书架上图书的抓取动作。请结合图4A至图4E所示，其为本发明中取还书机械手的结构示意图。取还书机械手3包含第一电动旋转平台31、第二电动旋转平台32及电动夹爪33，第一电动旋转平台31安装在上述活动支架24的平台滑块243上，可以完成水平面正负90度的旋转，第二电动旋转平台32垂直设置在第一电动旋转平台31上，其可以完成垂直方向正负90度的旋转。电动夹爪33具有手指压板331和手指插板332。电动夹爪33在两个电动旋转平台的作用下可以完成水平旋转和纵向旋转。该手指插板332为U形插板，包含左右两个手指，该U形插板可伸入上述暂存书库的两个相邻第一缺口）内，方便置于图书下方，也可以方便将图书放置在支撑板14上方。手指压板331上设置有若干突出部333，增加了压抵图书的面积，增强了手指抓取图书的稳定性。

取还书机械手3通过上、下层水平轨道完成巷道的水平运行，通过竖直轨道完成由上至下或由下至上的纵向运行，通过水平直线导轨243（机械手轨道）与平台滑块243的配合完成于巷道左侧及右侧（垂直于巷道向两侧书架侧方向）的水平运行，通过第一电动旋转平台31和第二电动旋转平台32完成机械手水平及垂直方向的旋转。

上述书架1、巷道运输机构2及取还书机械手3能够完成基本的图书出库及入库动作。暂存平台4、还书输送平台5及借书输送平台6的增加，将在满足图书出库入库的基础上，增加图书在书架与出口间的暂存和流转。

请参阅图5A所示，其为本发明中暂存平台，也称链轮传动机构。该链轮传动机构4包含机构支撑架40、设置在机构支撑架上的链轮驱动装置、受链轮驱动装置驱动的相互平行的链轮结构及设置在链轮结构上的承装暂存图书的托盘。具体来讲：机构支撑架40的一侧设置有第三电机41，传动轴42与第三电机41连接，传动轴42通过两端设置的轴承分别驱动第三传动带43和第四传动带44。所述第三传动带43和第四传动带44分别与相互平行设置的第一链轮结构45和第二链轮结构46连接。

如图5B所示：该第三传动带43与第一驱动链轮451相连，第一驱动链轮451通过第一传动链452与第一从动链轮453相连。该第二传动带44与第二驱动链轮461相连，第二驱动链轮461通过第二传动链462与第二从动链轮463相连。第一传动链452和第二传动链462上均匀设置有带固定孔的安装片47，托盘48通过固定脚安装在安装片上。

其中，第一链轮结构45和第二链轮结构46相互平行，前后错开设置，第一链轮结构45在前，第二链轮结构46在后，前后错开的距离为第一间隔H1，左右错开的距离为第二间隔H2，前后错开的第一间隔及左右相距的第二间隔，恰恰容置一个托盘。托盘的左前端连接在第一链轮结构上，托盘的右后端连接在第二链轮结构上。第一间隔H1（第一驱动链轮451与第二驱动链轮461圆心的间隔）为一个托盘的长度，第二间隔H2大于一个托盘的宽度，托盘48之间具有第三间隔H3。托盘48具有入口端481及出口端482，托盘出口端482具有与取还书机械手的手指插板相配合的间隔设置的两个第二缺口483。请结合图5B所示，托盘48入口端481高于出口端482，其实现方式可以包含，第一：两个平行的链轮结构高低设置，托盘入口端设置在位置较高的链轮结构上（如图5A及图5B所示）。或第二：托盘入口端通过较高的固定板安装在链轮结构上（如图5C所示）。或第三：两个平行的链轮结构高低设置，且托盘入口端通过较高的固定板安装在位置较高的链轮结构上。此外，托盘的两侧及出口端均设置有遮挡沿483，当图书进入托盘后，可以稳固的放置在托盘内。

托盘48入口端481前端一角（图5B左前端）通过第一固定板484安装在第一链轮结构45上。托盘48出口端482后端一角（图5B右后端）通过第二固定板485安装在第二链轮结构46上。也就是说，托盘的里外对角线分别固定在链轮结构上。第三电机41驱动两链轮结构旋转，其上托盘在上下两层往复运动。该暂存平台与调理输送平台接泊，接收规整的入库图书，并在暂存托盘中轮转，等待入库，也可以根据借阅的需求再次出库。该暂存平台的长度可以根据书架分布的区域及巷道运输机构的作业长度灵活设定。

本发明图书管理书库还包含有图书输送平台，该图书输送平台设置于巷道运输机构与出口之间，是图书出库及入库得通道，其包含借书输送平台、还书输送平台及调理平台，其第一种布置方式为：借书输送平台一端与出口连接，另一端与取还书机械手对接，还书输送平台一端调理平台连接，另一端与出口连接，调理平台与暂存平台对接。图书经还书输送平台5进入，，并由调理平台8调整至规整的状态，进而被输送至暂存平台4的托盘内。请参阅图6所示，其为还书输送平台5的结构示意图，其具有一个双向还书输送线51，该还书输送平台5上还设置有检测机构7，所有功能部件上设置在还书支撑架50上。还书输送线51为双向输送线，当检测机构7无法获得图书数据时，还书输送线将图书退还至还书窗口，并通知借阅者与管理员联系。当图书的检测数据正常，还书输送线7将其输送至调理平台8进行图书规整处理。

图书自巷道运输机构2的取还书机械手取出，被直接放置在借书输送平台6，由借书输送平台6送至出口。请参阅图7A及图7B所示，借书输送平台6设置于巷道运输机构2和出口之间，其包含借书输送线61，该借书输送线61上方设置有检测机构7，用以检测出库图书是否为可以识别的完好图书并可以进行数据信息的写入作业。借书输送平台6还设置有残书回收装置13，残书回收装置13设置于检测机构7和出口之间，包含有侧推机械手131，其可以为电缸驱动的推板。当出库图书无法检测，将启动侧推机械手131，将图书推出借书输送线。所有功能部件均设置在借书支撑架60上。所述检测机构为无线射频标签检测天线。

请参阅图7C所示，除书架1、巷道运输机构2、借书输送平台6外，图书输送平台与巷道运输机构2之间还配合设置暂存平台4，借书输送平台6高于暂存平台4，取还书机械手3向上可以与借书输送平台6对接作业，向下与暂存平台4对接作业。暂存平台4的设置，可以临时存储一些已经被借阅但读者尚未前来取书的图书，当读者前来取书时，可以自暂存平台的托盘中取出暂存图书放置在借书输送平台6上出库。

请参阅图15所示，其为本发明图书输送平台的另一种设置方式，还书输送平台5和借书输送平台6及调理平台8整合为立体统一的“图书传送整合机构”，并直接通过整合窗口19（一个窗口）对外工作，该整合窗口19即可以完成图书的借阅工作，也可以完成图书的归还工作。该图书传送整合机构上层为借书输送平台6，还书输送平台5设置于借书输送平台6下方，其外端长于借书输送平台6外端，与整合窗口19相连，还书输送平台5另一端连接调理平台8，调理平台8的滑板84与暂存平台4相连。还书输送平台5出口处置残书回收装置13，上方设置有检测机构7，下方可以设置残书输送线132（参阅图1）或残书收集箱133（参阅图14）。实线箭头表达了出书流程，取还书机械手3将图书运送至借书输送平台6上，由其传递至还书输送平台5，该还书输送平台5可以为双向输送装置，出书向外运动，还书向内运动。虚线箭头表达了还书流程，图书自窗口19进入还书输送平台5，还书输送平台将其输送至调理平台8，经整理后传递至暂存平台。该方案有效的利用了空间设计的优势，节省了空间和步骤，更适合小规模书库使用。取还书机械手3向上可以与借书输送平台6对接作业，向下与暂存平台4对接作业。出库图书及入库图书均先经过还书输送平台5，入库的图书仍可以在暂存平台4等待取还书机械手3前来抓取。图15所表示的很好的运用了立体架构，使得系统更加高效，更经济。

请参阅图8A所示，该调理平台8包含有调理支撑架80、设置在调理支撑架80上的调理输送线81及设置在调理输送线81上方的调理手9。所述调理手9依次通过垂直移动机构和水平旋转机构设置在调理支撑架80上。具体来讲，该垂直移动机构包含活动定位架82及电动推杆83，该水平旋转机构为第三电动旋转平台84。调理手9包含基板，基板的外侧面与上述水平旋转机构相连，基板的内侧面上设置机械开合结构。请参阅图8B所示，调理支撑架80上方设置有横跨调理输送线81的安装架801，该活动定位架82与安装架801连接。该活动定位架82包含定位螺母821、伸缩螺杆822及转接板823，定位螺母821及伸缩螺杆822为两对，增加了其下所连接设备的稳定性。电动推杆83包含第四电机831及受电机驱动的丝杆832以及未在图中详细显示的内部部件（现有技术），丝杆832的另一端连接在上述转接板823上。在电机、丝杆及活动定位架的共同作用下，转接板可以垂直移动。

请参阅图8C所示，所述转接板823下方连接有第三电动旋转平台84，第三电动旋转平台84下方链接有调理手。

本发明中的还书输送线51和调理输送线81可以整合，还书支撑架50和调理支撑架80可以整合，检测机构7，调理手9或残书回收装置13等部件均设置在整合的支撑架上。也可以如图15所示，形成立体的整合机构。

请参阅图9A至图9E所示，其为调理手的结构示意图。如图9A级9B所示，调理手9包含基板90，基板90的外侧面与上述第三电动转动平台84相连接，基板90的内侧面设置有机械开合结构。该机械开合结构包含有相互平行的第一导轨91和第二导轨92，第一导轨91的一侧设置有第一传动带93，第二导轨92的一侧设置有第二传动带94。第一传动带93和第二传动带94通过第五电机95驱动传送带同步旋转。

该机械开合结构还包含第一手指96和第二手指97，两者相对设置，第一手指96通过普通滑块99和驱动滑块98分别安装在第一导轨91和第二导轨92上。如图9C所示，驱动滑块98包含与导轨配合的导轨滑槽981和与传动带配合的皮带滑槽982。普通滑块99仅包含导轨滑槽与导轨相互配合。第二手指同样通过普通滑块和驱动滑块连接在第二导轨92及第一导轨91上。

为了实现第一手指96与第二手指97的相对或相背离运动，第一手指96的驱动滑块的皮带滑槽固定在第二传动带94的上行皮带上，第二手指97的驱动滑块的皮带滑槽固定在第一传动带93的下行皮带上。所谓下行皮带为贴近基板一侧的一半皮带，所述上行皮带为远离的另一半皮带。如图9C所示，当传动带顺时针旋转时（图中箭头方向），第一手指96和第二手指97向背离方向运动，实现手指的打开。当传动带逆时针旋转时，第一手指96和第二手指97向靠近的方向运动，实现手指的关闭。此外，为了更加稳固且方便的抓取图书，第一手指和第二手指下沿分别连接有第一抓书弧板961和第二抓书弧板971，两弧板分别向内弯曲，相对设置。

调理手的设置可以实现图书的规整及旋转作业，使得图书均一一固定状态进入暂存平台的托盘。请参阅9F所示，图书10自还书输送线51进入到调理输送线81，经过调理手9的整理，使其从倾斜的状态调整为规整的状态。调理手也可以实现图书的90度旋转，满足调整长短边的需求。

请参阅图10A至图10C所示，还书输送平台5、调理平台8、暂存平台依次设置，还书输送平台5略高于调理平台8，理平台8高于暂存平台4调理平台8末端设置有与暂存平台4相连接的倾斜滑板85。检测机构7设置在还书输送平台5的上方，调理手设置在调理平台8上方。图书10自还书输送平台5输送至调理平台8，调理平台5将图书整理规整，图书自调理平台8末端设置的倾斜滑板85进入暂存平台4，落入托盘48内，抵靠在出口端的遮挡沿483上，并在暂存平台内流转，等待取还书机械手的抓取。

本发明中的残书回收装置13包含有设置在支撑架上的侧推机械手131、残书输送线132和残书收集箱133，如图1所示，当书库中包含多条借书输送线（或还书输送线），在多条借书输送线的下方设置有残书输送线132来传递每一条输送线所收集的残书，并统一运送至书库周边的残书收集箱133内，将会更加高效。当然，也可以参阅图14A及图14B，其为较小型书库的结构示意图，仅有一个出书窗口时，则无需残书输送线而仅需设置一残书收集箱133即可。

本发明中的图书输送平台为多层设置，借书输送平台6高于暂存平台4且跨国暂存平台4延伸至巷道运输机构2处的取还书机械手3一侧。还书输送平台6略高于调理平台8，调理平台8略高于暂存平台，以便将图书逐级输送至托盘内。

本发明除书架外，还可以包含其他存储或运输图书的设备，请参阅图11A至图11C所示，其为应用在本发明全自动书库内的运书小车11，其主要功能在于接收取还书机械手传递的归还图书，再由图书管理员运送至不同的类别的图书室。如在本发明中，根据图书种类的不同，在书库内设置多辆运书小车，分别存放社会科学图书、自然科学图书和备用图书。本发明中的运书小车具有独特的设计，以完成取还书机械手与之配合的动作。

如图11A及图11B所示，该运书小车11为层布置，每一层具有通过中间挡板111分隔的两块小车隔板112、113，所述小车隔板自左向右或自右向左倾斜设置。该中间挡板11设置于每一层小车隔板的中央位置，中间挡板两侧的小车隔板向中心倾斜。如图11C所示，小车隔板112外端具有外沿114。当图书被放置在运书小车11后，图书向中间挡板111处倾斜。同时，图书自小车的左侧向右侧倾斜，使得图书被放置在小车上后，依次向右抵靠。

请参阅图12A至图12C所示，其为本发明小车输送平台的结构示意图，该小车输送平台12设置于两巷道运输机构2之间，其包含通过电缸驱动的牵引装置121，该牵引装置121可以与小车底端连接，其连接方式可以是在牵引器上设置有伸缩销，在运书小车底端设置有销孔，两者通过插接方式连接固定或解除固定。小车输送平台12上还包含有定位销122，该定位销122分别设置在小车两侧的运行轨迹线上，且根据小车的长度来设定定位销122的距离，当小车到位后，定位销伸出，卡设于小车底端的定位孔（未标示）内，将小车固定。

请参阅图16所示，巷道运输机构2作为取还书机械手3的运行框架，需要较强的稳固性，以避免在机械高速运行过程中的晃动。此外，小车输送平台12是设置在两个巷道运输机构2之间的功能机构，在书库布置前期，需要精准定位量巷道运输机构之间的间距。故而，相邻巷道运书机构2的立体外框架20之间设置有固定梁30，使得巷道运输机构更具整体的稳固性，在前期安装过程中，可以精准的两者之间的间距。

请参阅图13A及图13B所示，其为应用在本系统出口的自助还书窗口15外观结构示意图。而图13C及图13D为自助取书窗口16的外观结构示意图。自助取书窗口16是书库系统的出口，而自助还书窗口15为书库系统的入口。整合窗口19兼顾入口和出口的功能，当然，入口和出口定义只是为了方便与图书的走向相匹配。当然，本系统还设置有电器控制机组14、员工通道17。

Claims (19)

1. 一种全自动书库，其包含有书架、巷道运输机构及自动终端机，书架具有层隔板，该巷道运输机构具有水平轨道，水平轨道上设置有竖直轨道，竖直轨道上设置与所述水平轨道和竖直轨道均垂直的机械手轨道，机械手轨道上设置有取还书机械手，其特征在于：取还书机械手与图书输送平台对接，图书输送平台与自助终端机连接; 还包含有暂存平台，暂存平台设置于图书输送平台与巷道运输机构之间。

2.如权利要求1所述的全自动书库，其特征在于：

图书输送平台包含借书输送平台、还书输送平台及调理平台；

借书输送平台一端与自助终端机连接，另一端与巷道运输机构对接；

还书输送平台一端与调理平台连接，另一端与自助终端机连接，调理平台与巷道运输机构对接。

3.如权利要求1所述的全自动书库，其特征在于：

该图书输送平台包含借书输送平台、还书输送平台及调理平台；

还书输送平台一端与自助终端机连接，另一端与调理平台连接，调理平台与巷道运输机构对接；

借书输送平台设置在还书输送平台上方，下方设置的还书输送平台靠近于自助终端机一端长于该借书输送平台的外端，该借书输送平台的另一端与巷道运输机构对接；

还书输送平台为双向输送线。

4.如权利要求1所述的全自动书库，其特征在于：图书输送平台为单层双向输送带或单层双向滚筒输送线。

5.如权利要求2或3所述的全自动书库，其特征在于：图书输送平台上设置有图书检测机构。

6.如权利要求4所述的全自动书库，其特征在于：图书输送平台上设置有图书检测机构。

7.如权利要求5所述的全自动书库，其特征在于：

所述调理平台为传送带或滚筒输送线，其上设置有调理手；

所述调理手依次通过垂直移动机构和水平旋转机构设置在调理支撑架上；该垂直移动机构包含活动定位架及电动推杆；该水平旋转机构为第三电动旋转平台；调理手包含基板，基板的外侧面与上述水平旋转机构相连，基板的内侧面上设置机械开合结构。

8.如权利要求2至4或6或7中任一权利要求所述的全自动书库，其特征在于：

所述暂存平台包含由电机同步驱动的第一链轮结构和第二链轮结构，及布置在两链轮结构之间的若干托盘；

所述第一链轮结构与第二链轮结构前后错开设置，第一链轮结构在前，第二链轮结构在后，前后错开的距离为第一间隔，左右错开的距离为第二间隔；其中，第一间隔为一个托盘的长度，第二间隔大于一个托盘的宽度，各托盘之间具有第三间隔；

各托盘的左前端连接在第一链轮结构上，托盘的右后端连接在第二链轮结构上。

9.如权利要求8所述的全自动书库，其特征在于：所述托盘具有入口端及出口端，入口端设置在调理平台邻侧，出口端设置于巷道运输机构邻侧，入口端高于出口端，出口端设置有遮挡沿；

所述调理平台高于暂存平台。

10.如权利要求9所述的全自动书库，其特征在于：所述取还书机械手通过平台滑块设置在机械手轨道上；

该取还书机械手包含第一电动旋转平台、第二电动旋转平台及电动夹爪，第一电动旋转平台设置在上述平台滑块下方，并绕水平方向旋转，第二电动旋转平台垂直设置在第一电动旋转平台上，并绕垂直方向旋转，电动夹爪设置在第二旋转平台上。

11.如权利要求10所述的全自动书库，其特征在于：

电动夹爪具有手指压板和手指插板，手指插板包含间隔设置的两根手指；

书架的层隔板上间隔布设有第一缺口，相邻的两个缺口之间形成支撑板，支撑板外沿上设置有遮挡部。

12.如权利要求11所述的全自动书库，其特征在于：

所述托盘的出口端间隔设置有第二缺口。

13.如权利要求2至4或6至7或9至12中任一权利要求所述的全自动书库，其特征在于：调理平台与暂存平台之间设置有倾斜滑板。

14.如权利要求1至4或6至7或9至12中任一权利要求所述的全自动书库，其特征在于：还包含有运书小车，该运书小车为层布置，每一层具有通过中间挡板分隔的两块小车隔板，所述小车隔板自左向右或自右向左倾斜设置。

15.如权利要求14所述的全自动书库，其特征在于：该中间挡板设置于每一层小车隔板的中央，中间挡板两侧的小车隔板向中心倾斜。

16.如权利要求14所述的全自动书库，其特征在于：相邻巷道运输机构之间设置有小车输送平台，该小车输送平台具有牵引装置，该牵引装置上设置有与小车相连的伸缩销；所述运书小车底端设置有与伸缩销相对应的销孔；

该小车输送平台还包含有定位销，所述运书小车底端设置有与该定位销相对应的定位孔。

17.如权利要求16所述的全自动书库，其特征在于：所述巷道运输机构包含立体外框架，所述水平轨道设置在立体外框架的上下层，相邻巷道运输机构的立体外框架之间设置有固定梁。

18.如权利要求6或7所述的全自动书库，其特征在于：全自动书库还包含有残书回收装置，其包含有侧推机械手，所述侧推机械手设置在借书输送平台或还书输送平台上，且设置于借书输送平台上的图书检测机构与出口之间。

19.如权利要求18所述的全自动书库，其特征在于：所述侧推机械手下方设置有残书输送线或残书收集箱。