CN105798914B - 用于自动分类图书馆的图书的智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动分类图书馆的图书的智能机器人，包括头部、身体部及可移动的底盘，头部中集成有MCU及GNSS芯片，GNSS芯片用于实时定位及导航智能机器人；身体部包括可移动的第一机械手臂和第二机械手臂，所述第二机械手臂中设有电子标签阅读器，MCU用于控制第一机械手臂从书筐中抓取已借阅的图书，并控制电子标签阅读器阅读抓取的图书的电子标签的电子标签号；MCU还用于控制智能机器人移动至与电子标签阅读器阅读的电子标签号的排列顺序相对应的书架，并控制第一机械手臂将抓取的图书按照排列顺序放置在书架中。本发明能自动对图书馆里的图书进行分类和整理，并归还至书架，减轻了图书管理员的工作。

Description

用于自动分类图书馆的图书的智能机器人

技术领域

本发明涉及一种智能机器人，特别是涉及一种用于自动分类图书馆的图书的智能机器人。

背景技术

随着我国经济的高速发展，人们的工作、生活节奏越来越快，每天获取的信息量也越来越多，而图书的数量也在逐渐增多，随之而来的是图书馆越建越多、越来越大，这使得图书馆中归还图书后分类和整理图书的工作量越来越大。现有技术中对已借阅的图书的分类和整理只能靠图书管理员人工手动处理，这使得图书管理员的工作异常繁杂，极大地耗费了人力物力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中现有技术中对已借阅的图书的分类和整理只能靠图书管理员人工手动处理，使得图书管理员的工作异常繁杂，极大地耗费了人力物力的缺陷，提供一种用于自动分类图书馆的图书的智能机器人。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种用于自动分类图书馆的图书的智能机器人，其特点在于，所述图书具有一电子标签，所述电子标签具有一电子标签号，所述电子标签号具有一预设的排列顺序，所述图书馆中设有用于按照所述排列顺序放置未借阅的图书的书架及一用于放置已借阅的图书的书筐；

所述智能机器人包括一头部、一身体部及一可移动的底盘，所述头部中集成有一MCU(中央处理单元)及一GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星系统)芯片，所述GNSS芯片用于实时定位及导航所述智能机器人；

所述身体部包括可移动的一第一机械手臂和一第二机械手臂，所述第二机械手臂中设有一电子标签阅读器，所述MCU用于控制所述第一机械手臂从所述书筐中抓取已借阅的图书，并控制所述电子标签阅读器阅读所述第一机械手臂抓取的图书的电子标签的电子标签号；

所述MCU还用于控制所述智能机器人移动至与所述电子标签阅读器阅读的电子标签号的排列顺序相对应的书架，并控制所述第一机械手臂将抓取的图书按照排列顺序放置在所述书架中。

较佳地，所述身体部还包括一图书容纳区，所述MCU还用于控制所述第一机械手臂依次抓取所述书筐中的每本图书，并控制所述第二机械手臂依次读取书筐中的每本图书的电子标签号，所述MCU还包括一第一判断模块、一第二判断模块及一分类整理模块；

所述第一判断模块用于实时判断所述书筐中是否放置电子标签号为第一排列顺序的图书，若是，则调用所述分类整理模块对电子标签号为第一排列顺序的所有图书执行分类整理操作，所述分类整理操作为：

控制所述第一机械手臂将电子标签号为第一排列顺序的所有图书放置于所述图书容纳区中，并控制所述智能机器人移动至与所述第一排列顺序相对应的书架，控制所述第一机械手臂依次从所述图书容纳区中抓取每本电子标签号为第一排列顺序的图书，并将抓取的图书放置于与所述第一排列顺序相对应的书架中；

若否，则调用所述第二判断模块判断所述书筐中是否放置电子标签号为下一个排列顺序的图书，若放置，则调用所述分类整理模块对电子标签号为下一个排列顺序的所有图书执行所述分类整理操作，若未放置，则所述第二判断模块继续进行判断，直至判断至电子标签号为最后一个排列顺序的图书为止。

较佳地，所述GNSS芯片中还设置有所述图书馆的电子地图，所述电子地图中包括所述书筐及所述书架的位置信息。

较佳地，所述书架上还设有用于表征与电子标签号的排列顺序的对应关系的二维码，所述智能机器人还包括一扫描装置，用于扫描所述二维码以获取书架所对应的电子标签号的排列顺序。

较佳地，所述头部中还集成有一通信芯片，所述MCU还用于在所述智能机器人放置完全部图书后，控制所述通信芯片向外发送一用于表征全部图书放置完毕的信息。

较佳地，所述通信芯片为LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)芯片。

较佳地，所述LTE芯片用于接收由图书馆的控制室中的图书管理员通过一遥控模块发送的遥控指令。所述遥控模块为专门的遥控器、电脑或手机中的LTE/3G(第三代移动通信技术)无线通讯模块，所述遥控指令用于控制智能机器人在图书馆内移动、执行图书分类整理操作或进入休眠状态。

较佳地，所述智能机器人的头部还设有一摄像头，所述摄像头用于对所述图书馆进行实时拍照或摄像，所述LTE芯片还用于实时向外发送所述摄像头拍照或摄像的内容。

较佳地，所述电子标签为NFC(Near Field Communication，近场通信)标签或RFID(Radio Frequency Identification，无线射频识别)标签，所述电子标签阅读器为对应的NFC阅读器或RFID阅读器。

较佳地，所述底盘具有四个轮子，和/或，所述头部中还嵌设有一SIM卡(用户身份识别卡)。

本发明的积极进步效果在于：本发明的智能机器人能够自动对图书馆里的图书进行分类和整理，并自动将图书归还至相应的书架，在一定程度上代替了图书管理员的工作，从而帮助图书管理员从繁杂的工作中解放出来，减轻了图书管理员的工作负荷，节省了人力物力。

附图说明

图1为本发明的一实施例的用于自动分类图书馆的图书的智能机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本发明的用于自动分类图书馆的图书的智能机器人是一种智能型、可对图书进行分类整理的机器人，可在图书馆内使用，所述智能机器人的功能是分类整理图书，并把图书有序放回书架，图书管理员(遥控者)只要在控制室进行遥控，智能机器人就自动把图书馆里的图书整理好，并且可以随时和遥控者沟通、接收遥控者的监控，把整理好的图书信息报告给遥控者。

其中，所述图书馆的图书均具有一NFC标签，所述NFC标签粘贴于图书的书脊或扉页处，所述NFC标签具有一电子标签号(即图书分类号)，所述电子标签号具有一预设的排列顺序，最常见的是以电子标签号的第一个英文字母依次排序，如按照A，B，C，D……的顺序进行排列；所述图书馆中则设有多个书架，用于按照上述排列顺序依次放置不同排列序号的未借阅的图书，同时，在图书馆中海设有一塑料书筐，用于放置读者已借阅并归还的图书。

如图1所示，所述智能机器人包括一头部1、一身体部2及一可移动的带有四个轮子的底盘3，在所述头部1中集成有一MCU11、一GNSS芯片12，其中所述GNSS芯片12能实时定位并导航所述智能机器人，所述GNSS芯片12中还集成有所述图书馆的电子地图，所述电子地图中记录有所述图书馆的道路信息、所述塑料书筐及所述书架的位置信息，在GNSS芯片12的导航下，智能机器人可以自由地在整个图书馆中移动，完成分类图书、并将图书整理至书架的工作。所述身体部2则包括可以移动的一第一机械手臂21及一第二机械手臂22，同时还包括一图书容纳区23。

所述MCU11用于在接收到指令后控制所述第一机械手臂21从所述塑料书筐中抓取读者已借阅并归还的图书，所述第二机械手臂22中集成有NFC阅读器，所述MCU11还用于控制所述第二机械手臂22通过NFC阅读器读取所述第一机械手臂21抓取的图书的NFC标签的电子标签号，并检测其第一个英文字母。而所述MCU11还能够控制所述智能机器人移动至与所述NFC阅读器阅读的电子标签号的排列顺序相对应的书架，并控制所述第一机械手臂21将抓取的图书按照排列顺序放置在所述书架中。

当智能机器人移动至所述塑料书筐时，所述MCU11用于首先控制智能机器人对塑料书筐中读者归还的已借阅的图书进行分类整理，具体地，所述MCU11还包括一第一判断模块、一第二判断模块及一分类整理模块。所述MCU11会控制所述第一机械手臂21依次抓取所述塑料书筐中的每本图书，并控制所述第二机械手臂22依次读取塑料书筐中每本图书的电子标签号，所述第一判断模块会实时判断所述塑料书筐中是否放置判断电子标签号为低压排列顺序的图书，即判断是否有电子标签号的第一个字母为A的图书，若有，则调用所述分类整理模块对电子标签号以字母A打头的图书执行分类整理操作，所述分类整理操作包括：

控制所述第一机械手臂21将电子标签号以字母A打头的图书的所有图书放置于所述图书容纳区23中，并控制所述智能机器人移动至与专门放置电子标签号以字母A打头的图书的书架，其中图书馆的书架上均设置有用于表征与电子标签号的排列顺序(即电子标签号的第一个字母依次从字母A到Z)的对应关系的二维码，而所述智能机器人还包括一扫描装置，通过所述扫描装置能够对书架上的二维码进行扫描，从而获取每个书架所对应的电子标签号的排列顺序，进而识别每个书架所专门放置的对应图书。接着，控制所述第一机械手臂21依次从所述图书容纳区23中抓取每本电子标签号以字母A打头的图书，并将抓取的图书放置于专门放置电子标签号以字母A打头的图书的书架中。

在将电子标签号以字母A打头的所有图书均放回书架上后，所述第一判断模块就会判断出所述塑料筐中没有电子标签号以字母A打头的图书，此时会调用所述第二判断模块判断所述塑料书筐中是否放置电子标签号为下一个排列顺序的图书，即判断是否放置电子标签号以字母B打头的图书，若放置，则调用所述分类整理模块对电子标签号以字母B打头的所有图书执行所述分类整理操作，具体请参见对电子标签号以字母A打头的所有图书所执行的操作，只需将其中的图书改为针对电子标签号以字母B打头的所有图书即可，若未放置，则所述第二判断模块会继续进行判断，即继续判断所述塑料书筐中是否放置有电子标签号以字母C打头的图书，如果有，则同样对电子标签号以字母C打头的所有图书执行分类整理操作，如果没有，则继续判断所述塑料书筐中是否放置有电子标签号以字母D打头的图书，以此类推，直至判断到电子标签号为最后一个排列顺序(即电子标签号以字母Z打头)的图书为止，从而实现对塑料书筐中所有排列顺序的图书均依次分类整理并返回至对应的书架中。

在所述智能机器人的头部还设有一摄像头及一LTE芯片(图中未示出)，并集成有LTE主天线和分集接收天线以及一NFC天线，摄像头具体可放置在智能机器人的眼睛处，使用起来可利用手机或电脑进行远程遥控，利用所述摄像头可以对图书馆的内部环境进行实时拍照或摄像，而智能机器人还用到LTE芯片内置的AT指令(操作系统中一种用于显示或指定计划任务的指令)来进行控制，所述LTE芯片用于接收由图书管理员实时发送的遥控指令，并根据遥控指令执行相应的操作，这样，图书管理员就可以在图书馆的控制室中远程遥控智能机器人，图书管理员具体可通过电脑或手机上的LTE/3G(第三代移动通信技术)无线通讯模块发送遥控指令，所述遥控指令可以控制机器人自由地在整个图书馆内移动、完成分类图书及整理书架的工作，在完成图书分类整理工作后，所述LTE芯片还向图书管理员发送用于表征全部图书放置完毕的信息，图书管理员在接收到所述信息后还可以发送遥控指令控制智能机器人处于休眠状态，从而使得智能机器人可以根据图书管理员的具体指令执行相应的各种操作。

在本发明中，所述GNSS芯片和所述LTE芯片可集成在同一个芯片中，从而使得本发明的智能机器人同时具有通信和导航能力，也具备摄像、数据传输和收发短信、彩信等信息的功能。在智能机器人对塑料书筐中的每个排列顺序的图书执行完毕分类整理操作，把图书放置到对应的书架上后，利用所述LTE芯片还可以发送一个信息到遥控室，从而远程告知图书管理员图书已放回书架，图书管理员可随即把信息输入电脑中作为记录。并且图书管理员还可以发送控制指令至智能机器人，让智能机器人返回遥控室休息，智能机器人的工作基本上是全自动的，完全按照设计好的流程工作，图书管理员只起到一个监控的作用，或者根据机器人的反馈临时改变流程或安排新任务，智能机器人可以自行完成整理图书的操作或由图书管理员遥控智能机器人完成图书整理的操作。

在所述智能机器人的头部还嵌设有SIM卡，使得智能机器人可以和图书管理员的手机或电脑互相传输信息。智能机器人平时可处于开机休眠状态，在图书馆里休息，需要开启时，有两种方式：一，可以接收短信，当图书管理员向智能机器人发送短信后，把它唤醒进入功能启动状态；二，根据图书管理员发送的指挥程序将其唤醒，开始工作。待所有指令都执行完毕后，可根据图书管理员进入休眠状态、或等待一段时间不执行操作后自动进入休眠状态。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于自动分类图书馆的图书的智能机器人，其特征在于，所述图书具有一电子标签，所述电子标签具有一电子标签号，所述电子标签号具有一预设的排列顺序，所述图书馆中设有用于按照所述排列顺序放置未借阅的图书的书架及一用于放置已借阅的图书的书筐；

所述智能机器人包括一头部、一身体部及一可移动的底盘，所述头部中集成有一MCU及一GNSS芯片，所述GNSS芯片用于实时定位及导航所述智能机器人；

所述身体部包括可移动的一第一机械手臂和一第二机械手臂，所述第二机械手臂中设有一电子标签阅读器，所述MCU用于控制所述第一机械手臂从所述书筐中抓取已借阅的图书，并控制所述电子标签阅读器阅读所述第一机械手臂抓取的图书的电子标签的电子标签号；

所述MCU还用于控制所述智能机器人移动至与所述电子标签阅读器阅读的电子标签号的排列顺序相对应的书架，并控制所述第一机械手臂将抓取的图书按照排列顺序放置在所述书架中；

所述身体部还包括一图书容纳区，所述MCU还用于控制所述第一机械手臂依次抓取所述书筐中的每本图书，并控制所述第二机械手臂依次读取书筐中的每本图书的电子标签号，所述MCU还包括一第一判断模块、一第二判断模块及一分类整理模块；

所述第一判断模块用于实时判断所述书筐中是否放置电子标签号为第一排列顺序的图书，若是，则调用所述分类整理模块对电子标签号为第一排列顺序的所有图书执行分类整理操作，所述分类整理操作为：

控制所述第一机械手臂将电子标签号为第一排列顺序的所有图书放置于所述图书容纳区中，并控制所述智能机器人移动至与所述第一排列顺序相对应的书架，控制所述第一机械手臂依次从所述图书容纳区中抓取每本电子标签号为第一排列顺序的图书，并将抓取的图书放置于与所述第一排列顺序相对应的书架中；

若否，则调用所述第二判断模块判断所述书筐中是否放置电子标签号为下一个排列顺序的图书，若放置，则调用所述分类整理模块对电子标签号为下一个排列顺序的所有图书执行所述分类整理操作，若未放置，则所述第二判断模块继续进行判断，直至判断至电子标签号为最后一个排列顺序的图书为止。

2.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述GNSS芯片中还设置有所述图书馆的电子地图，所述电子地图中包括所述书筐及所述书架的位置信息。

3.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述书架上还设有用于表征与电子标签号的排列顺序的对应关系的二维码，所述智能机器人还包括一扫描装置，用于扫描所述二维码以获取书架所对应的电子标签号的排列顺序。

4.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述头部中还集成有一通信芯片，所述MCU还用于在所述智能机器人放置完全部图书后，控制所述通信芯片向外发送一用于表征全部图书放置完毕的信息。

5.如权利要求4所述的智能机器人，其特征在于，所述通信芯片为LTE芯片。

6.如权利要求5所述的智能机器人，其特征在于，所述LTE芯片用于接收由图书馆的控制室中的图书管理员通过一遥控模块发送的遥控指令。

7.如权利要求6所述的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人的头部还设有一摄像头，所述摄像头用于对所述图书馆进行实时拍照或摄像，所述LTE芯片还用于实时向外发送所述摄像头拍照或摄像的内容。

8.如权利要求1-7中任意一项所述的智能机器人，其特征在于，所述电子标签为NFC标签或RFID标签，所述电子标签阅读器为对应的NFC阅读器或RFID阅读器。

9.如权利要求1所述的智能机器人，其特征在于，所述底盘具有四个轮子，和/或，所述头部中还嵌设有一SIM卡。

Images