CN103295343A - 24h智能自助图书馆 - Google Patents

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丁凯
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Abstract

24h智能自助图书馆，它涉及一种图书馆设备，它包含室体(1)、复合运动取书装置(2)、可视书架(3)、PLC控制装置(4)和自助操作装置(5)；室体(1)的内部设置有复合运动取书装置(2)，可视书架(3)设置在室体(1)的前部的下侧，PLC控制装置(4)设置在复合运动取书装置(2)的一侧，自助操作装置(5)设置在室体(1)的右侧的前部。它采用多组伺服电机运动模组联动复合成类似机械手运动结构，能经济、可靠地实现自助式借还书设备所需的书本自动上架和下架动作。

Description

24h智能自助图书馆
 
技术领域：
本发明涉及一种图书馆设备，具体涉及一种24h智能自助图书馆。
背景技术：
城市中的图书馆是传播知识的重要桥梁，其服务区域一般局限于图书馆附近，其服务时间局限于正常工作时间，对于居住地离图书馆较远、上班时间与图书馆服务时间冲突的市民基本无缘得到图书馆服务。为解决这种矛盾，各图书馆相继自行研发了各种支持馆外借还图书的自助借还设备。目前公开的自助式借还书设备有半自动化设备和全自动化设备两种结构。半自动化设备书本可以自动下架但书本上架靠人工完成，此种设备结构简单，但因需人工参与，运行成本过高。全自动化设备采用机械手结构能够无需人工参与实现书本自动上下架，运行成本低廉，目前采用机械手式结构的自助式借还书机多因机械设计不合理运行不可靠且成本较高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种24h智能自助图书馆，它采用多组伺服电机运动模组联动复合成类似机械手运动结构，能经济、可靠地实现自助式借还书设备所需的书本自动上架和下架动作。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含室体1、复合运动取书装置2、可视书架3、PLC控制装置4和自助操作装置5；室体1的内部设置有复合运动取书装置2，可视书架3设置在室体1的前部的下侧，PLC控制装置4设置在复合运动取书装置2的一侧，自助操作装置5设置在室体1的右侧的前部。
所述的室体1包含顶架6、背板7、侧门8、底架9、书架玻璃10和操作面板11；室体1的上部设置有顶架6，室体1的后侧设置有背板7，室体1的一侧设置有侧门8，室体1的下部设置有底架9，室体1的前部设置有书架玻璃10，操作面板11设置在室体1的右侧。
所述的复合运动取书装置2包含X轴直线导轨21、X轴皮带22、X轴带轮23、X轴伺服电机24、Z轴伺服电机25、Z轴带轮26、Z轴皮带27、Z轴直线导轨28、定书爪29、Y轴皮带30、Y轴伺服电机31、Y轴带轮32、Y轴直线导轨33、动书爪34、动书爪压紧弹簧35、动书爪松开电机36、动书爪滑动底座37、Z轴架38、Y轴底板39；X轴直线导轨21固定在顶架6的下表面，X轴皮带22和X轴带轮23设置在X轴直线导轨21上，X轴伺服电机24设置在X轴带轮23的一侧，Z轴伺服电机25设置在X轴伺服电机24的一侧，Z轴直线导轨28垂直设置在X轴直线导轨21的下部，Z轴直线导轨28的上部设置有Z轴带轮26，Z轴带轮26与Z轴伺服电机25连接，Z轴皮带27设置在Z轴直线导轨28上，Y轴直线导轨33设置在Z轴直线导轨28上，且Y轴直线导轨33分别与X轴直线导轨21和Z轴直线导轨28垂直设置，定书爪29设置在Y轴直线导轨33的一端，Y轴皮带30设置在Y轴直线导轨33上，Y轴伺服电机31设置在Y轴直线导轨33的中部，Y轴带轮32设置在Y轴伺服电机31的下部，动书爪滑动底座37设置在Y轴直线导轨33的另一端，动书爪压紧弹簧35设置在动书爪34的后侧，动书爪松开电机36设置在动书爪压紧弹簧35的后侧，动书爪34设置在动书爪滑动底座37上，Z轴架38设置在Z轴直线导轨28上，Y轴底板39设置在Z轴直线导轨28的后侧。
所述的自助操作装置5包含监控摄像头12、借还书口13、二代身份证读卡器14、凭条打印机15、纸币机16、RFID借书证发卡机17、密码键盘18、RFID图书证读卡器19、触摸显示一体机20；监控摄像头12设置在自助操作装置5的上部，借还书口13设置在监控摄像头12的下部，触摸显示一体机20设置在借还书口13的右侧，二代身份证读卡器14、RFID图书证读卡器19和密码键盘18并排设置，且二代身份证读卡器14、RFID图书证读卡器19和密码键盘18设置在触摸显示一体机20的下部，凭条打印机15、纸币机16和RFID借书证发卡机17并排设置，凭条打印机15设置在二代身份证读卡器14的下部，纸币机16设置在RFID图书证读卡器19的下部，RFID借书证发卡机17设置在密码键盘18的下部。
所述的PLC控制装置4包含包括用于采集各机构工作状态信号与取书机构定位的传感器、伺服电机的驱动及控制装置，它安装在室体1内，用于控制复合运动取书装置2动作。
所述的可视书架3镶嵌在书架玻璃10内侧，共六层每层用隔板隔成七十五个书格，每个书格可放一本书，书架用于存放和展示图书。
本发明的工作原理为：操作者在自助操作装置5上进行借书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置4控制复合运动取书机构装置2进行相应动作，完成从可视书架3上取书送到操作面板11、借还书口13完成借书动作；操作者在自助操作装置5上进行还书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置4控制复合运动取书装置2进行相应动作，完成从操作面板11、借还书口13取书送到可视书架3上的空书格完成还书动作。
本发明具有以下有益效果：它采用多组伺服电机运动模组联动复合成类似机械手运动结构，能经济、可靠地实现自助式借还书设备所需的书本自动上架和下架动作。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图，
图2本发明中室体1的结构偶示意图，
图3为本发明中自助操作装置5的结构示意图，
图4为本发明中复合运动取书装置2的结构示意图，
图5为本发明自助借书流程图，
图6为本发明自助还书流程图。
具体实施方式：
参看图1-6，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含室体1、复合运动取书装置2、可视书架3、PLC控制装置4和自助操作装置5；室体1的内部设置有复合运动取书装置2，可视书架3设置在室体1的前部的下侧，PLC控制装置4设置在复合运动取书装置2的一侧，自助操作装置5设置在室体1的右侧的前部。
所述的室体1包含顶架6、背板7、侧门8、底架9、书架玻璃10和操作面板11；室体1的上部设置有顶架6，室体1的后侧设置有背板7，室体1的一侧设置有侧门8，室体1的下部设置有底架9，室体1的前部设置有书架玻璃10，操作面板11设置在室体1的右侧。
所述的复合运动取书装置2包含X轴直线导轨21、X轴皮带22、X轴带轮23、X轴伺服电机24、Z轴伺服电机25、Z轴带轮26、Z轴皮带27、Z轴直线导轨28、定书爪29、Y轴皮带30、Y轴伺服电机31、Y轴带轮32、Y轴直线导轨33、动书爪34、动书爪压紧弹簧35、动书爪松开电机36、动书爪滑动底座37、Z轴架38、Y轴底板39；X轴直线导轨21固定在顶架6的下表面，X轴皮带22和X轴带轮23设置在X轴直线导轨21上，X轴伺服电机24设置在X轴带轮23的一侧，Z轴伺服电机25设置在X轴伺服电机24的一侧，Z轴直线导轨28垂直设置在X轴直线导轨21的下部，Z轴直线导轨28的上部设置有Z轴带轮26，Z轴带轮26与Z轴伺服电机25连接，Z轴皮带27设置在Z轴直线导轨28上，Y轴直线导轨33设置在Z轴直线导轨28上，且Y轴直线导轨33分别与X轴直线导轨21和Z轴直线导轨28垂直设置，定书爪29设置在Y轴直线导轨33的一端，Y轴皮带30设置在Y轴直线导轨33上，Y轴伺服电机31设置在Y轴直线导轨33的中部，Y轴带轮32设置在Y轴伺服电机31的下部，动书爪滑动底座37设置在Y轴直线导轨33的另一端，动书爪压紧弹簧35设置在动书爪34的后侧，动书爪松开电机36设置在动书爪压紧弹簧35的后侧，动书爪34设置在动书爪滑动底座37上，Z轴架38设置在Z轴直线导轨28上，Y轴底板39设置在Z轴直线导轨28的后侧。
所述的自助操作装置5包含监控摄像头12、借还书口13、二代身份证读卡器14、凭条打印机15、纸币机16、RFID借书证发卡机17、密码键盘18、RFID图书证读卡器19、触摸显示一体机20；监控摄像头12设置在自助操作装置5的上部，借还书口13设置在监控摄像头12的下部，触摸显示一体机20设置在借还书口13的右侧，二代身份证读卡器14、RFID图书证读卡器19和密码键盘18并排设置，且二代身份证读卡器14、RFID图书证读卡器19和密码键盘18设置在触摸显示一体机20的下部，凭条打印机15、纸币机16和RFID借书证发卡机17并排设置，凭条打印机15设置在二代身份证读卡器14的下部，纸币机16设置在RFID图书证读卡器19的下部，RFID借书证发卡机17设置在密码键盘18的下部。
所述的PLC控制装置4包含包括用于采集各机构工作状态信号与取书机构定位的传感器、伺服电机的驱动及控制装置，它安装在室体1内，用于控制复合运动取书装置2动作。
所述的可视书架3镶嵌在书架玻璃10内侧，共六层每层用隔板隔成七十五个书格，每个书格可放一本书，书架用于存放和展示图书。
本具体实施方式的工作原理为：操作者在自助操作装置5上进行借书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置4控制复合运动取书机构装置2进行相应动作，完成从可视书架3上取书送到操作面板11、借还书口13完成借书动作；操作者在自助操作装置5上进行还书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置4控制复合运动取书装置2进行相应动作，完成从操作面板11、借还书口13取书送到可视书架3上的空书格完成还书动作。
自助借书：借书命令激活后，首先触发RFID数据系统进行数据比对确定被借书物理位置并将相关信息传递给PLC控制装置， PLC控制装置控制复合运动取书装置进行去程寻址动作，运动到对应书本位置后动书爪进行抓书，抓到书本后进行回程寻址动作将书本送到借还书口，随后动书爪进行放书动作，完成借书。
自助还书：还书命令激活后，首先触发RFID数据系统进行系统分析找到空书格物理位置并将相关信息传递给PLC控制装置， PLC控制装置控制复合运动取书装置进行回借还书口寻址动作运动到借还书口，随即动书爪进行抓书动作，抓书动作完成紧接着复合运动取书装置进行去程寻址动作，运动到对应空书格位置时动书爪进行放书，完成还书动作。
设备安全性：对于设备在操作过程中涉及需要安全防护的节点本发明均布置安装有起保护作用的传感器，避免出现伤害用户的情况；在电路中安装各种检测装置，出现短路、断路、漏电情况时设备将自动关闭，保证设备不对用户造成意外伤害。
本具体实施方式采用多组伺服电机运动模组联动复合成类似机械手运动结构，能经济、可靠地实现自助式借还书设备所需的书本自动上架和下架动作。

Claims (5)

1.24h智能自助图书馆，其特征在于它包含室体(1)、复合运动取书装置(2)、可视书架(3)、PLC控制装置(4)和自助操作装置(5)；室体(1)的内部设置有复合运动取书装置(2)，可视书架(3)设置在室体(1)的前部的下侧，PLC控制装置(4)设置在复合运动取书装置(2)的一侧，自助操作装置(5)设置在室体(1)的右侧的前部。
2.根据权利要求1所述的24h智能自助图书馆，其特征在于所述的室体(1)包含顶架(6)、背板(7)、侧门(8)、底架(9)、书架玻璃(10)和操作面板(11)；室体(1)的上部设置有顶架(6)，室体(1)的后侧设置有背板(7)，室体(1)的一侧设置有侧门(8)，室体(1)的下部设置有底架(9)，室体(1)的前部设置有书架玻璃(10)，操作面板(11)设置在室体(1)的右侧。
3.根据权利要求1所述的24h智能自助图书馆，其特征在于所述的复合运动取书装置(2)包含X轴直线导轨(21)、X轴皮带(22)、X轴带轮(23)、X轴伺服电机(24)、Z轴伺服电机(25)、Z轴带轮(26)、Z轴皮带(27)、Z轴直线导轨(28)、定书爪(29)、Y轴皮带(30)、Y轴伺服电机(31)、Y轴带轮(32)、Y轴直线导轨(33)、动书爪(34)、动书爪压紧弹簧(35)、动书爪松开电机(36)、动书爪滑动底座(37)、Z轴架(38)、Y轴底板(39)；X轴直线导轨(21)固定在顶架(6)的下表面，X轴皮带(22)和X轴带轮(23)设置在X轴直线导轨(21)上，X轴伺服电机(24)设置在X轴带轮(23)的一侧，Z轴伺服电机(25)设置在X轴伺服电机(24)的一侧，Z轴直线导轨(28)垂直设置在X轴直线导轨(21)的下部，Z轴直线导轨(28)的上部设置有Z轴带轮(26)，Z轴带轮(26)与Z轴伺服电机(25)连接，Z轴皮带(27)设置在Z轴直线导轨(28)上，Y轴直线导轨(33)设置在Z轴直线导轨(28)上，且Y轴直线导轨(33)分别与X轴直线导轨(21)和Z轴直线导轨(28)垂直设置，定书爪(29)设置在Y轴直线导轨(33)的一端，Y轴皮带(30)设置在Y轴直线导轨(33)上，Y轴伺服电机(31)设置在Y轴直线导轨(33)的中部，Y轴带轮(32)设置在Y轴伺服电机(31)的下部，动书爪滑动底座(37)设置在Y轴直线导轨(33)的另一端，动书爪压紧弹簧(35)设置在动书爪(34)的后侧，动书爪松开电机(36)设置在动书爪压紧弹簧(35)的后侧，动书爪(34)设置在动书爪滑动底座(37)上，Z轴架(38)设置在Z轴直线导轨(28)上，Y轴底板(39)设置在Z轴直线导轨(28)的后侧。
4.根据权利要求1所述的24h智能自助图书馆，其特征在于所述的自助操作装置(5)包含监控摄像头(12)、借还书口(13)、二代身份证读卡器(14)、凭条打印机(15)、纸币机(16)、RFID借书证发卡机(17)、密码键盘(18)、RFID图书证读卡器(19)、触摸显示一体机(20)；监控摄像头(12)设置在自助操作装置(5)的上部，借还书口(13)设置在监控摄像头(12)的下部，触摸显示一体机(20)设置在借还书口(13)的右侧，二代身份证读卡器(14)、RFID图书证读卡器(19)和密码键盘(18)并排设置，且二代身份证读卡器(14)、RFID图书证读卡器(19)和密码键盘(18)设置在触摸显示一体机(20)的下部，凭条打印机(15)、纸币机(16)和RFID借书证发卡机(17)并排设置，凭条打印机(15)设置在二代身份证读卡器(14)的下部，纸币机(16)设置在RFID图书证读卡器(19)的下部，RFID借书证发卡机(17)设置在密码键盘(18)的下部。
5.根据权利要求1所述的24h智能自助图书馆，其特征在于它的工作原理为：操作者在自助操作装置(5)上进行借书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置(4)控制复合运动取书机构装置(2)进行相应动作，完成从可视书架(3)上取书送到操作面板(11)、借还书口(13)完成借书动作；操作者在自助操作装置(5)上进行还书命令操作时模块内软件会触发PLC控制装置(4)控制复合运动取书装置(2)进行相应动作，完成从操作面板(11)、借还书口(13)取书送到可视书架(3)上的空书格完成还书动作。
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