CN107627297A - 一种图书位置调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图书位置调整系统，设置在图书馆内，用于整理书架上摆放错误的图书，包括水平移动机构、竖直移动机构、伸缩机构、旋转机构、夹爪、图书识别器、转书机构、滑槽、撑书器，水平移动机构安装在书架上，竖直移动机构安装在水平移动机构的移动板上，竖直移动机构包括升降板，转书机构、伸缩机构安装在升降板上，旋转机构安装在伸缩机构的伸缩杆上，夹爪安装在旋转机构上；转书机构能够夹持并旋转图书，撑书器设置在夹爪下方，撑书器包括推杆、撑书框、连接件，滑槽在书架的侧面设置两个。本发明能够将问题图书放至正确位置，有效提高了图书馆的服务质量，方便了读者找书，同时减少了图书管理人员的工作负担。

Description

一种图书位置调整系统

技术领域

本发明涉及图书馆自动化设备技术领域，尤其涉及一种图书馆书籍自动整理机器人。

背景技术

目前各地图书馆为了方便读者查找书，通常都把图书垂直放置在书架内并将书脊面向读者、书脊上的文字正向。而读者在放置图书时经常会将书脊面向书架，或者往往不注意书脊上的文字方向，经常出现倒放的情况；为方便读者找书，图书馆的图书都是分类摆放的，而读者在选书过程中往往随意变更图书的位置，给其他读者找书造成不便。

现有的图书馆都是通过人工对书架上的图书进行整理，费时费力，现有技术还没有能够对图书馆书架上的图书进行自动整理的设备。

发明内容

本发明针对现有图书馆图书整理设备的不足，研制一种图书位置调整系统，该系统能够自动识别出摆放错误的图书，并将图书转向后放至正确的位置，有效提高了图书馆的服务质量，方便了读者找书，同时减少了图书管理人员的工作负担。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种图书位置调整系统，设置在图书馆内，用于整理书架上摆放错误的图书，包括水平移动机构、竖直移动机构、伸缩机构、旋转机构、夹爪、图书识别器、转书机构、滑槽、撑书器，水平移动机构安装在书架上，竖直移动机构安装在水平移动机构的移动板上，竖直移动机构包括升降板，转书机构、伸缩机构安装在升降板上，旋转机构安装在伸缩机构的伸缩杆上，夹爪安装在旋转机构上，图书识别器设置在夹爪上；转书机构与夹爪对应，转书机构能够夹持并旋转图书，撑书器设置在夹爪下方，撑书器包括推杆、撑书框、连接件，推杆通过连接件安装在升降板上，撑书框安装在推杆的伸缩杆上，撑书框的主体为一水平的U形框，撑书框的远推杆端为开口的尖头；滑槽在书架的侧面设置两个，两滑槽分别向前后邻近的书架倾斜。

作为优化，所述旋转机构包括正面旋转电机、转接板、侧面旋转电机，转接板为L形板，正面旋转电机安装在伸缩杆末端，转接板连接正面旋转电机的输出轴，侧面旋转电机安装在转接板上，正面旋转电机与侧面旋转电机垂直，夹爪连接侧面旋转电机的输出轴。

作为优化，所述转书机构包括右夹头、左夹头、左侧安装板、转书电机、右侧安装板，左夹头与右夹头相对设置，左夹头、右夹头的相对面为夹头顶面，左夹头、右夹头为回转体，左夹头、右夹头相对面的轮廓边倒角，左夹头安装在左侧安装板上，左夹头的底端安装有卡板，左夹头与左侧安装板之间设置有弹簧，右夹头的底部端面设置有导向孔、底部侧面设置有限位孔，转书电机安装在右侧安装板上，转书电机的输出轴上设置有档杆安装孔，转书电机的输出轴伸入导向孔中，档杆安装孔中安装档杆，档杆穿过限位孔，右夹头与右侧安装板之间设置有弹簧。

作为优化，所述水平移动机构为电机带动的同步带同步带轮传动机构。

作为优化，所述夹爪包括左爪、右爪、齿条、主动齿、辅助齿、夹爪电机，左爪与右爪对称设置，左爪与右爪的后端设置有轮齿，齿条设置在左爪与右爪之间，左爪、右爪、主动齿、辅助齿分别与齿条啮合，夹爪电机的输出轴连接主动齿的旋转轴。

作为优化，所述推杆设置在升降板的一侧，推杆轴线与正面旋转电机电机轴之间的水平距离等于夹爪竖直中心面与正面旋转电机电机轴之间的距离。

作为优化，所述夹爪上还设置有码齐板，码齐板垂直于夹爪，码齐板的高度超出夹爪最高点。

作为优化，所述图书识别器包括条形码扫描器，图书书脊的中心横向设置有条形码。

作为优化，所述条形码扫描器安装在导向套中，导向套内设置有弹簧，弹簧的一端接触条形码扫描器后端、一端接触导向套内壁。

作为优化，所述竖直移动机构还包括立柱、同步带同步带轮传动机构、导杆，导杆的两端通过安装板连接立柱，升降板安装在导杆上，同步带同步带轮传动机构包括两个同步带轮、一条同步带，两同步带轮分别设置在导杆的两端，同步带与两同步带轮啮合，升降板连接同步带，其中一同步带轮的转轴连接电机。

本发明的有益效果：

1.本发明能够识别并找出问题图书，夹爪能够将问题图书取出，并通过夹爪、旋转机构、转书机构将图书纠正至正确方向，并放至正确位置，有效提高了图书馆的服务质量，方便了读者找书，同时减少了图书管理人员的工作负担。

2.通过设置撑书器可以将书架上的图书撑开，方便设备将图书放回书架。

3.通过设置转书机构，只需要一个电机及简单机构，即可实现图书的翻转工作，节约了制造成本。

4.通过设置码齐板，当图书放置完毕后，旋转夹爪使码齐板正对图书的书脊，通过控制水平移动机构、竖直移动机构，将夹爪插入图书上方与书架的空隙中，然后竖直移动机构下降、伸缩机构伸出，可实现图书的码齐。

5.由于条形码扫描器的有效识别距离有限，夹爪在夹取图书过程中，条形码扫描器有可能与图书发生碰撞，通过设置导向套、弹簧，使条形码扫描器可以前后移动，避免了与图书发生碰撞造成的问题，保护了条形码扫描器，保障了取书的顺利进行。

附图说明

图1为本发明一种实施例工作状态的总体结构图。

图2为图1 L区域的局部放大图。

图3为本发明一种实施例工作状态隐藏书架后的总体结构图。

图4、图5、图6为图3 M区域不同工作状态的局部放大图，其中图4为放书状态的效果图，图5为发现书脊朝向书架的图书时，取书状态的效果图，图6为将“书脊朝向书架的图书”放入转书机构时的效果图。

图7为转书机构的总体机构图。

图8为转书机构的右视图。

图9为图8沿V-V方向的剖视图。

图10为右夹头俯视图。

图11为图10沿W-W方向的剖视图。

图12、图14为夹爪的总体结构图。

图13为夹爪的内部结构图。

图15为夹爪隐藏导向套后的总体结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。

图1至图15为本发明的一种实施例，如图1至图6所示，一种图书位置调整系统，设置在图书馆内，用于整理书架1上摆放错误的图书2，包括水平移动机构3、竖直移动机构4、伸缩机构10、旋转机构9、夹爪5、图书识别器6、转书机构7、滑槽11、撑书器8，水平移动机构3安装在书架1上，竖直移动机构4安装在水平移动机构3的移动板301上，竖直移动机构4包括升降板401，转书机构7、伸缩机构10安装在升降板401上，旋转机构9安装在伸缩机构10的伸缩杆1001上，夹爪5安装在旋转机构9上，图书识别器6设置在夹爪5上；转书机构7与夹爪5对应，转书机构7能够夹持并旋转图书2，撑书器8设置在夹爪5下方，撑书器8包括推杆801、撑书框802、连接件803，推杆801通过连接件803安装在升降板401上，撑书框802安装在推杆801的伸缩杆上，撑书框802的主体为一水平的U形框，撑书框802的远推杆801端为开口的尖头；滑槽11在书架1的侧面设置两个，两滑槽11分别向前后邻近的书架1倾斜。

滑槽11设置有多个滚轮，滑槽11连接相邻的书架1，滑槽11能够将本书架1侧的图书2传送至相邻书架1。水平移动机构3、竖直移动机构4带动图书识别器6逐一对图书2进行识别并找出问题图书，夹爪5能够将问题图书2取出，并通过夹爪5、旋转机构9、转书机构7将图书2纠正至正确方向，并放至正确位置，有效提高了图书馆的服务质量，方便了读者找书，同时减少了图书管理人员的工作负担。通过设置撑书器8可以将书架1上的图书2撑开，方便设备将图书2放回书架1。伸缩机构10、推杆801为电动推杆。

如图3所示，所述竖直移动机构4还包括立柱402、同步带同步带轮传动机构403、导杆404，导杆404的两端通过安装板405连接立柱402，升降板401安装在导杆404上，同步带同步带轮传动机构403包括两个同步带轮、一条同步带，两同步带轮分别设置在导杆404的两端，同步带与两同步带轮啮合，升降板401连接同步带，其中一同步带轮的转轴连接电机。所述水平移动机构3为电机带动的同步带同步带轮传动机构。

所述推杆801设置在升降板401的一侧，推杆801轴线与正面旋转电机901电机轴之间的水平距离等于夹爪5竖直中心面与正面旋转电机901电机轴之间的距离。

如图4所示，所述旋转机构9包括正面旋转电机901、转接板902、侧面旋转电机903，转接板902为L形板，正面旋转电机901安装在伸缩杆1001末端，转接板902连接正面旋转电机901的输出轴，侧面旋转电机903安装在转接板902上，正面旋转电机901与侧面旋转电机903垂直，夹爪5连接侧面旋转电机903的输出轴。

如图7至图11所示，所述转书机构7包括右夹头701、左夹头702、左侧安装板703、转书电机706、右侧安装板708，左夹头702与右夹头701相对设置，左夹头702、右夹头701的相对面为夹头顶面，左夹头702、右夹头701为回转体，左夹头702、右夹头701相对面的轮廓边倒角，左夹头702安装在左侧安装板703上，左夹头702的底端安装有卡板705，左夹头702与左侧安装板703之间设置有弹簧704，右夹头701的底部端面设置有导向孔7011、底部侧面设置有限位孔7012，转书电机706安装在右侧安装板708上，转书电机706的输出轴上设置有档杆安装孔，转书电机706的输出轴伸入导向孔7011中，档杆安装孔中安装档杆707，档杆707穿过限位孔7012，右夹头701与右侧安装板708之间设置有弹簧704。

如图12至图15所示，所述夹爪5包括左爪501、右爪502、齿条503、主动齿504、辅助齿505、夹爪电机506，左爪501与右爪502对称设置，左爪501与右爪502的后端设置有轮齿，齿条503设置在左爪501与右爪502之间，左爪501、右爪502、主动齿504、辅助齿505分别与齿条503啮合，夹爪电机506的输出轴连接主动齿504的旋转轴。

所述夹爪5上还设置有码齐板507，码齐板507垂直于夹爪5，码齐板507的高度超出夹爪5最高点。通过设置码齐板507，当图书放置完毕后，旋转夹爪5使码齐板507正对图书2的书脊，通过控制水平移动机构3、竖直移动机构4，将夹爪5插入图书2上方与书架1的空隙中，然后竖直移动机构4下降、伸缩机构10伸出，可实现图书2的码齐。

所述图书识别器6包括条形码扫描器601，图书2书脊的中心横向设置有条形码201。书架1、图书2的高度都是已知的，且尽量将相同高度的图书2放置在一层，条形码扫描器601只需沿特定高度扫描即可逐一读取一层图书的条形码201，如果图书2放反则条形码也会是反的。

所述条形码扫描器601安装在导向套602中，导向套602内设置有弹簧，弹簧的一端接触条形码扫描器601后端、一端接触导向套602内壁。由于条形码扫描器601的有效识别距离有限，夹爪5在夹取图书2过程中，条形码扫描器601有可能与图书2发生碰撞，通过设置导向套602、弹簧，使条形码扫描器601可以前后移动，避免了与图书2发生碰撞造成的问题，保护了条形码扫描器601，保障了取书的顺利进行。

图5为发现书脊朝向书架的图书时，取书状态的局部结构效果图，取书步骤：推杆801处于收缩状态，首先夹爪5对准预取图书2，夹爪5张开至略大于书厚；然后伸缩机构10伸出至夹爪5插入图书2间隙一段距离；夹爪5闭合夹取图书，伸缩机构10收缩，完成取书。

图4为本发明放书状态的局部结构效果图。夹爪5转至撑书器8侧为放置图书2的状态，向书架上放置图书时，推杆801处于伸出状态，图书2位于撑书框802中。放书步骤：a、旋转机构9带动夹爪5旋转，将图书2放入撑书框802中；b、伸缩机构10、推杆801同步伸出，撑书框802将书架1上的书撑开；c、夹爪5松开，图书2落到书架1上；d、夹爪5重新夹紧图书2，推杆801收缩将撑书框802拖出；e、夹爪5松开，伸缩机构10收缩，取出夹爪5。

当检测到图书2放置方向正确但位置不正确时，将夹爪5转至撑书器8侧后将图书2取出，然后放至正确的位置，其中对于正确位置不是本书架1的图书2，通过滑槽11将该图书2传送至相邻书架1，直至到其所在的书架1，然后再通过夹爪5将图书2取出后放至正确的位置。

当检测到书脊面向读者但书脊上的文字方向放反的图书2，将夹爪5转至撑书器8的相对侧后夹取图书，取书时，夹爪5与撑书器8分别位于升降板401的两侧，且推杆801处于收缩状态。取书完成，夹爪5转至撑书器8侧，然后通过放书步骤将该图书2放置正确位置。

对于书脊面向书架1的图书，夹爪5夹取该图书2后，侧面旋转电机903翻转将图书2放入转书机构7中；夹爪5松开，转书机构7控制图书2翻转180度；夹爪5从新夹取图书，条形码扫描器601扫描条形码201；此时如果图书的方向已经正确则通过放书步骤将图书放置到书架上即可；如果图书的方向是反的，其中一处理办法如下：先将图书2放置到书架1的空闲位置，然后正面旋转电机901旋转180度后夹取该图书，正面旋转电机901旋转180度转回撑书器8侧，然后通过放书步骤将该图书2放置到书架1即可。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种图书位置调整系统，设置在图书馆内，用于整理书架(1)上摆放错误的图书(2)，其特征在于：包括水平移动机构(3)、竖直移动机构(4)、伸缩机构(10)、旋转机构(9)、夹爪(5)、图书识别器(6)、转书机构(7)、滑槽(11)、撑书器(8)，水平移动机构(3)安装在书架(1)上，竖直移动机构(4)安装在水平移动机构(3)的移动板(301)上，竖直移动机构(4)包括升降板(401)，转书机构(7)、伸缩机构(10)安装在升降板(401)上，旋转机构(9)安装在伸缩机构(10)的伸缩杆(1001)上，夹爪(5)安装在旋转机构(9)上，图书识别器(6)设置在夹爪(5)上；转书机构(7)与夹爪(5)对应，转书机构(7)能够夹持并旋转图书(2)，撑书器(8)设置在夹爪(5)下方，撑书器(8)包括推杆(801)、撑书框(802)、连接件(803)，推杆(801)通过连接件(803)安装在升降板(401)上，撑书框(802)安装在推杆(801)的伸缩杆上，撑书框(802)的主体为一水平的U形框，撑书框(802)的远推杆(801)端为开口的尖头；滑槽(11)在书架(1)的侧面设置两个，两滑槽(11)分别向前后邻近的书架(1)倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述旋转机构(9)包括正面旋转电机(901)、转接板(902)、侧面旋转电机(903)，转接板(902)为L形板，正面旋转电机(901)安装在伸缩杆(1001)末端，转接板(902)连接正面旋转电机(901)的输出轴，侧面旋转电机(903)安装在转接板(902)上，正面旋转电机(901)与侧面旋转电机(903)垂直，夹爪(5)连接侧面旋转电机(903)的输出轴。

3.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述转书机构(7)包括右夹头(701)、左夹头(702)、左侧安装板(703)、转书电机(706)、右侧安装板(708)，左夹头(702)与右夹头(701)相对设置，左夹头(702)、右夹头(701)的相对面为夹头顶面，左夹头(702)、右夹头(701)为回转体，左夹头(702)、右夹头(701)相对面的轮廓边倒角，左夹头(702)安装在左侧安装板(703)上，左夹头(702)的底端安装有卡板(705)，左夹头(702)与左侧安装板(703)之间设置有弹簧(704)，右夹头(701)的底部端面设置有导向孔(7011)、底部侧面设置有限位孔(7012)，转书电机(706)安装在右侧安装板(708)上，转书电机(706)的输出轴上设置有档杆安装孔，转书电机(706)的输出轴伸入导向孔(7011)中，档杆安装孔中安装档杆(707)，档杆(707)穿过限位孔(7012)，右夹头(701)与右侧安装板(708)之间设置有弹簧(704)。

4.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述水平移动机构(3)为电机带动的同步带同步带轮传动机构。

5.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述夹爪(5)包括左爪(501)、右爪(502)、齿条(503)、主动齿(504)、辅助齿(505)、夹爪电机(506)，左爪(501)与右爪(502)对称设置，左爪(501)与右爪(502)的后端设置有轮齿，齿条(503)设置在左爪(501)与右爪(502)之间，左爪(501)、右爪(502)、主动齿(504)、辅助齿(505)分别与齿条(503)啮合，夹爪电机(506)的输出轴连接主动齿(504)的旋转轴。

6.根据权利要求2所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述推杆(801)设置在升降板(401)的一侧，推杆(801)轴线与正面旋转电机(901)电机轴之间的水平距离等于夹爪(5)竖直中心面与正面旋转电机(901)电机轴之间的距离。

7.根据权利要求5所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述夹爪(5)上还设置有码齐板(507)，码齐板(507)垂直于夹爪(5)，码齐板(507)的高度超出夹爪(5)最高点。

8.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述图书识别器(6)包括条形码扫描器(601)，图书(2)书脊的中心横向设置有条形码(201)。

9.根据权利要求8所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述条形码扫描器(601)安装在导向套(602)中，导向套(602)内设置有弹簧，弹簧的一端接触条形码扫描器(601)后端、一端接触导向套(602)内壁。

10.根据权利要求1所述的一种图书位置调整系统，其特征是，所述竖直移动机构(4)还包括立柱(402)、同步带同步带轮传动机构(403)、导杆(404)，导杆(404)的两端通过安装板(405)连接立柱(402)，升降板(401)安装在导杆(404)上，同步带同步带轮传动机构(403)包括两个同步带轮、一条同步带，两同步带轮分别设置在导杆(404)的两端，同步带与两同步带轮啮合，升降板(401)连接同步带，其中一同步带轮的转轴连接电机。