CN108638085A - 一种无人图书馆自动还书agv - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人图书馆自动还书AGV，包括与车载书架配合的AGV小车，所述AGV小车上装设有升降装置，该升降装置上设有书本传送装置；所述书本传送装置包括旋转机构、X轴移动机构、Y轴传动机构、书本间隙张开机构和书本夹紧机构，Y轴传动机构装在X轴移动机构上，X轴移动机构装在旋转机构上，书本间隙张开机构和书本夹紧机构分别装在Y轴传动机构上。本发明节省人工，提高还书效率，实现智能化无人操作。
Description
技术领域
本发明属于自动移动设备领域，具体地说是一种无人图书馆自动还书AGV。
背景技术
AGV是指配备有光学或电磁等自动引导装置，能够按照预定的路径行驶具有安全保护装置以及各种运载功能的智能运输车。无人图书馆自动还书AGV是图书馆机器人的一种,是实现图书馆信息化与自动化融合的重要工具。传统的还书方式只能通过人工还书，将一本本待还书籍按分类逐一摆放回原位置，人工还书需要耗费大量的人工成本，且效率低。无人图书馆自动还书AGV能实现图书馆的信息化与自动化，能准确识别该还图书位置，将图书信息系统化，还书效率高。
目前的无人图书馆自动还书AGV，运行效率还不是很高，难以满足精确的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无人图书馆自动还书AGV，节省人工，提高还书效率，实现智能化无人操作。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种无人图书馆自动还书AGV，包括与车载书架配合的AGV小车，所述AGV小车上装设有升降装置，该升降装置上设有书本传送装置；
所述书本传送装置包括旋转机构、X轴移动机构、Y轴传动机构、书本间隙张开机构和书本夹紧机构，Y轴传动机构装在X轴移动机构上，X轴移动机构装在旋转机构上，书本间隙张开机构和书本夹紧机构分别装在Y轴传动机构上；
所述书本间隙张开机构包括张开底板、张开电机、张开双向T型丝杆左张开夹爪和右张开夹爪，左张开夹爪和右张开夹爪分别通过螺帽装在张开双向T型丝杆上，张开电机通过带轮和同步带与张开双向T型丝杆连接，张开电机装在张开底板上，张开底板一侧还设有滑轨，左张开夹爪和右张开夹爪通过滑块装在滑轨上；
所述书本夹紧机构包括夹紧支撑立板、夹紧电机、夹紧双向T型丝杆、左夹紧夹爪和右夹紧夹爪，夹紧电机装在夹紧支撑立板上，夹紧电机通过带轮和同步带与夹紧双向T型丝杆连接，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪分别通过螺帽装在夹紧双向T型丝杆上，夹紧支撑立板上设有滑轨，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪通过滑块装在该滑轨上，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪位于左张开夹爪和右张开夹爪之间。
所述书本夹紧机构还包括摄像头，该摄像头装在夹紧支撑立板的上端位于左夹紧夹爪和右夹紧夹爪上方。
所述旋转机构包括固定底板、旋转板和旋转电机，固定底板的中心区域设有旋转齿轮，旋转电机的驱动轴通过主动齿轮与旋转齿轮啮合连接，旋转板与旋转齿轮固定装接，X轴移动机构装在旋转板上。
所述旋转板上还设有Y向直线导轨和偏心减速电机，偏心减速电机装接有转动轴，转动轴上套装有主动带轮，旋转板上设有从动轴，从动轴上装有从动带轮，主动带轮与从动带轮通过传送带连接，X轴移动机构通过滑块与Y向直线导轨安装，并且该X轴移动机构与传送带连接。
所述X轴移动机构包括X向导轨、X向电机和X向滚珠丝杆，X向滚珠丝杆通过联轴器与X向电机连接，X向滚珠丝杆装在X向导轨内，X向电机装在X向导轨一端，Y轴传动机构与X向滚珠丝杆安装，X向导轨底面通过滑块与Y向直线导轨安装。
所述Y轴传动机构包括Y向固定板、Y向转动板、Y向滑轨和装在Y向转动板上的两个Y向电机，夹紧支撑立板和张开底板分别活动装在Y向滑轨上，其中一个Y向电机通过滚珠丝杆与夹紧支撑立板连接，另外一个Y向电机通过滚珠丝杆与张开底板连接。
所述Y向固定板上设有Y向转动减速电机，该Y向转动减速电机通过联轴器与Y向转动板一端连接，Y向转动板另一端通过旋转轴与Y向固定板安装。
所述升降装置包括固定立管和双输出轴电机，双输出轴电机装在AGV小车内，固定立管下端固定装在AGV小车中，固定立管上端和下端分别设有同步轮，双输出轴电机装接有输出转轴，该输出转轴延伸至固定立管内且与固定立管下部的同步轮安装，固定立管上端的同步轮和下端的同步轮之间通过升降同步带连接，固定立管侧壁设有升降导轨，旋转机构的固定底板通过滑块与升降导轨安装，并且该固定底板与升降同步带连接。
本发明能准确识别该还图书位置，将图书信息系统化，还书效率高，节省人工。
附图说明
附图1为本发明立体结构示意图；
附图2为本发明书本间隙张开机构示意图；
附图3为本发明书本夹紧机构示意图；
附图4为本发明旋转机构整体示意图；
附图5为本发明去掉旋转板后的旋转机构示意图；
附图6为本发明升降装置和书本传送装置的装配示意图；
附图7为本发明X轴移动机构的结构示意图；
附图８为本发明Y向传动机构的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1-6所示，本发明揭示了一种无人图书馆自动还书AGV，包括与车载书架1配合的AGV小车8，所述AGV小车8上装设有升降装置2，该升降装置2上设有书本传送装置,AGV小车为公知的移动小车，对于具体型号或者类型并无特别限定，升降装置带动书本传送装置升降移动，AGV小车则带动升降装置和书本传送装置一起水平移动。
所述书本传送装置包括旋转机构7、X轴移动机构6、Y轴传动机构5、书本间隙张开机构3和书本夹紧机构4，Y轴传动机构5装在X轴移动机构6上，X轴移动机构6装在旋转机构7上，书本间隙张开机构3和书本夹紧机构4分别装在Y轴传动机构5上。
如附图2所示，所述书本间隙张开机构3包括张开底板301、张开电机302、张开双向T型丝杆303、左张开夹爪304和右张开夹爪304，左张开夹爪304和右张开夹爪305分别通过螺帽装在张开双向T型丝杆303上，张开电机302通过带轮和同步带306与张开双向T型丝杆303连接，张开电机302装在张开底板301上，张开底板301一侧还设有滑轨307，左张开夹爪304和右张开夹爪305通过滑块装在滑轨307上。张开电机带动张开双向T型丝杆转动，进而通过螺帽带动左张开夹爪和右张开夹爪沿着滑轨相互接近或者远离。
如附图3所示，所述书本夹紧机构4包括夹紧支撑立板401、夹紧电机402、夹紧双向T型丝杆403、左夹紧夹爪404和右夹紧夹爪405，夹紧电机402装在夹紧支撑立板401上，夹紧电机402通过带轮和同步带406与夹紧双向T型丝杆403连接，左夹紧夹爪404和右夹紧夹爪405分别通过螺帽装在夹紧双向T型丝杆403上，夹紧支撑立板401上设有滑轨407，左夹紧夹爪404和右夹紧夹爪405通过滑块装在该滑轨407上，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪位于左张开夹爪和右张开夹爪之间。夹紧电机带动夹紧双向T型丝杆转动，进而通过螺帽带动左夹紧夹爪和右夹紧夹爪相互接近或者远离。
所述书本夹紧机构4还包括摄像头408，该摄像头408装在夹紧支撑立板401的上端位于左夹紧夹爪404和右夹紧夹爪405上方。通过摄像头识别书籍，能够准确的识别出书籍的具体位置，从而便于将书本移动到指定位置。
如附图4和5所示，所述旋转机构7包括固定底板701、旋转板704和旋转电机708，固定底板701的中心区域设有旋转齿轮709，旋转电机709的驱动轴通过主动齿轮与旋转齿轮709啮合连接，旋转板704与旋转齿轮709固定装接，X轴移动机构6装在旋转板上。旋转电机带动旋转齿轮转动，进而带动旋转板作圆周转动，带动X轴移动机构圆周转动，实现一定范围的角度旋转。
此外，旋转板704上还设有Y向直线导轨705和偏心减速电机702，偏心减速电机702装接有转动轴703，转动轴703上套装有主动带轮，旋转板704上设有从动轴707，从动轴707上装有从动带轮，主动带轮与从动带轮通过传送带706连接，X轴移动机构6通过滑块与Y向直线导轨安装，并且该X轴移动机构与传送带连接。偏心减速电机带动转动轴转动，利用主动带轮带动从动带轮转动，从而带动传送带传动，利用传送带带动X轴移动机构沿着Y向直线导轨移动。
如附图７所示，所述X轴移动机构6包括X向导轨601、X向电机602和X向滚珠丝杆603，X向滚珠丝杆603通过联轴器与X向电机602连接，X向滚珠丝杆603装在X向导轨601内，X向电机装在X向导轨一端，Y轴传动机构与X向滚珠丝杆安装，X向导轨底面通过滑块与Y向直线导轨安装。X向电机带动X向滚珠丝杆旋转，使得Y轴传动机构沿着X向导轨移动。
如附图8所示，Y轴传动机构包括Y向固定板501、Y向转动板502、Y向滑轨503和装在Y向转动板502上的两个Y向电机504，夹紧支撑立板401和张开底板301分别活动装在Y向滑轨503上，其中一个Y向电机通过滚珠丝杆505与夹紧支撑立板连接，另外一个Y向电机通过滚珠丝杆与张开底板连接。Y向固定板501上设有Y向转动减速电机506，该Y向转动减速电机506通过联轴器与Y向转动板502一端连接，Y向转动板502另一端通过旋转轴与Y向固定板501安装。利用Y向转动减速电机带动转动板旋转，从而带动书本间隙张开机构和书本夹紧机构一起旋转倾斜，能够与书本实现更好的贴合。
此外，所述升降装置2包括固定立管201和双输出轴电机202，双输出轴电机202装在AGV小车8内，固定立管201下端固定装在AGV小车8中，固定立管201上端和下端分别设有同步轮203，双输出轴电机202装接有输出转轴，该输出转轴延伸至固定立管内且与固定立管下部的同步轮安装，固定立管上端的同步轮和下端的同步轮之间通过升降同步带（图中未示出）连接，升降同步带贴着固定立管外壁装设，便于传动，固定立管201侧壁设有升降导轨204，旋转机构7的固定底板通过滑块205与升降导轨204安装，并且该固定底板与升降同步带连接。AGV小车带着升降装置一起移动，双输出轴电机隐藏装设在AGV小车内部，从而使得结构更加紧凑。共设有两根固定立管，呈平行竖直排布，双输出轴电机具有两个同步转动的输出轴，分别伸入两根固定立管内，同时带动在固定立管内设置的升降同步带的传送，从而带动书本传送装置的升降移动，利用升降导轨，确保整个升降移动的稳定性和可靠性。
本发明中，如附图1所示，车载书架用于存放书籍，AGV小车则是带着升降装置和书本传送装置一起水平移动，实现各个方向的移动，将书本送到指定的车载书架，AGV小车的一部分移动至车载书架的下部内。旋转板带动书本间隙张开机构和书本夹紧机构转动一定角度，还利用Y向直线导轨和偏心减速电机，将书本间隙张开机构和书本夹紧机构移动到指定的Y轴方向位置。利用书本夹紧机构的左夹紧夹爪和右夹紧夹爪将需要还的书本夹紧，由夹紧电机带动夹紧双向T型丝杆转动，使得左夹紧夹爪和右夹紧夹爪相向移动，实现对书本的夹紧。利用摄像头识别出书籍的准确位置后，先利用书本间隙张开机构中的左张开夹爪和右张开夹爪，由张开电机带动张开双向T型丝杆转动，使得左张开夹爪和右张开夹爪相向移动，在两本书之间弧形一段间隙。接着利用Y向电机带动书本夹紧机构沿着Y向滑轨移动到适合位置，将书本放置到弧形的间隙当中，再由夹紧电机带动左夹紧夹爪和右夹紧夹爪松开书本，实现书本的准确放置。还可利用Y向转动减速电机，带动转动板倾斜转动，从而使得左张开夹爪、右张开夹爪、左夹紧夹爪和右夹紧夹爪的倾斜角度与书本保持一致，实现精确的还书操作。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种无人图书馆自动还书AGV，包括与车载书架配合的AGV小车，其特征在于，所述AGV小车上装设有升降装置，该升降装置上设有书本传送装置；
所述书本传送装置包括旋转机构、X轴移动机构、Y轴传动机构、书本间隙张开机构和书本夹紧机构，Y轴传动机构装在X轴移动机构上，X轴移动机构装在旋转机构上，书本间隙张开机构和书本夹紧机构分别装在Y轴传动机构上；
所述书本间隙张开机构包括张开底板、张开电机、张开双向T型丝杆左张开夹爪和右张开夹爪，左张开夹爪和右张开夹爪分别通过螺帽装在张开双向T型丝杆上，张开电机通过带轮和同步带与张开双向T型丝杆连接，张开电机装在张开底板上，张开底板一侧还设有滑轨，左张开夹爪和右张开夹爪通过滑块装在滑轨上；
所述书本夹紧机构包括夹紧支撑立板、夹紧电机、夹紧双向T型丝杆、左夹紧夹爪和右夹紧夹爪，夹紧电机装在夹紧支撑立板上，夹紧电机通过带轮和同步带与夹紧双向T型丝杆连接，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪分别通过螺帽装在夹紧双向T型丝杆上，夹紧支撑立板上设有滑轨，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪通过滑块装在该滑轨上，左夹紧夹爪和右夹紧夹爪位于左张开夹爪和右张开夹爪之间。
2.根据权利要求1所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述书本夹紧机构还包括摄像头，该摄像头装在夹紧支撑立板的上端位于左夹紧夹爪和右夹紧夹爪上方。
3.根据权利要求2所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述旋转机构包括固定底板、旋转板和旋转电机，固定底板的中心区域设有旋转齿轮，旋转电机的驱动轴通过主动齿轮与旋转齿轮啮合连接，旋转板与旋转齿轮固定装接，X轴移动机构装在旋转板上。
4.根据权利要求3所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述旋转板上还设有Y向直线导轨和偏心减速电机，偏心减速电机装接有转动轴，转动轴上套装有主动带轮，旋转板上设有从动轴，从动轴上装有从动带轮，主动带轮与从动带轮通过传送带连接，X轴移动机构通过滑块与Y向直线导轨安装，并且该X轴移动机构与传送带连接。
5.根据权利要求4所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述X轴移动机构包括X向导轨、X向电机和X向滚珠丝杆，X向滚珠丝杆通过联轴器与X向电机连接，X向滚珠丝杆装在X向导轨内，X向电机装在X向导轨一端，Y轴传动机构与X向滚珠丝杆安装，X向导轨底面通过滑块与Y向直线导轨安装。
6.根据权利要求5所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述Y轴传动机构包括Y向固定板、Y向转动板、Y向滑轨和装在Y向转动板上的两个Y向电机，夹紧支撑立板和张开底板分别活动装在Y向滑轨上，其中一个Y向电机通过滚珠丝杆与夹紧支撑立板连接，另外一个Y向电机通过滚珠丝杆与张开底板连接。
7.根据权利要求6所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述Y向固定板上设有Y向转动减速电机，该Y向转动减速电机通过联轴器与Y向转动板一端连接，Y向转动板另一端通过旋转轴与Y向固定板安装。
8.根据权利要求7所述的无人图书馆自动还书AGV，其特征在于，所述升降装置包括固定立管和双输出轴电机，双输出轴电机装在AGV小车内，固定立管下端固定装在AGV小车中，固定立管上端和下端分别设有同步轮，双输出轴电机装接有输出转轴，该输出转轴延伸至固定立管内且与固定立管下部的同步轮安装，固定立管上端的同步轮和下端的同步轮之间通过升降同步带连接，固定立管侧壁设有升降导轨，旋转机构的固定底板通过滑块与升降导轨安装，并且该固定底板与升降同步带连接。
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