CN106504443B - 一种自动图书整理装置及其图书整理方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种自动图书整理装置及其图书整理方法，自动图书整理装置包括行走车体(1)、布置在所述行走车体(1)上的升降机构(2)和控制模块(3)、布置在所述升降机构(2)上的旋转凸轮往复运动机构(4)，连接定位单元和避障传感器的导航单元规划所述行走车体(1)的行走路径；动力单元(7)驱动丝杆(8)使得活动板(9)带动上连接板(10)升降，上连接板(10)设有旋转轴(11)；当双轴电机(19)转动时，读写器天线(18)跟随动臂(16)沿着凸轮(20)外径周期往复运动；控制模块(3)控制所述行走车体(1)的行走、升降机构(2)的升降以及旋转凸轮往复运动机构(4)的往复运动。

Description

一种自动图书整理装置及其图书整理方法

技术领域

本发明涉及图书馆领域，特别是一种自动图书整理装置及其图书整理方法。

背景技术

图书馆是图书管理需求最为集中的应用场所，目前全国共有1万多家图书馆，且大多数图书馆已经从纯手工管理方式过渡到了采用条形码识别、计算机网络、计算机软件技术的数字化管理模式，虽然采用了许多现代化技术，但还是有许多问题困扰着图书馆的管理及工作人员。例如，图书的自助借还、图书的快速盘点、查找、乱架图书的整理等问题还是没有很好地得到解决，阻碍了图书馆进一步提高管理和服务水平。目前图书馆对图书进行盘点主要采用条形码技术，在盘点时必须将每本图书从书架取下再使用条形码扫描枪对条形码进行扫描，这样盘点的效率是非常低的，对于少量的图书实现起来还能应付，但对于大量图书的盘点已经显得捉襟见肘了。由于盘点效率低，盘点时还需要闭馆，使得大多数图书馆实现对图书的全面盘点几乎是不可能的，另外现在图书馆的书都由工作人员手工放回到书架上，增加了图书馆人员的工作量。在图书馆中进行还书作业，多是借还书一体，均由工作人员一对一扫描识别，然后进行书籍借还书工作，因此借书人在还书的时候，必须在规定的上班时间来到图书馆还书，这极为不便，并导致借书人耗费了很多时间去还书的路上，大大耗费借书人的时间，同时也影响图书馆书籍的流通率。

现有的图书馆的还书系统有类似的移动书架用于还书，但是都需要人手工的推车达到指定的位置后，在放到指定的高度上，没有一个完整方便的定位移动装置，有时候因为书架过高，身材较矮的工作人员放书还存在一定的困难，因此急需解决此问题。近几年，随着图书行业发展的越来越迅速，对自动化的需求也越来越高。由于图书品类较多、厚薄不一以及大小不同，对存取装置的多样化以及适应性要求很高，而现有的图书自动化存取装置较少，因此不能满足市场的刚性需求。特别是薄书的存取，对存取装置的定位提出更高高的要求。现有技术公开实用新型的图书自取存取装置，主要是通过机械手来抓取物品，虽然能够实现全自动化的存取作业方式，但是由于图书品类较多、厚薄不一以及大小不一等原因，因此机械手抓取图书定位精度不高，容易出现空抓或错抓的问题。

现有技术还公开了通过设置密集货架，利用巷道母车、巷道子车存取密集货架上的图书方式完成图书的自动化存取。由于图书这种多品规、低频率的出入库作业，采用上述存取方式会导致设备成本太高以及部分动力装置显得有些浪费资源等缺陷。

专利文献CN205396154U公开的一种图书馆多功能车包括车体，所述车体的中上部为装书槽，所述装书槽的下部连接设置有吸尘装置；所述装书槽包括左侧板、右侧板，所述右侧板上方设置有还书消磁区，所述还书消磁区内设置有消磁器、与所述消磁器连接的显示屏，所述左侧板、右侧板之间连接有若干上、下水平间距设置的装书隔板，所述装书隔板的外侧面上设置有与所述消磁区电连接的指示灯，所述指示灯用于指示消磁区内书籍的放置位置；所述吸尘装置包括设置在所述装书槽中间下部的吸尘头，所述吸尘头的两侧设置有储存吸尘垃圾的两储存装置，所述两储存装置与所述的吸尘头通过吸尘管连接。该专利方便了图书管理人员将还书放置到装书槽内还书对应的装书隔板上，但该专利无法自动识别图书信息以及应处于书架的正确位置并自动将错误位置的图书捡取到正确位置。

专利文献CN105448003公开的一种图书馆自动定位还书系统包括多个间距距离相同的书架(3)，所述的书架(3)配套使用有一个载书盘(26)，所述的载书盘(26)由横移机构、升降机构、旋转机构和伸缩机构控制，所述的横移机构包括轨道(4)，所述的轨道(4)与书架(3)的放书面平行，所述的载书盘(26)的下方设置有底板(21)，所述的轨道(4)两侧间距相同处设置有用于控制底板(21)位置的限位开关(41)，所述的底板(21)下方设置有滚轮，所述的滚轮在轨道(4)上滑动，所述的滚轮包括主动轮(213)和从动轮(216)，所述的底板(21)的一侧固定有电机(211)，所述的电机(211)连接有减速器(212)，所述的减速器(212)连接有主动轮(213)，所述的主动轮(213)的另一侧连接有主动轴(214)，所述的主动轴(214)连接有从动轮(216)，所述的底板(21)的另一侧还设置有从动轮(216)，所述的升降机构包括底板(21)上设置的框架，所述的框架的高度与整体的书架(3)高度相同，所述的框架的端部设置有卷绳筒(22)，所述的卷绳筒(22)上设置有定位钢丝绳(23)的凹槽，凹槽内卷有钢丝绳(23)，所述的钢丝绳(23)底部设置有挂钩，所述的挂钩与转盘(24)上的挂环配合，所述的卷绳筒(22)内设置有转轴，所述的转轴与卷绳筒(22)配合有平键，所述的转轴由电机控制，所述的电机运动的时间由PLC程序控制。该专利能够实现整个还书过程的定位，该专利识别效率低以及精度低且该专利无法自动识别图书信息以及应处于书架的正确位置并自动将错误位置的图书捡取到正确位置。

专利文献CN205010858U公开的一种图书自动存取装置包括输送系统，设置在所述输送系统两侧的存放系统，用于实现待输送货物在所述输送系统和存放系统之间存或取作业的分拣系统，以及用于向所述分拣系统自动分配位置指令的控制系统；所述分拣系统包括轨道单元，沿所述轨道单元实现x、y、z三个方向运动的导向单元以及紧固连接在所述导向单元一端的存取单元；其中，所述存取单元包括输送单元本体，设置在所述输送单元本体下方的输送单元，设置在所述存取单元本体一端的可翻转单元。该专利提高了出入库及分拣作业效率，该专利识别效率低以及精度低且该专利无法自动识别图书信息以及应处于书架的正确位置并自动将错误位置的图书捡取到正确位置。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施提供了一种能够自动识别图书信息以及应处于书架的正确位置并自动将错误位置的图书捡取到正确位置的自动图书整理装置，且识别效率和精度显著得到提高。自动图书整理装置彻底改变了现在人工图书拣点的现状，使得人工成本及劳动强度急剧减少，错误率也减少，图书管理也更加规范。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种自动图书整理装置包括行走车体、布置在所述行走车体上的升降机构和控制模块、布置在所述升降机构上的旋转凸轮往复运动机构，所述行走车体包括驱动所述行走车体行走的驱动机构和导航设备，所述导航设备包括定位单元、避障传感器和导航单元，连接定位单元和避障传感器的所述导航单元规划所述行走车体的行走路径；所述升降机构包括动力单元、丝杆活动板和上连接板，所述动力单元驱动所述丝杆使得所述活动板带动上连接板升降，所述上连接板设有旋转轴；所述旋转凸轮往复运动机构包括固定在所述旋转轴的固定臂、通过直线轴承、弹簧及滑轴连接在所述固定臂的动臂、连接所述动臂的长臂和安装在所述长臂上的读写器天线，双轴电机固定在所述固定臂，凸轮固定在所述双轴电机的两端轴上；当所述双轴电机转动时，所述读写器天线跟随所述动臂沿着所述凸轮外径周期往复运动；电连接所述导航设备、升降机构、旋转凸轮往复运动机构的所述控制模块控制所述行走车体的行走、升降机构的升降以及旋转凸轮往复运动机构的往复运动。

优选地，所述长臂上设有用于取放书本的机械手，所述机械手电连接所述控制模块。

优选地，所述控制模块包括无线通信单元，所述控制模块经由所述无线通信单元无线连接后台控制系统或手机APP。

优选地，所述定位单元包括设在行走车体四角上的位置的位移传感器和设在所述行走车体下部的地标站点传感器，所述导航单元包括UWB导航模组，所述避障传感器布置在所述行走车体前部的中间位置和后部的中间位置，所述导航设备可切换手动行走模式和自动行走模式。

优选地，安装在所述行走车体左右两侧下部的所述驱动机构由伺服电机、涡轮减速机、传动轴及驱动轮组成，所述伺服电机经由所述涡轮减速机输入动力到所述传动轴，所述传动轴连接所述驱动轮。

优选地，所述动力单元包括电机和第二涡轮减速机，所述上连接板经由上导轨和轴连接活动板，多个所述活动板之间通过轴及轴套相连，底部的所述活动板一端连接活动端和另一端连接固定在底座的固定端，设在所述上连接板的所述旋转轴连接第二涡轮减速机的输出轴。

优选地，所述控制模块控制所述双轴电机驱动所述凸轮使得读写器天线按照预定幅度及频率上下往复运动。

优选地，所述控制模块为PLC控制器，所述PLC控制器电连接导航设备、动力单元、双轴电机以控制行走车体的行走、升降机构的升降位置以及动臂的往复运动。

优选地，所述的自动图书整理装置包括设在行走车体前部和后部的防撞胶条和车灯、设在所述行走车体上的摄像设备、电池、显示界面、键盘、读写器或WIFI、设在所述驱动机构的导杆和弹簧、设在升降机构的风琴罩或设在所述旋转凸轮往复运动机构的封板。

本发明的另一个方面，利用自动图书整理装置的图书整理方法的步骤包括：

第一步骤：所述行走车体经由导航设备规划的路径移动到预定的书架位置。

第二步骤：所述升降机构升降到预定高度，所述读写器天线按照预定幅度及频率上下往复运动扫描书架上的标签和图书。

第三步骤：机械手根据扫描的信息捡取书本到正确位置。

本发明的自动图书整理装置减轻现有图书馆人工拣点图书的工作量，节约人员成本，自动图书整理装置扫描图书信息，及时将拣点的图书信息传送到后台管理系统，方便管理且通过机械手将错误位置的图书放入正确位置。本发明取代了人工拣点图书，全部由图书智能拣点车完成，减轻了人的劳动强度，节约了人工成本，提高了拣点图书的效率。自动图书整理装置可全天24小时拣点图书，可利用晚上下班时间开启自动图书整理装置，自动图书整理装置会沿着自定的路线，将每层的图书逐个扫描，找出错误的图书信息，然后通过设备上的无线wifi功能将信息传到后台管理软件，使后台操作人员一目了然。采用机械手复杂的运动方式，可将错误的图书取下，然后放到正确的位置。也可以将每天拣点的信息通过台管理系统传给管理员，由管理员处理此信息。可通过手机APP功能做到人机交换实现远程控制，操作人随时掌控自动图书整理装置的拣点及运行情况。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的立体示意图；

图3是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的驱动机构的截面示意图；

图4是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的升降机构的截面示意图；

图5是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的旋转凸轮往复运动机构的截面示意图；

图6是根据本发明一个实施例的使用自动图书整理装置的方法的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的结构示意图，如图1所示，自动图书整理装置包括行走车体1、布置在所述行走车体1上的升降机构2和控制模块3、布置在所述升降机构2上的旋转凸轮往复运动机构4，所述行走车体1包括驱动所述行走车体1行走的驱动机构5和导航设备6，所述导航设备6包括定位单元、避障传感器和导航单元，连接定位单元和避障传感器的所述导航单元规划所述行走车体1的行走路径；所述升降机构2包括动力单元7、丝杆8、活动板9和上连接板10，所述动力单元7驱动所述丝杆8使得所述活动板9带动上连接板10升降，所述上连接板10设有旋转轴11；所述旋转凸轮往复运动机构4包括固定在所述旋转轴11的固定臂12、通过直线轴承13、弹簧14及滑轴15连接在所述固定臂12的动臂16、连接所述动臂16的长臂17和安装在所述长臂17上的读写器天线18，双轴电机19固定在所述固定臂12，凸轮20固定在所述双轴电机19的两端轴上；当所述双轴电机19转动时，所述读写器天线18跟随所述动臂16沿着所述凸轮20外径周期往复运动；电连接所述导航设备6、升降机构2、旋转凸轮往复运动机构4的所述控制模块3控制所述行走车体1的行走、升降机构2的升降以及旋转凸轮往复运动机构4的往复运动。

本发明的自动图书整理装置构成了一个独立的自动运行、自动拣点的自动化系统结构，主要由行走小车、升降结构、旋转凸轮往复运动机构、控制系统组成。自动图书整理装置启动钥匙开关，行车主体1接通电源，行车主体1可以是电动的或其他能源驱动，行车主体也可以是轮式车辆或履带式车辆，但不仅限于此，行车主体1是一种可移动的载体。如电脑触摸屏的显示界面上设定预定位置，导航设备6规划设定运行路径，按下启动按钮，行车主体1就会在精确制导的引导下，按照设定的路线及层架号对书架上的图书逐次扫描，将扫描的图书信息传到后台控制系统，后台控制系统可以是后天管理系统如服务器等，也可以是手机APP等。当行车主体1遇到障碍物，会自动停止，直到障碍物移除后，行车主体1会自动继续按原有路径行走直到拣点结束。如果在行走过程中，人为的将行车主体1脱离原有路径，行车主体1会在精确导航的作用下，自动找到先前的位置，再继续行走。本发明的自动图书整理装置的升降机构2在控制模块3的控制下升降到预定的层架，对层架上的标签扫描，控制模块3控制旋转凸轮往复运动机构4上下往复运动扫描放置在书架上的图书，确定图书是否放错位置，将信息软件处理后传给后台管理系统或手机APP。本发明的自动图书整理装置的旋转凸轮往复运动机构4设有凸轮使得本发明能够多维度、大范围地按照预定幅度及频率上下往复运动，这显著提高了本发明的扫描识别效率和精度，大大提高了整理效率。本发明减轻现有图书馆人工拣点图书的工作量，节约人员成本。本发明的自动图书整理装置自动拣点图书信息，及时将拣点的图书信息传送到后台管理系统或APP，方便管理。

在一个实施例中，图2是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的立体示意图，如图2所示，行走小车1主要由小车外壳、触摸一体工控电脑、驱动机构5、状态显示板37、金属键盘38、手动按钮、万向轮、摄像头35、钥匙开关、急停开关、避障感器、前后防撞胶条33、前后车灯34、地标站点传感器、电池模组、自动充电模组、导航设备6、位置传感器等组成。

在一个实施例中，所述长臂17上设有用于取放书本的机械手，所述机械手电连接所述控制模块3。通过本实施例，采用机械手复杂的运动方式，可将错误的图书取下，然后放到正确的位置。在一个实施例中，机械手安装有夹取档案或图书的夹爪片，夹爪片的升降高度跟随升降机构5的升降控制，夹爪片的水平平移位置通过平移电缸的水平移动控制。夹爪片采用左右两块夹片共同安装连接在电动夹爪上，其中一块夹片固定连接在电动夹爪上，另一块夹片活动连接在电动夹爪上，活动连接的夹片随电动夹爪的水平移动而移动，两块夹片在电动夹爪上构成的左右水平活动空间距离为档案或图书的厚度尺寸。两块夹片上端均延伸连接有上限位挡片，上限位挡片向内翻折朝向所夹取的档案或图书。机械手在控制模块3的控制下，将之前所述的放错位置的图书捡取出放入正确位置，这显著提高了图书整理效率，极大节省了人力且可以在如晚上的图书馆闭馆时间内进行突出整理。

在一个实施例中，所述控制模块3包括无线通信单元，所述控制模块3经由所述无线通信单元无线连接后台控制系统或手机APP。本实施例可通过手机APP功能做到人机交换实现远程控制，操作人随时掌控智能拣点车的拣点及运行情况。进一步地，可通过行车主体1自带的摄像设备和手机APP链接实现远程控制。

在一个实施例中，所述定位单元包括设在行走车体四角上的位置的位移传感器和设在所述行走车体下部的地标站点传感器，所述导航单元包括UWB导航模组，所述避障传感器布置在所述行走车体前部的中间位置和后部的中间位置，所述导航设备6可切换手动行走模式和自动行走模式。采用UWB超高定位技术确定行车主体1的位置，结合行车主体1上自带位移传感器和导航单元的运算，来实现小车的精准定位。避障传感器使得行车主体1在运行过程中遇到障碍物，可自动停止，障碍物消除后，可继续运行。

图3是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的驱动机构的截面示意图，在一个实施例中，安装在所述行走车体1左右两侧下部的所述驱动机构5由伺服电机21、涡轮减速机22、传动轴23及驱动轮24组成，所述伺服电机21经由所述涡轮减速机22输入动力到所述传动轴23，所述传动轴23连接所述驱动轮24。行走车体1在行走的过程中，为了保证行走车体1运行平稳，驱动轮24能够充分接触地面，在设计的过程中增加了导杆41和弹簧42。进一步地，伺服电机21和涡轮减速机22输入端连接，连接轴和涡轮减速机22输出端连接，驱动轮固定在传动轴23上，固定连接板固定在减速机上，导杆固定在固定连接板上，弹簧42和直线轴承在导杆41上。万向轮安装在行车主体1外壳前后左右2侧，共4个。避障感应器安装在行车主体1前后中间部分。防撞胶条33安装在行车主体1前后下部分。地标站点传感器安装在行车主体1下部。电池组和自动充电器控制部分安装在行车主体1外壳里面。采用伺服电机驱动，保证小车的运行精度，可实现直线和转弯精准运动。

图4是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的升降机构的截面示意图，如图4所示，本发明的一个实施例提供的所述动力单元7包括电机25和第二涡轮减速机26，所述上连接板10经由上导轨27和轴28连接活动板9，多个所述活动板9之间通过轴28及轴套29相连，底部的所述活动板9一端连接活动端30和另一端连接固定在底座31的固定端32，设在所述上连接板10的所述旋转轴11连接第二涡轮减速机26的输出轴。升降机构可采用剪叉形式，可以保证伸缩的距离及稳定性，具有体积小，伸缩距离长等优点，采用伺服电机减速机配有及螺纹丝杆和导轨滑动组，可精确控制升降的高度，满足图书整理的需要。在控制模块3的控制下按照需要升降的高度输入脉冲信号给伺服电机控制器，伺服电机25运转带动第二涡轮减速机26转动，连接在第二涡轮减速机26上的丝杆8转动，丝杆螺母带动活动端30移动，固定端32不动，在导轨和丝杆的作用下，活动板9之间距离相对移动，高度发生变化，达到设定值后，自动停止。

在一个实施例中，旋转轴11固定在第二涡轮减速机26输出轴上，第二涡轮减速机26固定在上连接板10上，电机25固定在第二涡轮减速机26输入端，上连接板10通过上导轨27和轴28与活动板9连接，活动板9之间通过轴及轴套相连，活动，9下端一端和活动端30连接另一端和固定端32连接，活动30和导轨道套及丝杆螺母连接。丝杆8通过轴承及第二涡轮减速机26和底座连接，固定端32和底座31连接。

图5是根据本发明一个实施例的自动图书整理装置的旋转凸轮往复运动机构4的截面示意图，如图5所示，所述控制模块3控制所述双轴电机19驱动所述凸轮20使得读写器天线18按照预定幅度及频率上下往复运动。在一个实施例中，长臂通过螺丝和动臂之间连接，可通过上面的长孔调节两者相对距离，将读写器天线调到最佳范围扫描。动臂通过直线轴承、弹簧及滑轴连接在固定臂上，挡电机转动时，动臂就会沿着凸轮外径做周期的往复运动，是安装在长臂上的读写器天线也随之周期的往复运动，扫描上下跳动，保证了图书扫描的准确率。也可会根据需要左右旋转。

在一个实施例中，所述控制模块3为PLC控制器，所述PLC控制器电连接导航设备6、动力单元7、双轴电机19以控制行走车体1的行走、升降机构2的升降位置以及动臂16的往复运动。在一个实施例中，所述控制模块3可以是上位机电脑及控制软件、读写器、下位机PLC控制器及软件、UWB导航模组系统等部分组成。在另一个实施例中，所述控制模块3可由PLC控制器、伺服驱动器、步进驱动器、漏电开关、操作按钮、摄像头、钥匙开关、显示灯、工业触摸电脑、接近开关、位移传感器、光电开关、接近开关等组成。

在一个实施例中，所述的自动图书整理装置包括设在行走车体1前部和后部的防撞胶条33和车灯34、设在所述行走车体1上的摄像设备35、电池36、显示界面37、键盘38、读写器39或WIFI40、设在所述驱动机构5的导杆41和弹簧42、设在升降机构2的风琴罩43或设在所述旋转凸轮往复运动机构4的封板44。进一步地，述的自动图书整理装置配有自动充电系统，在电量少于30％时，行走车体1回自动回到附件的充电桩充电，等充满电后，行走车体1会自动回到原来的位置继续运行。

图6为本发明的一个实施例的利用所述的自动图书整理装置的图书整理方法的步骤示意图。

如图6所示，所述的图书整理方法包括：

第一步骤S1：所述行走车体1经由导航设备6规划的路径移动到预定的书架位置。

第二步骤S2：所述升降机构2升降到预定高度，所述读写器天线18按照预定幅度及频率上下往复运动扫描书架上的标签和图书。

第三步骤S3：机械手根据扫描的信息捡取书本到正确位置。

通过本方法，自动图书整理装置取代了人工拣点图书，全部由自动图书整理装置完成，减轻了人的劳动强度，节约了人工成本，提高了拣点图书的效率。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (8)

1.一种自动图书整理装置，其包括行走车体(1)、布置在所述行走车体(1)上的升降机构(2)和控制模块(3)、布置在所述升降机构(2)上的旋转凸轮往复运动机构(4)，其特征在于：

所述行走车体(1)包括驱动所述行走车体(1)行走的驱动机构(5)和导航设备(6)，所述导航设备(6)包括定位单元、避障传感器和导航单元，连接定位单元和避障传感器的所述导航单元规划所述行走车体(1)的行走路径；

所述升降机构(2)包括动力单元(7)、丝杆(8)、活动板(9)和上连接板(10)，所述动力单元(7)驱动所述丝杆(8)使得所述活动板(9)带动上连接板(10)升降，所述上连接板(10)设有旋转轴(11)，所述动力单元(7)包括电机(25)和第二涡轮减速机(26)，所述上连接板(10)经由上导轨(27)和轴(28)连接活动板(9)，多个所述活动板(9)之间通过轴(28)及轴套(29)相连，底部的所述活动板(9)一端连接活动端(30)和另一端连接固定在底座(31)的固定端(32)，设在所述上连接板(10)的所述旋转轴(11)连接第二涡轮减速机(26)的输出轴；

所述旋转凸轮往复运动机构(4)包括固定在所述旋转轴(11)的固定臂(12)、通过直线轴承(13)、弹簧(14)及滑轴(15)连接在所述固定臂(12)的动臂(16)、连接所述动臂(16)的长臂(17)和安装在所述长臂(17)上的读写器天线(18)，双轴电机(19)固定在所述固定臂(12)，凸轮(20)固定在所述双轴电机(19)的两端轴上；当所述双轴电机(19)转动时，所述读写器天线(18)跟随所述动臂(16)沿着所述凸轮(20)外径周期往复运动，所述控制模块(3)控制所述双轴电机(19)驱动所述凸轮(20)使得读写器天线(18)按照预定幅度及频率上下往复运动；

电连接所述导航设备(6)、升降机构(2)、旋转凸轮往复运动机构(4)的所述控制模块(3)控制所述行走车体(1)的行走、升降机构(2)的升降以及旋转凸轮往复运动机构(4)的往复运动。

2.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于，所述长臂(17)上设有用于取放书本的机械手，所述机械手电连接所述控制模块(3)。

3.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于：所述控制模块(3)包括无线通信单元，所述控制模块(3)经由所述无线通信单元无线连接后台控制系统或手机APP。

4.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于：所述定位单元包括设在行走车体四角上的位置的位移传感器和设在所述行走车体下部的地标站点传感器，所述导航单元包括UWB导航模组，所述避障传感器布置在所述行走车体前部的中间位置和后部的中间位置，所述导航设备(6)可切换手动行走模式和自动行走模式。

5.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于：安装在所述行走车体(1)左右两侧下部的所述驱动机构(5)由伺服电机(21)、涡轮减速机(22)、传动轴(23)及驱动轮(24)组成，所述伺服电机(21)经由所述涡轮减速机(22)输入动力到所述传动轴(23)，所述传动轴(23)连接所述驱动轮(24)。

6.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于：所述控制模块(3)为PLC控制器，所述PLC控制器电连接导航设备(6)、动力单元(7)、双轴电机(19)以控制行走车体(1)的行走、升降机构(2)的升降位置以及动臂(16)的往复运动。

7.根据权利要求1所述的自动图书整理装置，其特征在于：所述的自动图书整理装置包括设在行走车体(1)前部和后部的防撞胶条(33)和车灯(34)、设在所述行走车体(1)上的摄像设备(35)、电池(36)、显示界面(37)、键盘(38)、读写器(39)或WIFI(40)、设在所述驱动机构(5)的导杆(41)和弹簧(42)、设在升降机构(2)的风琴罩(43)或设在所述旋转凸轮往复运动机构(4)的封板(44)。

8.一种利用权利要求1-7中任一项所述的自动图书整理装置的图书整理方法，其步骤包括：

第一步骤：所述行走车体(1)经由导航设备(6)规划的路径移动到预定的书架位置；

第二步骤：所述升降机构(2)升降到预定高度，所述读写器天线(18)按照预定幅度及频率上下往复运动扫描书架上的标签和图书；

第三步骤：机械手根据扫描的信息捡取书本到正确位置。