CN107274561A - 自助式图书分发机及分发方法 - Google Patents

Abstract

自助式图书分发机及分发方法，属于图书自动分发领域，用于解决现有的图书分发机基本都是如图书馆中的横向式，占用空间，不适合自助式分发的问题，技术要点是：包括壳体、固定杆、底盘、及使底盘转动的转动结构；底盘上具有环绕于底盘圆心并沿底盘径向分布的用于存放图书的挡板，每本图书被放置于两个挡板之间，固定杆由上壳体连接并置于各图书的书脊围成的空间中，在书脊的下部粘贴标签，电动推杆安装在固定杆上对应于所述标签与书脊上平面之间的位置，效果是：圆环形的分发摆放方式以节约空间，并且需求图书可以在处于封闭的壳体内被移出。

Description

自助式图书分发机及分发方法

技术领域

本发明属于图书自动分发领域，涉及一种自助式图书分发机。

背景技术

但是现有的自动贩卖机多是对食品类商品进行销售，比如饮料和零食。而在高校当中，由于二手书籍销售渠道不健全，同学需求得不到满足，而供给又无法出售的问题广泛存在。这样就导致了大量的资源浪费，极不利于环境保护和节约资源。

对于图书，尤其是二手书。由于它体积大、书目多的特点，要想尽量满足高校同学的需求，则不可以按照类似食品类商品的摆放模式进行销售，否则只能摆放少量几本图书。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，现有的图书分发机基本都是如图书馆中的横向式，占用空间，不适合自助式分发。本发明的方案可以实现一种圆环形的分发摆放方式以节约空间，并且需求图书可以在处于封闭的壳体内被移出。

一种自助式图书分发机，包括壳体、固定杆、底盘、及使底盘转动的转动结构；所述底盘与位于其上方的上壳体的内壁相对，底盘上具有环绕于底盘圆心并沿底盘径向分布的用于存放图书的挡板，每本图书被放置于两个挡板之间，且各本图书的书脊朝于固定杆，所述的固定杆连接在上壳体的内壁；固定杆由上壳体连接并置于各图书的书脊围成的空间中，在书脊的下部粘贴标签，所述的全景摄像头安装在固定杆外侧面上，且全景摄像头拍摄视野范围覆盖于书脊上的标签，电动推杆安装在固定杆上对应于所述标签与书脊上平面之间的位置。

所述的转动结构包括驱动电机，驱动电机的齿轮与凸轮分割器的入力轴啮合，入力轴中的转位凸轮与出力转塔连接，以径向嵌入在出力转塔圆周表面的凸轮滚子与凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触，凸轮滚子与出力轴接触；所述的底盘下表面一体式连接有底盘安装轴，所述的出力轴与底盘安装轴由法兰固定连接，使底盘能随出力轴转动而转动。

侧壁机壳具有第一出书口，所述的第一出书口与所述安装在固定杆上的电动推杆相对，且电动推杆动作并将对准于第一出书口的图书推出；以使由电动推杆推出的图书由侧壁机壳的第一出书口将图书推出自助式图书分发机。

在第一出书口的下方固定连接一横板，该横板上与第一出书口的底边平行的边竖有立板，该立板上具有第二出书口，第一出书口与第二出书口的位置相对应，该与第一出书口的底边平行且具有立板的边的两个相邻边竖有相对的立板，且在该两个立板上安装有光电传感器或红外传感器，在该横板上安装有压力传感器。

所述的底盘的挡板，在其两个端部为尖端，并且，在圆盘上开出圆形的供尖端滑动的滑沟，以使两个挡板间的距离可调，所述的转动结构被固定于下壳体的上以支撑底盘。

自助式图书分发机，其为纵向多层排列结构，每一层的结构为上述各方案中的所述的自助式图书分发机。

自助式图书分发机的自动分发方法，所述的标签为colorbit code，由全景摄像头拍摄；所述的colorbit code的字节中至少包括书名编码，所述的书名编码为按照书籍进行编码；

在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

所述的colorbit code的字节中还包括学院和/或专业编码，检索界面按照学院和/或专业的分类提供图书检索，在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中学院和/或专业编码以锁定定位群目标，在该群目标中再以书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

全景摄像头的成像方法是：

S1.P点是空间中一点，每一个空间点P被映射为连接P与投影中心的射线OP；

S2.将射线OP线性地映射到单位球面上，得到球面透视投影图像；

S3.将球面点非线性地映射到像平面上，得到鱼眼图像P2；所拍摄到的图像是一个圆形区域，并且画面周边的直线被弯曲，只有镜头中心部分的直线保持原来的状态；采用的3D图像校正算法，将鱼眼图像上的每个2D成像平面点逆向映射到3D场景中，再投影构成校正图像的2D平面点以校正，得到无畸变的图像。

colorbit code包含80个bit,共10个字节，其包括：

检验码头：共8个bit，一个字节，采用奇偶校验的方法，如果校验成功，则计算机程序继续读取后续码字；若是由于干扰因素，导致摄像头采集的数码标签数据有误，使得校验失败，则计算机控制摄像头重新采集图像，如果重复校验失败达到预设次数，计算机进行报错；

学校：共16个bit，为0000-FFFF，65536个不同的编码，对各个学校进行编码；

自助式图书分发机号：共8个bit，对应各个自助式图书分发机号，用于数据共享和管理；

学院：由各个学校院系体系进行编码，以使专业课书籍被分类管理，并与数据库对应以能够查询；

专业：共8bit，256个不同编码，为学院编码下的专业编码；

书名编码：按照书籍进行编码；

单册编码：对同一本书按照数量进行编码以确定库存；

备用码：14bit预留编码以适应后续协议改动。

有益效果：本发明的方案可以实现一种圆环形的分发摆放方式以节约空间，并且需求图书可以在处于封闭的壳体内被移出。本发明的分发机及其方法更为准确的将检索图书推出，对分发图书实现了非常精准的自助式分发。

附图说明

图1是自助式图书分发机的主视图；

图2是自助式图书分发机的侧视图；

图3是挡板结构的放大图；

图4是全景摄像头、电动推杆的安装示意图；

图5是分割器示意图；

图6是底盘与转动结构装配图；

图7是驱动电机示意图；

图8是底盘的示意图；

图9是法兰盘安装的示意图；

图10是传感器安装位置示意图；

图11是图书售卖流程图；

图12是数据库流程图；

图13是全景摄像机成像原理图。

其中：

1.固定杆，2.底盘，3.挡板，4.全景摄像头，5.电动推杆，6.驱动电机，7.凸轮分割器，8.入力轴，9.出力轴，10.底盘安装轴，11.法兰，12.第一出书口，13.第二出书口，14.上壳体，15.图书，16.图书，17.立板，18.红外传感器。

具体实施方式

实施例1：一种自助式图书分发机，包括壳体自助式图书分发机，还包括固定杆、底盘、及使底盘转动的转动结构；所述底盘与位于其上方的上壳体的内壁相对，底盘上具有环绕于底盘圆心并沿底盘径向分布的用于存放图书的挡板，每本图书被放置于两个挡板之间，且各本图书的书脊朝于固定杆，所述的固定杆连接在上壳体的内壁，在一种方案中，固定杆是与上壳体一体式连接的杆，或者是活动连接于上壳体的内壁；

所述的固定杆与底盘之间的距离被限位于使固定杆端部安装的全景摄像头的视野范围能覆盖于各书脊粘贴的标签，并且，安装于全景摄像头上方的固定杆上的电动推杆能够将图书推出；

在一种方案中，固定杆由上壳体连接并置于各图书的书脊围成的空间中，在书脊的下部粘贴标签，所述的全景摄像头安装在固定杆外侧面上，且全景摄像头拍摄视野范围覆盖于书脊上的标签，电动推杆安装在固定杆上对应于所述标签与书脊上平面之间的位置。一般的，全景摄像头安装在固定杆外侧面上，而标签位于书脊的下部，一般的标签的底边位于书脊底边往上的2cm左右，而全景摄像头的最底边与标签平齐或者偏上3cm左右，都是可以的，当然，根据实际情况选择标签的粘贴高度和摄像头的安装高度，以使得视野范围覆盖通过常规手段实验即可得到。

在一种实施例中，所述的转动结构用于传动，其包括驱动电机，驱动电机的齿轮与凸轮分割器的入力轴啮合，入力轴中的转位凸轮与出力转塔连接，以径向嵌入在出力转塔圆周表面的凸轮滚子与凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触，凸轮滚子与出力轴接触；所述的底盘下表面一体式连接有底盘安装轴，所述的出力轴与底盘安装轴由法兰固定连接，使底盘能随出力轴转动而转动。

侧壁机壳具有第一出书口，可见，该出书口是固定的，所述的第一出书口与所述安装在固定杆上的电动推杆相对，且电动推杆动作并将对准于第一出书口的图书推出；以使由电动推杆推出的图书由侧壁机壳的第一出书口将图书推出自助式图书分发机。在第一出书口的下方固定连接一横板，该横板上与第一出书口的底边平行的边竖有立板，该立板上具有第二出书口，第一出书口与第二出书口的位置相对应，该与第一出书口的底边平行且具有立板的边的两个相邻边竖有相对的立板，且在该两个立板上安装有光电传感器或红外传感器，在该横板上安装有压力传感器。设置为两个出书口的目的为了能够提供立板安装传感器，以对图书是否被推出作出确认。

更为具体的方案中，所述的底盘的挡板，在其两个端部为尖端，并且，在圆盘上开出圆形的供尖端滑动的滑沟，以使两个挡板间的距离可调，适应不同图书厚度，所述的转动结构被固定于下壳体的上以支撑底盘，在该实施例中，可以通过固定的方式，将凸轮分割器固定在下壳体即可。当然，为了拓展空间利用，该其为纵向多层排列结构，每一层的结构为上述各个实施例中的所述的自助式图书分发机。

在该实施例中，其要解决的技术问题是，现有的图书分发机基本都是如图书馆中的横向式，占用空间，不适合自助式分发，本发明想要实现一种圆环形的分发摆放方式以节约空间，并且需求图书可以在处于封闭的壳体内被移出。从而，该分发机可被用于图书自动售卖机使用。

实施例2：实施例1中各分发机的方案，在本实施例中被使用，提出一种能够更加便捷的自助式分发方法，该方法能够更为准确实现图书的自动分发，其技术方案是：自助式图书分发机的自动分发方法，所述的标签为colorbit code，由全景摄像头拍摄；所述的colorbit code的字节中至少包括书名编码，所述的书名编码为按照书籍进行编码；

在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

所述的colorbit code的字节中还包括学院和/或专业编码，检索界面按照学院和/或专业的分类提供图书检索，在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中学院和/或专业编码以锁定定位群目标，在该群目标中再以书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

全景摄像头的成像方法是：

S1.P点是空间中一点，每一个空间点P被映射为连接P与投影中心的射线OP；

S2.将射线OP线性地映射到单位球面上，得到球面透视投影图像；

S3.将球面点非线性地映射到像平面上，得到鱼眼图像P2；所拍摄到的图像是一个圆形区域，并且画面周边的直线被弯曲，只有镜头中心部分的直线保持原来的状态；采用的3D图像校正算法，将鱼眼图像上的每个2D成像平面点逆向映射到3D场景中，再投影构成校正图像的2D平面点以校正，得到无畸变的图像。

colorbit code包含80个bit,共10个字节，其包括：

检验码头：共8个bit，一个字节，采用奇偶校验的方法，如果校验成功，则计算机程序继续读取后续码字；若是由于干扰因素，导致摄像头采集的数码标签数据有误，使得校验失败，则计算机控制摄像头重新采集图像，如果重复校验失败达到预设次数，计算机进行报错；

学校：共16个bit，为0000-FFFF，65536个不同的编码，对各个学校进行编码；

自助式图书分发机号：共8个bit，对应各个自助式图书分发机号，用于数据共享和管理；

学院：由各个学校院系体系进行编码，以使专业课书籍被分类管理，并与数据库对应以能够查询；

专业：共8bit，256个不同编码，为学院编码下的专业编码；

书名编码：按照书籍进行编码；

单册编码：对同一本书按照数量进行编码以确定库存；

备用码：14bit预留编码以适应后续协议改动。

实施例3：

在高校当中，由于二手书籍销售渠道不健全，同学需求得不到满足，而供给又无法出售的问题广泛存在。这样就导致了大量的资源浪费，极不利于环境保护和节约资源。

对于图书，尤其是二手书。由于它体积大、书目多的特点，要想尽量满足高校同学的需求，则不可以按照类似食品类商品的摆放模式进行销售。否则只能摆放少量几本图书。

本实施例的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种能够出售图书的自动贩卖机，其也是一种自助式图书分发机。具体可通过下列技术方案来实现：

一种图书自动贩卖机，可完成用户操作、支付操作、自动识别并出库等功能。

本实施例机体外侧主要由操作触控屏、投币口、送钞口、退币口和出书口组成。

触控屏可以完成书籍的相关操作，使用者根据所售书籍的分类进行选择，并显示书籍信息，包括出版信息和库存量。在确认购买图书之后，即可进行支付，包括网络平台支付或者现金支付。

图1、2中的出书口为了能够更为全面表示结构，其看起来位于转盘下方的一段距离，是为了不遮挡其他结构，然而，实际以具体实施方式的文字方案记载稳准。

在使用者支付成功后，图书自动贩卖机将图书从出书口平缓送出，待书籍被取走后完成图书自动贩卖的流程。

本实施例用于高校专业课书籍的自动出售，因此按照各高校院系专业进行分类，从而大大方便了使用者购买。由于书籍种类比食品类多，如果按照单一书籍作为一个窗口进行售卖，必会导致空间利用率很低。因此，采用colorbit code系统之后，可采用环形摆放，这样大大地增加了图书的种类和多样性，满足了不同院系同学的需求。当购买者确定书籍所在院系分类后，通过colorbit code的定位功能，即可让执行机构准确定位到书籍所在位置，从而完成书籍的出库。

在上述的图书自动贩卖机中，机体内部的书籍按照环形进行排放，并且图书所带colobit code标签面前方装有全景摄像头和环状光源。当购买者选择了图书分类后，灯源发光，摄像头将拍摄图片送至系统，通过图像处理，在微机上运行相应的数据解码包即可读取图片中书籍的信息，即自动贩卖机中图书的数据。

当使用者支付成功后，微机将对应书籍的colorbit code的信息发送给执行机构，由于colorbit code具有定位和检索的功能，因此可通过执行机构将对应图书推入滑壁，并将其送至出书口。在出货过程中安装感应器，若超过一定时间未有图书通过，则系统自动将现金退出。若图书成功被取走，则机器将现金按照不同面值存放。

相比于食品类自动贩卖机，本实施例实现了书籍的自动贩卖，尤其应用在高校内对于二手专业课书籍的自动贩卖。不仅能将书籍二次利用，达到节能环保的作用，更是大大地方便了学生对于二手专业课书籍的需求。

而相比于普通贩卖机的工作原理，本实施例搭载colorbit code系统，通过标签、摄像机、光源以及微机的协同工作完成书籍的定位和自动识别的功能。本图书自动贩卖机帮助购买者获取自动贩卖机所售书籍的相关信息，包括书籍的出版信息和库存信息；实现管理者对书籍信息的录入、删除、修改等基本功能。本实施例的功能需求如下：

本系统对书籍按照院系专业课分类进行数据库设计，实现购买者的查询功能；系统提供给管理者信息修改功能；本系统提供安全性功能：管理员操作权限机制、销售数据备份；数据通信功能，实时对接多台自动贩卖机的销售数据库，实现多地查询，方便购买者使用。如图12所示，为本实施例的数据库流程图。

在本实施例中，图书自动贩卖机主要由两部分组成，分别为书籍

放置机械结构、图像采集装置与底盘转动结构；

其中：

一.书籍放置机械结构：书籍按层摆放，根据自动贩卖机的尺寸差异可选择不同层数。一般为了工作稳定，安全可靠，选择3到4层。摆放结构由底盘和挡板组成，其中底盘为圆形底盘。挡板用来隔离相邻摆放的书籍，目的在于防止因摩擦力导致多本书籍同时掉落的现象。挡板通过凹槽连接在底盘上，可以进行滑动以改变挡板与挡板之间的间距，用来满足书籍厚度差异的需求。

二.图像采集装置：目的在于采集书籍的colorbit code信息，主要由摄像头和光源构成。其中摄像头采用全景摄像头，光源采用环形光源。摄像头根据层数的不同需要安装不同数量，固定在主轴上。每层的摄像头靠近底盘的位置，方便拍摄colorbit code，并在上方为执行机构留有空间。考虑到机器视觉对光源亮度、均匀性、光谱特性等性能要求，光源安装在底盘上，围成环形。

所述图像采集装置的图像采集，本实施例采用鱼眼式全景摄像头，相比于拼接式、反射-折射式，鱼眼式具有以下特点：可实现360度全景拍摄无盲区；结构较简单，安装要求较低，成本较低；距离中心点越远的图像畸变越大。

为了满足机器视觉及图像处理的要求，需要对图像进行校正。通过适当的算法保证校正质量和实时性，校正后虽然相较于正常图像仍存在一些畸变，但由于colorbit code的技术特点，完全可以准确快速地获取图像中的书籍信息。

如图13是鱼眼镜头的呈像原理的示意图，所述呈像原理：

1.P点是空间中一点，每一个空间点P被映射为连接P与投影中心的射线OP；

2.将射线OP线性地映射到单位球面上，得到球面透视投影图像；

3.将球面点非线性地映射到像平面上，得到鱼眼图像P2

于是，对鱼眼图像来说，所拍摄到的图像是一个圆形区域，并且画面周边的直线都会被弯曲，只有镜头中心部分的直线可以保持原来的状态。因此需要采用的3D图像校正算法，将这些鱼眼图像上的每个2D成像平面点逆向映射到3D场景中，再投影构成校正图像的2D平面点，来实现校正，从而得到无畸变的图像。

所述图像采集装置的图像处理：在通过全景摄像头拍摄之后，将图像传输回计算机进行处理。鉴于上述colorbit code技术的介绍，以下提供相关管理协议：

编码内容

检验码头

学校

售货机号

学院

专业

书名编号

单册编号

备用码

码长

8bit

16bit

8bit

4bit

4bit

8bit

16bit

14bit

由协议可知，一个colorbit code包含80个bit,共10个字节，其中：

(1)检验码头：共8个bit，一个字节。采用奇偶校验的方；

法，如果校验成功，则计算机程序继续读取后续码字；若是由于干扰因素(如镜头位置不正确、光线影响等)导致摄像头采集的数码标签数据有误，使得校验失败，则计算机控制摄像头重新采集图像。如果重复校验失败达到预设次数，计算机进行报错；

(2)学校：共16个bit，为0000-FFFF,即65536个不同的编码，则可对各个学校进行编码；

(3)售货机号：共8个bit，对应各个售货机号，方便数据共享和管理；

(4)学院：根据书籍分类标准，结合各个学校院系体系进行编码。方便专业课书籍分类管理，并与数据库对应，方便查询。

(5)专业：共8bit，即256个不同编码，结合实际情况完全够用；

(6)书名编码：根据各个专业所需书籍的不同，按照书籍进行编码；

(7)单册编码：对同一本书按照数量进行编码，方便确定库存。

(8)备用码：14bit预留编码，方便以后的协议改动

实际应用中通过冗余码压缩技术，缩短编码长度，方便实用。根据协议，运行colorbit SDK解码包，获取采集的数据图像所包含的编码信息，并与自动贩卖机数据库信息进行比对，即可得知购买者所选书籍在采集的图像中的位置。

三.底盘转动结构

当计算机获得书籍的具体位置后，通过坐标定位将底盘绕轴转动，使代售图书转动到出书口位置。

四.凸轮分割器

凸轮分度器，在工程上又称凸轮分割器，间歇分割器。它是一种高精度的回转装置。凸轮分割器具有分度精度高、运转平稳、传递扭矩大、定位时自锁、结构紧凑、体积小、噪音低、高速性能好、寿命长等显着特点，是替代槽轮机构、棘轮机构、不完全齿轮机构、气动控制机构等传统机构的理想产品。本实施例的底盘直径较大、负载较大，若采用步进电机或伺服电机不能很好地实现。结合特点，选择凸轮分割器则可解决诸如扭矩不足等问题，从而控制底盘稳定精确地转动。

所述凸轮分割器的结构及工作原理，其安装在入力轴中的转位凸轮与出力转塔连接，以径向嵌入在出力转塔圆周表面的凸轮滚子，与凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触。当入力轴旋动时，凸轮滚子按照给定的位移曲线旋转出力转塔，而同时又沿肋的斜面滚动。在肋与凸轮的端面平衡的区域里，即在静态范围内，滚子接通其轴，但出力转塔本身并不旋转。锥度支撑肋通常与两个或三个凸轮滚子接触，以便入力轴的旋转可均匀地传送到出力轴。如果在锥度支撑肋的凸轮表面和凸轮滚子之间有不顺滑情况，则会损害分割器。通过调整轴之间的距离可消除旋转不顺畅的现象。可通过调整预负荷来接近凸轮滚子和凸轮的弹性区，从而加强分割器的刚性。其结构和功能是转位凸轮和凸轮滚子相结合的最佳性能，能进行高速操作。

选型：通过对本实施例的底盘参数计算，进行凸轮分割器的选型。考虑到平台桌面DT型分割器输出端面是法兰盘式平面，比同型号凸缘DF型分割器法兰面更大，固定转盘更加牢固，输出扭矩更大，更适合重负载，大扭矩使用场合。相对DFH型分割器，其中间通孔更大，且通孔是不旋转静止的。故决定选用平台桌面DT型分割器。

安装：包括机体安装、输入轴安装、输出轴安装。

其中：

机体安装，由于本分割器安装面相对于输入、输出轴的垂直或平行度较高，设备的安装基面一定要保证使本分割器的输入、输出轴方向与设备所需的输入、输出方向同轴。不能偏斜或偏心。否则，不但影响到输出精度，而且会严重地损坏分割器。因为这时，该分割器处于不正常的受力状态。如图5，为机体安装示意图：

i.该分割器是经精密加工和正确装配调整而得到的高精度1分5.割分机割器构。用户使用前，不得擅自调整、拆卸、组装。

ii.确认该分割器安装面有无损伤，如有损伤，用油石修整。

iii.找正输入、输出轴的位置，加注定位销，均匀地拧紧螺钉。

iv.该分割器承受脉动负荷力矩作用，安装必须十分牢固。

输入轴安装，在凸轮分割器与电机的组合中，电机与输入轴相连接的驱动动方式有：皮带轮传动、链轮传动、同步带轮传动、齿轮传动、联轴器传动等。在运行的过程中，由于负荷的脉动，凸轮轴转矩在一周中有正负变化，会造成传动装置的打滑，这样一来，凸轮轴旋转的不稳定性会给分割器所加的转矩造成影响，从而无法达到我们所需要的精度。因此，无论从技术上，还是使用经验上，凸轮轴与电机传动轮上都不能用产生滑动的皮带来作为传动的媒介，而是用能产生脉动的链条和有间隙的齿轮做驱动。同时要保证使用的皮带或链条撑紧。本实施例采用同步带轮传动。因为同步带和同步轮的优点较多，其一是能够保证同步；另外，同步带与同步轮在传动过程中不会产生间隙；而且在使用中振动较小，能够实现高速运转；同时为了增强稳定性，选用大直径的同步轮效果更好一些。在进行齿轮或同步轮的选择时，要保证使用的精度，与同步带或链条搭配要清除啮合间隙。

输出轴安装，本实施例采用法兰盘将输出轴与底盘连接在一起，通过法兰盘驱动底盘转动。法兰盘与底盘之间通过螺丝固定在一起。由于转盘由静止到运动，由运动到静止，惯性力大。再加上连接件的配合间隙，往往很容易在输出端与连接件之间产生松动。造成输出传动件的前冲或滞后，产生振动。这样不仅降低了输出精度，而且会严重地破坏分割器及其内部的凸轮及滚针轴承。

因此，安装时需注意：

i.孔、轴配合间隙不能过大，键连接不能太松。

ii.轴与轴对接，法兰之间连接不能偏心或偏斜，以保证同轴度。

iii.法兰连接加注销钉，并用螺栓拧紧。

五.杆驱动机构

当底盘将书籍转动到出书口位置后，驱动电机转动，从而将代售书籍推出适当的位置。

1.推杆选型

电动推杆又名直线驱动器，主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构。本实施例的推杆驱动机构主要用来将底盘放置的图书推出出书口，具有以下特点：工作环境温度湿度等稳定；工作频率低；负载较小；工作行程短；推进速度要求不高。综上，本实施例采用普通电机、齿轮传动、普通T型电动推杆。其具有以下优势：体积小、噪音低、节省空间、安装方便、安全可靠，且具有自动保护装置，实用经济。

2.工作原理结构

电动推杆结构如下：电动推杆主要由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。电动机经齿轮减速后，带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作，从而实现将底盘放置书籍推出出书口。通过改变杠杆力臂长度，可以增大或减小行程，以适应书籍的不同摆放。

3.安装

(1)定位与安装

i.对电动推杆的长度进行不同设置，以适应工作情况

ii.手动正或反旋转蜗杆轴以使伸缩管到达合适的位置，设置的长度不要超过推杆的极限值

iii.检验安装固定的零件是否加工完好、干净，并确保这些零件与推杆上要安装的零部件的尺寸吻合。

iv.确保电动推杆只受轴向载荷，如发生扣紧或受到非轴向载荷，电动推杆将不能正常工作。

(2)方向更替的检查

开动电机，检查内管的运行方向与控制柜上的说明是否一致，如果不一致，马上停电检查

(3)检查极限工作位置

检查电动推杆的极限尺寸与要挪动的工件的极限位置是否一致

(4)试运行

空载情况下运行电动推杆一个工作循环，逐渐增加负载运行工作循环直至达到最大负载。

六.出书口检测装置

当书籍被推出出书口后，等待被取走。出书口装有传感器，当书籍被取走后，机器自动恢复到初始状态，等待下次销售。出书口检测装置可采用光电传感器和压力传感器实现，具体结构如图10所示：

1.压力传感器实现

(1)简介选型

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，是一种将压力转换为电信号输出的传感器，通常把压力测量仪表中的电测式仪表称为压力传感器。本实施例最终目的是实现顾客自取所购书籍，故通过压力传感器检测书对出书口的压力变化，从而准确地判断书籍是否被取走，方便实现相关流程。结合本实施例的特点，有关灵敏度、精度、稳定性、线性范围等的要求并不高，目的在于实现定性分析。故本实施例采用电阻应变压力传感器。

(2)工作原理

将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上，当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时，会导致元件应力和应变的变化，进而引起电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经电路处理后的以电信号的方式输出，从而实现对压力变化的检测，进一步地确定出书口书籍是否被取走。

2.光电传感器实现

(1)简介选型

光电传感器是利用物体对近红外线光束的反射原理，由同步回路感应反射回来的光，据其强弱来检测物体的存在与否，光电传感器首先发出红外线光束到达或透过目标物体，物体或镜面对红外线光束进行反射，光电传感器接收反射回来的光束，根据光束的强弱判断物体的存在。

本实施例通过综合考虑，选择采用对射式光电开关。它是由分离的发射器和接收器组成。当无遮挡物时，接收器接收到发射器发出的红外线，其触点动作；当有物体挡住时，接收器便接收不到红外线，其触点复位。

(2)安装

i.安装焊接时，光电传感器的引脚根部与焊盘的最小距离不得小于5mm，否则焊接时易损坏管芯。或引起管芯性能的变化。焊接时间应小于4秒。

ii.使用中光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高。

iii.对射式光电传感器最小可检测宽度为该种光电开关透镜宽度的80％。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自助式图书分发机，包括壳体，其特征在于，还包括固定杆(1)、底盘(2)、及使底盘转动的转动结构；所述底盘(2)与位于其上方的上壳体(14)的内壁相对，底盘(2)上具有环绕于底盘圆心并沿底盘径向分布的用于存放图书的挡板(3)，每本图书(15)被放置于两个挡板(3)之间，且各本图书(15)的书脊朝向于固定杆(1)，所述的固定杆(1)连接在上壳体(14)的内壁；所述的固定杆(1)与底盘(2)之间的距离被限位于使固定杆(1)端部安装的全景摄像头(4)的视野范围能覆盖于各书脊粘贴的标签，并且，安装于全景摄像头(4)上方的固定杆(1)上的电动推杆(5)能够将图书推出。

2.如权利要求1所述的自助式图书分发机，其特征在于，所述的转动结构包括驱动电机(6)，驱动电机的齿轮与凸轮分割器(7)的入力轴(8)啮合，入力轴(8)中的转位凸轮与出力转塔连接，以径向嵌入在出力转塔圆周表面的凸轮滚子与凸轮的锥度支撑肋在它们相应的斜面作线性接触，凸轮滚子与出力轴(9)接触；所述的底盘(2)下表面一体式连接有底盘安装轴(10)，所述的出力轴与底盘安装轴由法兰(11)固定连接。

3.如权利要求1所述的自助式图书分发机，其特征在于，侧壁机壳具有第一出书口(12)，所述的第一出书口与所述安装在固定杆(1)上的电动推杆(5)相对，且电动推杆(5)动作并将对准于第一出书口(12)的图书推出。

4.如权利要求3所述的自助式图书分发机，其特征在于，在第一出书口(12)的下方固定连接一横板(16)，该横板(16)上与第一出书口(12)的底边平行的边竖有立板(17)，该立板上具有第二出书口(13)，第一出书口(12)与第二出书口(13)的位置相对应，该与第一出书口(12)的底边平行且具有立板(17)的边的两个相邻边竖有相对的立板；在该两个立板上安装有光电传感器或红外传感器(18)和/或在该横板上安装有压力传感器。

5.如权利要求1所述的自助式图书分发机，其特征在于，所述的底盘(2)的挡板(3)，在其两个端部为尖端，并且，在底盘上开出圆形的供尖端滑动的滑沟，以使两个挡板间的距离可调，所述的转动结构被固定于下壳体的上以支撑底盘(2)。

6.如权利要求1所述的自助式图书分发机，其特征在于，其为纵向多层排列结构，每一层的结构为权利要求1-5任一项所述的自助式图书分发机。

7.一种权利要求1-6任一项所述的自助式图书分发机的自动分发方法，其特征在于，所述的标签为colorbit code，由全景摄像头拍摄；所述的colorbit code的字节中至少包括书名编码，所述的书名编码为按照书籍进行编码；

在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

8.如权利要求7所述的自助式图书分发机的自动分发方法，其特征在于，所述的colorbit code的字节中还包括学院和/或专业编码，检索界面按照学院和/或专业的分类提供图书检索，在检索界面输入书名，全景摄像头拍摄图书的书脊上的colorbit code图片并送至处理器，图像经过处理，在处理器上运行相应的数据解码包以读取全景摄像头采集的数据图像所包含的编码信息，生成表示图书排列的数据，读取colorbit code的字节中学院和/或专业编码以锁定定位群目标，在该群目标中再以书名编码以查询到该被检索图书，并读取其在图书排列中的位置数据，处理器发出指令使驱动电机旋转，由转动结构传动使得底盘旋转并且将被检索图书定位于第一出书口，并由电动推杆推出。

9.如权利要求7或8所述的自助式图书分发机的自动分发方法，其特征在于，全景摄像头的成像方法是：

S1.P点是空间中一点，每一个空间点P被映射为连接P与投影中心的射线OP；

S2.将射线OP线性地映射到单位球面上，得到球面透视投影图像；

S3.将球面点非线性地映射到像平面上，得到鱼眼图像P2；所拍摄到的图像是一个圆形区域，并且画面周边的直线被弯曲，只有镜头中心部分的直线保持原来的状态；采用的3D图像校正算法，将鱼眼图像上的每个2D成像平面点逆向映射到3D场景中，再投影构成校正图像的2D平面点以校正，得到无畸变的图像。

10.如权利要求7或8所述的自助式图书分发机的自动分发方法，其特征在于，colorbitcode包含80个bit,共10个字节，其包括：

检验码头：共8个bit，一个字节，采用奇偶校验的方法，如果校验成功，则计算机程序继续读取后续码字；若是由于干扰因素，导致摄像头采集的数码标签数据有误，使得校验失败，则计算机控制摄像头重新采集图像，如果重复校验失败达到预设次数，计算机进行报错；学校：共16个bit，为0000-FFFF，65536个不同的编码，对各个学校进行编码；

自助式图书分发机号：共8个bit，对应各个自助式图书分发机号，用于数据共享和管理；

学院：由各个学校院系体系进行编码，以使专业课书籍被分类管理，并与数据库对应以能够查询；

专业：共8bit，256个不同编码，为学院编码下的专业编码；

书名编码：按照书籍进行编码；

单册编码：对同一本书按照数量进行编码以确定库存；

备用码：14bit预留编码以适应后续协议改动。