CN106625727A - 一种图书抓取与放回装置的末端执行器 - Google Patents

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刘辉
毛胜兰
孙正淳
何红秀
洪星
王君
游颖
汪泉
任军
魏琼
杨智勇
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/02—Gripping heads and other end effectors servo-actuated
    • B25J15/0253—Gripping heads and other end effectors servo-actuated comprising parallel grippers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0028—Gripping heads and other end effectors with movable, e.g. pivoting gripping jaw surfaces

Abstract

本发明公开一种图书抓取与放回装置的末端执行器，包括夹书机构、驱动机构、旋转机构，夹书机构用于夹紧或松开书籍，驱动机构用于驱动夹书机构夹紧或松开，旋转机构用于带动夹书机构360°自旋转。本发明通过涡轮蜗杆机构，平行四边形连杆结构实现夹板的张合，利用弹簧，入书板和推书板来实现取书和放书，结构简单，操作便捷，成本低廉，适用于图书馆大量图书的分类与归架，大大的分担了图书管理员的作业量，也提高了工作效率，结构简单，成本低，实用可靠。

Description

一种图书抓取与放回装置的末端执行器
技术领域
本发明涉及一种图书抓取与放回装置的末端执行器，属常用机械装备技术领域。
背景技术
图书馆每天的图书借阅及收回量均比较大，但现有的图书抓取与放回执行器均存在诸多缺陷，一般的仅是一种抓取机构，或仅具备放回功能的机构。图书馆管理员的作业量非常大，工作效率还不高。一种图书整理手爪可广泛用于图书的整理，这样图书管理员的作业量大大降低，其工作效率也会得到提高，方便了阅读者找取图书。有国内学者对图书被抓取放回末端执行器进行了深入的研究。2011年北京联合大学杨志成等人发明了一种《图书上下架机器人》（201110074086.9），主要通过两个电机和丝杆螺母机构，分别实现取书和放回；2013年四川成都市陈尚有等人发明了一种《图书馆取书机器人》（201310497103.9），主要通过剪叉机构来实现图书的抓取。该二种公开技术存在的不足之处是：图书抓取与放回末端执行器结构复杂，运行成本高，效率比较低，并不利于图书馆图书的取出与放回归架。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种图书抓取与放回装置的末端执行器，包括夹书机构、驱动机构、旋转机构，夹书机构用于夹紧或松开书籍，驱动机构用于驱动夹书机构夹紧或松开，旋转机构用于带动夹书机构360°自旋转。本发明通过涡轮蜗杆机构，平行四边形连杆结构实现夹板的张合，利用弹簧，入书板和推书板来实现取书和放书，结构简单，操作便捷，成本低廉，适用于图书馆大量图书的分类与归架，大大的分担了图书管理员的作业量，也提高了工作效率，结构简单，成本低，实用可靠。
本发明的技术方案是：一种图书抓取与放回装置的末端执行器，包括：夹书机构、驱动机构、旋转机构；所述夹书机构用于夹紧或松开书籍，所述驱动机构用于驱动夹书机构夹紧或松开，所述旋转机构用于带动夹书机构360°旋转；其特征在于：
所述夹书机构包括：对称分布的二块夹板（7）和四支拐臂（8），还有支架（14）和支座（9）；所述夹板（7）下端固连有入书板（11），夹板（7）中部镂空，夹板（7）上端与拐臂（8）铰接，所述拐臂（8）是平行四边形连杆结构，拐臂（8）的上端铰接在支架（14）的两端，所述支架（14）固连在支座（9）下方；
所述驱动机构包括：电机（2）、蜗轮（4）和蜗杆（3）；所述蜗轮（4）与蜗杆（3）啮合；所述蜗杆（3）与电机（1）输出轴固连，所述蜗轮（4）固连在对称分布的四支拐臂（8）中位于内侧的二支拐臂（8）的上端销轴上；电机（2）正反向旋转，即带动夹板（7）张开或夹紧；
所述旋转机构包括：锥齿轮（15）、驱动轮、从动带轮(16)；所述从动带轮（16）与驱动轮直连，驱动轮与锥齿轮（15）啮合，从动带轮（16）通过外部动力源驱动旋转，由此带动锥齿轮（15）旋转，从而带动驱动机构和夹书机构自转。
如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述夹板（7）中部的镂空位置中，分布有弹簧（5），所述弹簧（5）下端横向分布有推书板（6）。
如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述入书板（11）呈向内折弯状。
如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述入书板（11）上开有规则的孔洞，所述孔洞内嵌有滚针（17），所述滚针直径大于入书板（11）厚度。
本发明有益效果是：本发明一种图书抓取与放回装置的末端执行器，工作中，通过电机（1）的正反向旋转，带动夹板（7）张开或夹紧，由此实现书籍的松开或夹紧，完成取书和放书，结构简单，操作便捷，成本低廉，适用于图书馆大量图书的分类与归架，大大的分担了图书管理员的作业量，也提高了工作效率，结构简单，成本低，实用可靠。
附图说明
图1是本发明实施例“一种图书抓取与放回装置的末端执行器”轴侧图；
图2是本发明实施例“一种图书抓取与放回装置的末端执行器”主视图；
图3是图2俯视图；
图4是图3沿B-B折弯剖视图；
图5是图4中A处放大图。
附图中标记说明：1—电机，2—支撑壳，3—蜗杆，4—涡轮，5—弹簧，6—推书板，7—载书板，8—拐臂，9—支座，10—联轴器，11—入书板，12—弹簧轴，13—弹簧支座，14—支架，15—锥齿轮,12—从动带轮，17—滚针。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。
参见图1～图5，本发明一种图书抓取与放回装置的末端执行器，包括：夹书机构、驱动机构、旋转机构；所述夹书机构用于夹紧或松开书籍，所述驱动机构用于驱动夹书机构夹紧或松开，所述旋转机构用于带动夹书机构360°旋转。
如图1、图4所示，所述夹书机构包括：左右侧对称分布的二块夹板7和四支拐臂8，还有支架14和支座9；所述夹板7下端固连有入书板11，夹板7中部镂空，夹板7上端与拐臂8铰接，所述拐臂8是平行四边形连杆结构，拐臂8的上端铰接在支架14的两端，所述支架14固连在支座9下方；夹板7中部的镂空位置中，分布有弹簧5，所述弹簧5下端横向分布有推书板6。所述入书板11呈向内折弯状，本发明实施例中，入书板11与夹板7的夹角设定为165度，优选的，所述入书板11上开有规则的孔洞，本发明实施例中，每一片入书板11上开有五排、五列孔洞，各孔洞内嵌有滚针17，所述滚针直径大于入书板11厚度，当入书板11插入或抽出时，所述滚针17在书籍表面滚动，可减少入书板11与书籍表面之间摩擦力。
所述驱动机构包括：电机2、蜗轮4和蜗杆3；所述蜗轮4与蜗杆3啮合；所述蜗杆3与电机1输出轴之间通过联轴器10固连，所述蜗轮4固连在对称分布的四支拐臂8中位于内侧的二支拐臂8的上端销轴上；电机2正反向旋转，即带动夹板7张开或夹紧；
所述旋转机构包括：锥齿轮15、驱动轮、从动带轮(16)；所述从动带轮16与驱动轮直连，驱动轮与锥齿轮15啮合，从动带轮16通过外部动力源驱动旋转，由此带动锥齿轮15旋转，从而带动驱动机构和夹书机构自转。
本发明一种图书抓取与放回装置的末端执行器，工作中，通过电机1的正反向旋转，带动夹板7张开或夹紧，由此实现书籍的松开或夹紧，完成取书和放书，结构简单，操作便捷，成本低廉，适用于图书馆大量图书的分类与归架，大大的分担了图书管理员的作业量，也提高了工作效率，结构简单，成本低，实用可靠。
尽管本说明书较多地使用了1—电机，2—支撑壳，3—蜗杆，4—涡轮，5—弹簧，6—推书板，7—载书板，8—拐臂，9—支座，10—联轴器，11—入书板，12—弹簧轴，13—弹簧支座，14—支架，15—锥齿轮,12—从动带轮，17—滚针，等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种图书抓取与放回装置的末端执行器，包括：夹书机构、驱动机构、旋转机构；所述夹书机构用于夹紧或松开书籍，所述驱动机构用于驱动夹书机构夹紧或松开，所述旋转机构用于带动夹书机构自旋转；其特征在于：
所述夹书机构包括：对称分布的二块夹板（7）和四支拐臂（8），还有支架（14）和支座（9）；所述夹板（7）下端固连有入书板（11），夹板（7）中部镂空，夹板（7）上端与拐臂（8）铰接，所述拐臂（8）是平行四边形连杆结构，拐臂（8）的上端铰接在支架（14）的两端，所述支架（14）固连在支座（9）下方；
所述驱动机构包括：电机（2）、蜗轮（4）和蜗杆（3）；所述蜗轮（4）与蜗杆（3）啮合；所述蜗杆（3）与电机（1）输出轴固连，所述蜗轮（4）固连在对称分布的四支拐臂（8）中位于内侧的二支拐臂（8）的上端销轴上；电机（2）正反向旋转，即带动夹板（7）张开或夹紧；
所述旋转机构包括：锥齿轮（15）、驱动轮、从动带轮(16)；所述从动带轮（16）与驱动轮直连，驱动轮与锥齿轮（15）啮合，从动带轮（16）通过外部动力源驱动旋转，由此带动锥齿轮（15）旋转，从而带动驱动机构和夹书机构自转。
2.如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述夹板（7）中部的镂空位置中，分布有弹簧（5），所述弹簧（5）下端横向分布有推书板（6）。
3.如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述入书板（11）呈向内折弯状。
4.如上所述一种图书抓取与放回装置的末端执行器，其特征在于：所述入书板（11）上开有规则的孔洞，所述孔洞内嵌有滚针（17），所述滚针直径大于入书板（11）厚度。
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