CN108835931B - 一种全自动信息存储实体件收纳装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动信息存储实体件收纳装置及方法，收纳盒用于收纳水平放置的信息存储实体件，且每个收纳盒具有一定冗余空间，使信息存储实体件在收纳盒中有修正姿态的空间；传输件将机器人抓取的文件收纳入相应的收纳盒中，并进行相邻收纳盒的输送；仓门设置于各个收纳盒外，根据信息存储实体件两侧到收纳盒盒体内部两侧的距离计算出信息存储实体件偏转的角度，按照信息存储实体件的姿态调整收纳盒盒体两侧的自动导向轮的角度，使各个自动导向轮的外轮廓与信息存储实体件的姿态一致，在传输件的带动下，信息存储实体件进入到各个自动导向轮的夹持区域内，保证实体件的姿态。

Description

一种全自动信息存储实体件收纳装置及方法

技术领域

本发明涉及一种全自动信息存储实体件收纳装置及方法。

背景技术

信息实体件(如档案、书籍、影像资料等，下面以档案为代表，但不仅限于档案)是人类历史的真实记录，反映着人们对客观事物与现象的认识，它是知识与技术的结晶，是人类优秀的文化遗产。合理地开发与利用档案，不仅能加速社会的文明进程，而且能获得并创造出新的知识财富，是推动社会历史与文明进步的重要动力。

然而随着社会的发展，档案的数量与日俱增，档案的传输是档案工作人员每天必须面对的繁重的工作，存取档案劳动强度大，档案存取效率较低，尤其对于一些涉密的档案，更不希望人有更多的机会去接触，由于这些问题的存在，加快档案自动化系统建设，实现档案各个工作环节的自动化管理有着重大意义。

目前在服务机器人行业，已经有了很多档案机器人应用的案例，如一体式档案管理机器人，衍架或者导轨式档案管理机器人等，都实现了利用机器人将档案从档案柜中取出，然后运送到管理员对接窗口的自动化运输；然而为了降低机器人负载，延长运行时间，保证运输的稳定性和准确性，机器人对档案的管理基本限制在一次一本。可是在实际应用中，档案管理员往往需要取阅多本，所以如果机器人单次运输只能抓取一本档案的话，档案管理机器人的运行效率将显的非常低下，不利于机器人的推广应用。

此外，目前用于存放档案的档案柜或者书柜，都是保持档案或者书籍竖立放置的传统姿态，在利用机器人管理时，大多采用增加横向间隔的方法，将柜中的档案或者书籍分隔开来，以方便存取，然而采用此方法有几个弊端：

首先，间隔的大小一致的情况下，则很难保证存入其中的档案或者书籍不发生倾斜，且倾斜的角度不定，如若档案或者书籍倾斜，即位姿不固定的话，将加大机器人存取定位的难度；

其次，机器人在存取档案时，不仅要有类似人手的夹持动作，为了保证档案或者书籍的姿态正确，还需要在手爪的上下设计某种机构，用于调整档案或者书籍的姿态，则机器人的结构会更加复杂，增加了负载，降低了机器人续航的时间，且机器人每次抓取都需要更多的调整动作和时间，降低了机器人的运行效率；

另外，档案或者书籍在存放时，如若机器人夹持书脊来完成存放，则书页难免会散开，易造成档案或者书籍的意外损坏，对于珍贵的档案而言，此问题必须要极力避免。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种全自动信息存储实体件收纳装置及方法，该收纳装置可提高信息管理机器人运行效率，使得机器人抓取来的档案等信息存储实体件可临时暂存在收纳盒中，待完成所有档案抓取任务后，通过信息存储实体件收纳装置一并送到管理窗口，供管理员取用。

当然，为了更加清楚的表述本发明的技术方案，进行名词解释如下，所述信息存储实体件，包括但不限于档案(或档案盒)、书籍、影像盘、影像盒以及光盘等利用具有一定占地空间的实体信息存储结构，且本发明特别适用于适合水平放置的实体件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是提供一种全自动信息存储实体件收纳装置，包括若干个传输件、自动导向轮、收纳盒和仓门，其中：

所述收纳盒用于收纳水平放置的信息存储实体件，且每个收纳盒具有一定冗余空间，使信息存储实体件在收纳盒中的重心在水平方向的同时具有修正姿态的空间，所述收纳盒内设置有距离传感器；

所述传输件设置于各个收纳盒内，位于收纳盒的两侧，将机器人抓取的存储实体件收纳入相应的收纳盒中，并进行输送；

所述自动导向轮设置于传输件上侧，控制信息存储实体件的姿态，通过收纳盒的距离传感器反馈的数据确定信息存储实体件的姿态，自动导向轮改变导向轮伸出的角度，从而于信息存储实体件两侧支撑起信息存储实体件，然后将导向轮伸出的角度复位，使信息存储实体件完成姿态的修正；

所述仓门设置于各个收纳盒外，为上轻下重的结构，对信息存储实体件进行锁止。

进一步的，信息存储实体件在收纳盒中的重心在水平方向是指信息存储实体件为长、宽、高不同的物体时，其保证长、宽、高三个参数中最小的量所在的边位于轴向，使信息存储实体件的整体水平放置，保证重心较低。

进一步的，所述收纳盒采用货架式结构，将存储实体件水平放置，并与之对应的设计成水平的间隔，这样能够保证存储实体件的重心降低，不会发生纵向方向上的姿态偏移或倾斜，机器人在存取存储实体件时只需采用托举的方式，即可完成存储实体件与存储空间的分离，从而完成存取的管理，极大的提高了自动化管理效率，并且降低了机器人的结构复杂性，不需要每次抓取都付出非常复杂的调整动作和比较多的调整时间，同时提高了机器人的续航能力。

进一步的，所述收纳盒内部两侧分布有距离传感器，测量内部信息存储实体件的两侧到收纳盒内部两侧的距离。当内部一侧的距离不一致时，则判断为该信息存储实体件在收纳盒内的姿态有误。

进一步的，所述距离传感器检测收纳盒内部中是否有信息存储实体件。

进一步的，所述距离传感器被配置为初步设定一固定值，当距离传感器测定值大于此固定值时，则判断内部没有信息存储实体件。

进一步的，所述传输件包括两条传输带，驱动信息存储实体件沿其正向或者反向运动；调节左右两条传输带的转速，调节信息存储实体件的姿态。

进一步的，所述传输带的尺寸与收纳盒存储空间相适配，当信息存储实体件处于收纳盒内的极端位置时，保持信息存储实体件不掉落。

进一步的，所述传输带环绕在收纳盒底部。

进一步的，所述传输件上方并排设置有多个自动导向轮，所述自动导向轮具体包括导向轮、导向轮支架和导向轮控制电机，所述导向轮设置于导向轮支架内，所述导向轮在导向轮控制电机的作用下围绕导向轮控制电机轴心运动。

进一步的，根据信息存储实体件的两端到收纳盒盒体内部两侧的距离计算出信息存储实体件偏转的角度，按照信息存储实体件的姿态调整收纳盒盒体两侧的自动导向轮的角度，使各个自动导向轮的外轮廓与信息存储实体件的姿态一致，在传输件的带动下，信息存储实体件进入到各个自动导向轮的夹持区域内，信息存储实体件被自动导向轮完全夹持。

进一步的，所述仓门的底部设置有中心孔，所述中心孔内填充有支撑棒。

本发明的第二目的是提供基于上述收纳装置的姿态调整方法，当信息存储实体件放入到收纳盒内部时，发生了姿态的偏转，此时收纳盒内部两侧的距离传感器将感测到所述偏转，启动传输件运动，保持信息存储实体件向前运动，根据信息存储实体件的两侧到收纳盒盒体内部两侧的距离计算出信息存储实体件偏转的角度，按照信息存储实体件的姿态调整收纳盒盒体两侧的自动导向轮的角度，使各个自动导向轮的外轮廓与信息存储实体件的姿态一致，在传输件的带动下，信息存储实体件进入到各个自动导向轮的夹持区域内，信息存储实体件被自动导向轮完全夹持，直到收纳盒内壁上的两侧的距离传感器测定距离相同，姿态调整完毕。

本发明的第三目的是提供基于上述收纳装置的管理方法，发送欲取出的信息存储实体件的编号，控制传输件同时转动，驱动相应的信息存储实体件从收纳盒内推出，信息存储实体件推开仓门从相应的收纳盒内探出一定的长度，供取用；

归还时信息存储实体件推入到相应的收纳盒内，信息存储实体件在传输件的控制下运送到盒体内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供了一套配合档案管理机器人使用的，可提高档案管理机器人运行效率的档案收纳系统；

2、本发明结构简单，实用性强，易于实现；

3、本发明可用于修正信息存储实体件的姿态，修正后可有利于其他针对信息存储实体件的自动化操作、管理上；

4、本发明除了可以应用在档案管理外，还可以适用于其他珍贵文献的管理上，如图书、电子音像资料等的自动化管理；

5、本发明将存储实体件水平放置，并设计与之对应的水平的间隔，这样能够保证存储实体件的重心降低，不会发生纵向方向上的姿态偏移或倾斜，机器人在存取存储实体件时只需采用托举的方式，即可完成存储实体件与存储空间的分离，从而完成存取的管理，极大的提高了自动化管理效率，并且降低了机器人的结构复杂性，不需要每次抓取都付出非常复杂的调整动作和比较多的调整时间，同时提高了机器人的续航能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明整体结构示意图；

图2(a)、图2(b)、图6为本发明档案姿态修正功能示意图；

图3为本发明档案出仓示意图；

图4为本发明自动导向轮的结构示意图；

图5为本发明仓门结构示意图；

其中，1、收纳盒盒体，2、传输带，3、仓门，4、档案，5、自动导向轮，6、导向轮，7、导向轮支架，8、导向轮控制电机，9、仓门主体，10仓门平衡柱。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

一种典型的实施例中，以档案为具体的实体件进行详细说明，但仅限于该实施例，在其他实施例中，可以将其替换为书籍等其他实体件，并不仅限于上述内容。

一种全自动档案收纳盒，如图1所示，档案收纳盒可用于临时存放机器人存取档案时的档案，避免机器人多次往返存取造成的效率低下的问题，档案收纳盒还可以用于修正档案的位姿，为进一步的自动化操作做好准备；

具体的说，如图1所示收纳盒盒体1用于装载传输带2、自动导向轮5以及档案盒收纳仓门3等机构，收纳盒盒体1内部两侧分布有距离传感器，可用于测量盒体1内部档案4的两侧到收纳盒盒体1内部两侧的距离，当内部一侧的距离不一致时，则判断为此档案5在档案收纳盒1内部的姿态有误；

其中传输带2分左右两条，可由普通直流电机驱动，用于驱动档案4正向或者反向运动；调节左右两条传输带2的转速，也可用于调节档案4的姿态；

收纳盒盒体1两侧各分布有4个自动导向轮5，用于调整档案姿态；

每个自动导向轮5都包括有一个聚氨酯材质制作的导向轮6，ABS或者PC材质制作的导向轮支架7，并且在导向轮控制电机8的作用下围绕导向轮控制电机8轴心；8个自动导向轮分别运动，互不关联；

仓门3选用复合材料制作，如上层可采用亚克力等有机材料，下部采用钢等材质，或者在仓门底部制作中心孔，然后加工相对应的金属材质的圆棒填充其中，力图使仓门3做到上轻下重，从而保证仓门3在不受外力的作用时，可自行复位到底部，如图5所示，仓门主体9为亚克力材质，仓门平衡柱10为45#钢；

如图2(a)所示，当档案4因前端机器人抓取时的位姿不精确，或者档案4在档案柜上摆放时姿态的错误等问题造成档案4在放入到收纳盒盒体1内部时，发生了姿态的偏转，此时收纳盒盒体1内部两侧的距离传感器将感测到此偏转，并根据档案4两侧到收纳盒盒体1内部两侧的距离计算出档案4偏转的角度，然后按照档案4的姿态调整收纳盒盒体1两侧8个自动导向轮5的角度，使此8个自动导向轮5的外轮廓与档案4的姿态一致，然后在传输带2的带动下，档案4进入到8个自动导向轮5的夹持区域内，如图2(a)所示，档案4被8个自动导向轮5完全夹持，此时传输带2停止转动；

如图2(b)所示，8个自动导向轮5在距离传感器的测算下，调整各自的角度，使档案4的姿态回正，然后8个自动导向轮5将向两边分开，使档案4脱离夹持，此时可开动传输带2，运送档案4去下一步控制单元或者是档案管理员手中；

此种自动导向轮5夹持档案4调整姿态的方式，可避免档案4在仅受传输力的情况下可能发生的不必要的碰撞，因为档案的珍贵性、稀缺性，越少的碰撞对于档案的保护效果越好；

此种方式还可以用于档案4水平位移偏置的情况，如图6所示；

此种自动导向轮夹持档案的方式，还可以应用于机器人运输档案过程中，用于防止档案的跌落；

当需要从档案收纳盒中取出档案4时，档案管理员可通过终端发送欲取出档案4的编号，则左右两侧传输带2开始同时转动，驱动档案4从收纳盒盒体1内推出，则档案4推开仓门3从收纳盒盒体1内探出一定的长度，供管理员取用；

当管理员需要归还档案4时，则仅需管理员将档案4推入到档案收纳盒盒体1内，档案4在传输带2的控制下运送到盒体1内；

本发明提供了一套配合档案管理机器人使用的，可提高档案管理机器人运行效率的档案收纳系统，其结构简单、可靠。

本发明除了可协助档案机器人临时存放档案以外，还可以用于修正档案管理机器人抓取档案时因位姿精度及各种意外造成的档案姿态不正的问题，为后端档案的自动化管理提供了支撑。

本发明设计自动导向轮采用聚氨酯材质，不仅可以降低噪音，还可以有效的避免轮体对档案表面的划伤；

本发明设计的自动导向轮采用夹持纠正档案姿态的方式，摒弃了原始物流系统中粗暴的硬对中的方式，有效的避免了档案在运输过程中的损伤和意外跌落，对于珍贵档案尤其重要；

本发明除可以应用在档案自动化管理外，还可以应用在其他类似书籍、影像资料等的管理，使用范围广。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本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，所属领域技术人员应该明白，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 (9)

1.一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：包括若干个传输件、自动导向轮、收纳盒和仓门，其中：

所述收纳盒用于收纳水平放置的信息存储实体件，且每个收纳盒具有一定冗余空间，使信息存储实体件在收纳盒中的重心在水平方向的同时具有修正姿态的空间，所述收纳盒内设置有距离传感器；

所述传输件设置于各个收纳盒内，位于收纳盒的两侧，将机器人抓取的存储实体件收纳入相应的收纳盒中，并进行输送；

所述传输件包括两条传输带，驱动信息存储实体件沿其正向或者反向运动；调节左右两条传输带的转速，调节信息存储实体件的姿态；

所述自动导向轮设置于传输件上侧，控制信息存储实体件的姿态，通过收纳盒的距离传感器反馈的数据，根据信息存储实体件两侧到收纳盒盒体内部两侧的距离计算出信息存储实体件偏转的角度，按照信息存储实体件的姿态调整收纳盒盒体两侧自动导向轮的角度，使该自动导向轮的外轮廓与信息存储实体件的姿态一致，自动导向轮改变导向轮伸出的角度，从而于信息存储实体件两侧支撑起信息存储实体件，然后将导向轮伸出的角度复位，使信息存储实体件完成姿态的修正；

所述仓门设置于各个收纳盒外，为上轻下重的结构，对信息存储实体件进行锁止。

2.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述收纳盒采用货架式结构，将存储实体件水平放置。

3.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述收纳盒内部两侧分布有距离传感器，测量内部信息存储实体件的两侧到收纳盒内部两侧的距离。

4.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述距离传感器被配置为初步设定一固定值，当距离传感器测定值大于此固定值时，则判断内部没有信息存储实体件。

5.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述传输带的尺寸与收纳盒存储空间相适配，当信息存储实体件处于收纳盒内的极端位置时，保持信息存储实体件不掉落。

6.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述传输件上方并排设置有多个自动导向轮，所述自动导向轮具体包括导向轮、导向轮支架和导向轮控制电机，所述导向轮设置于导向轮支架内，所述导向轮在导向轮控制电机的作用下围绕导向轮控制电机轴心运动。

7.如权利要求1所述的一种全自动信息存储实体件收纳装置，其特征是：所述仓门的底部设置有中心孔，所述中心孔内填充有支撑棒。

8.基于如权利要求1-7中任一项所述的收纳装置的姿态调整方法，其特征是：当信息存储实体件放入到收纳盒内部时，发生了姿态的偏转，此时收纳盒内部两侧的距离传感器将感测到所述偏转，启动传输件运动，保持信息存储实体件向前运动，根据信息存储实体件两侧到收纳盒盒体内部两侧的距离计算出信息存储实体件偏转的角度，按照信息存储实体件的姿态调整收纳盒盒体两侧的自动导向轮的角度，使各个自动导向轮的外轮廓与信息存储实体件的姿态一致，在传输件的带动下，信息存储实体件进入到各个自动导向轮的夹持区域内，信息存储实体件被自动导向轮完全夹持，直到收纳盒内壁上的两侧的距离传感器测定距离相同，姿态调整完毕。

9.基于如权利要求1-7中任一项所述的收纳装置的管理方法，其特征是：发送欲取出的信息存储实体件的编号，控制传输件同时转动，驱动相应的信息存储实体件从收纳盒内推出，信息存储实体件推开仓门从相应的收纳盒内探出一定的长度，供取用；

归还时信息存储实体件推入到相应的收纳盒内，信息存储实体件在传输件的控制下运送到盒体内。

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