CN109255412A - 一种图书馆书籍整理仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种图书馆书籍整理仪，包括车身、转台、二自由度机械手、第一摄像头等。摄像头扫描识别书籍信息；四自由度抓取机构，可实现书本的抓取、转移和存放；电力驱动，实现了自动化与智能化作业，节省了人力。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种图书馆书籍整理仪。
背景技术
图书馆是收集、整理、收藏图书资料以供人阅览、参考的机构。图书馆工作人员日常工作时需要将散放的书籍收集起来分类放回书架上，这一过程需要使用推车辅助工作人员运送书籍。然而，现有图书馆使用的推车只能单一运送书籍，且为人工处理，效率低，缺乏自动化与智能化的性能。故急需一种自动化程度高的书籍运输管理器械。如专利号为CN201620534580.7提供了《一种图书馆用书籍整理运输车》，包括车板、电动液压缸、升降台、蓄电池、两个箱体、两个横隔板、两个竖隔板和四个万向移动轮等，其优点是解决了现有图书馆使用的推车只能单一运送书籍的问题、提高了工作人员整理书籍的效率；缺点是人工整理，自动化及智能化程度低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种图书馆书籍整理仪，摄像头扫描识别书籍信息；四自由度抓取机构，可实现书本的抓取、转移和存放；电力驱动，实现了自动化与智能化作业，节省了人力。
本发明所使用的技术方案是：一种图书馆书籍整理仪，包括车身、转台、二自由度机械手、第一摄像头，所述的二自由度机械手安装在转台上，转台和两个第一摄像头分别固定安装在车身上。
所述的车身包括第一底盘、防尘罩、第一齿轮、第二齿轮、第一伺服电机、书架、第一双轴电机、第一支座、车轮、连杆、L型连杆、摆杆、第一支柱、第三齿轮、第四齿轮、第二伺服电机、支撑盖，所述的第一齿轮、第二齿轮分别铰接在第一底盘上且相互啮合；防尘罩固定安装在第一底盘上；第一伺服电机固定安装在防尘罩上，且电机输出轴与第二齿轮连接；书架固定安装在第一底盘上，用于盛放刷白液，并且内置压力泵，用于输出刷白液；两个第一支座、两个第一支柱、一个支撑盖和一个第一双轴电机固定安装在第一底盘下面，第一双轴电机两侧外伸轴穿过第一支座内孔，且两端各铰接一车轮；每个第一支柱上铰接有一个L型连杆，L型连杆外侧铰接有一车轮；连杆两端铰接在两侧L型连杆上；所述的第三齿轮、第四齿轮铰接在第一底盘下面且相互啮合；第二伺服电机固定安装在支撑盖上且输出轴与第四齿轮连接；摆杆一端固定安装在第三齿轮的齿轮轴上，另一端铰接在连杆中部。
所述的转台包括第二底盘、支撑座、第三底盘、第一导杆、工字型支架、第四底盘、第二支座、第一滑轮、钢丝绳、第二滑轮、第二双轴电机、第一支架，所述的支撑座固定安装在第二底盘上，第三底盘固定安装在第二底盘上；两个第一导杆、工字型支架和第一支架分别固定安装在第三底盘上；第四底盘固定安装在两个第一导杆和工字型支架上端；所述的第二支座有八个，两个一组分别固定安装在第四底盘上，每组第二支座上铰接有一第一滑轮；所述的第二双轴电机固定安装在第一支架上，电机两侧输出轴上分别固定安装有一第二滑轮；所述的钢丝绳有两条，每条一端固定安装在第二滑轮上，另一端穿过两个第一滑轮。
所述的二自由度机械手包括第一侧板、加固侧板、底板、第二导杆、丝杠、滑动架、第二侧板、第三伺服电机、第四伺服电机、减速器、机械手支架、第三双轴电机、带轮、带、第五齿轮、第六齿轮、螺杆、夹板、激光传感器、第二摄像头，所述的底板两端与前述的两个第一导杆配合，其上两个接头与前述的两根钢丝绳末端固定连接；所述的第一侧板和第二侧板分别固定安装在底板两端，且通过四个加固侧板加固三者间的连接；两个第二导杆两端分别固定安装在第一侧板与第二侧板上；减速器固定安装在滑动架上；第四伺服电机固定安装在减速器输入端；机械手支架固定安装在减速器输出端；所述的第三双轴电机固定安装在机械手支架上，其两侧输出轴上各固定安装有一带轮；所述的第五齿轮、第六齿轮分别铰接在机械手支架上且相互啮合，第五齿轮齿轮轴两端分别固定安装有一带轮；两根带分别套在两侧带轮上；所述的螺杆有两个，分别固定安装在第六齿轮两侧；所述的夹板有两个，每个的光孔与螺纹孔分别与第五齿轮齿轮轴及螺杆配合；所述的激光传感器与第二摄像头分别固定安装在第一侧板外侧。
进一步的，丝杠两端分别铰接在第一侧板和第二侧板上，其中一端与固定安装在第二侧板外侧的第三伺服电机输出轴连接；滑动架内孔于螺纹孔分别于第二导杆和丝杠配合。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）智能识别书籍信息、自动完成书籍归放；（2）二自由度机械手，配合二自由度转台，使取放书过程中的控制更为灵活；（3）整车电力驱动，实现了自动化作业，节省了人力。
附图说明
图1、图2为本发明的整体结构示意图。
图3、图4、图5为本发明的车身结构示意图。
图6为本发明的转台结构示意图。
图7、图8为本发明的二自由度机械手结构示意图。
图9为本发明的底板零件结构示意图。
图10为本发明的夹板零件结构示意图。
附图标号：1-车身；2-转台；3-二自由度机械手；4-第一摄像头；101-第一底盘；102-防尘罩；103-第一齿轮；104-第二齿轮；105-第一伺服电机；106-书架； 107-第一双轴电机；108-第一支座；109-车轮；110-连杆；111-L型连杆；112-摆杆；113-第一支柱；114-第三齿轮；115-第四齿轮；116-第二伺服电机；117-支撑盖； 201-第二底盘；202-支撑座；203-第三底盘；204-第一导杆；205-工字型支架；206-第四底盘；207-第二支座；208-第一滑轮；209-钢丝绳；210-第二滑轮；211-第二双轴电机；212-第一支架；301-第一侧板；302-加固侧板；303-底板；304-第二导杆；305-丝杠；306-滑动架；307-第二侧板；308-第三伺服电机；309-第四伺服电机；310-减速器；311-机械手支架；312-第三双轴电机；313-带轮；314-带；315-第五齿轮；316-第六齿轮；317-螺杆；318-夹板；319-激光传感器；320-第二摄像头。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10所示的一种图书馆书籍整理仪，包括车身1、转台2、二自由度机械手3、第一摄像头4，二自由度机械手3安装在转台2上，转台2和两个第一摄像头4分别固定安装在车身1上。
车身1包括第一底盘101、防尘罩102、第一齿轮103、第二齿轮104、第一伺服电机105、书架106、第一双轴电机107、第一支座108、车轮109、连杆110、L型连杆111、摆杆112、第一支柱113、第三齿轮114、第四齿轮115、第二伺服电机116、支撑盖117，第一齿轮103、第二齿轮104分别铰接在第一底盘上101且相互啮合。防尘罩102固定安装在第一底盘101上。第一伺服电机105固定安装在防尘罩102上，且电机输出轴与第二齿轮104连接。书架106固定安装在第一底盘101上，用于盛放刷白液，并且内置压力泵，用于输出刷白液。两个第一支座108、两个第一支柱113、一个支撑盖117和一个第一双轴电机107固定安装在第一底盘101下面，第一双轴电机107两侧外伸轴穿过第一支座108内孔，且两端各铰接一车轮109。每个第一支柱113上铰接有一个L型连杆111，L型连杆111外侧铰接有一车轮109。连杆110两端铰接在两侧L型连杆111上。第三齿轮114、第四齿轮115铰接在第一底盘101下面且相互啮合。第二伺服电机116固定安装在支撑盖117上且输出轴与第四齿轮115连接。摆杆112一端固定安装在第三齿轮114的齿轮轴上，另一端铰接在连杆110中部。
转台2包括第二底盘201、支撑座202、第三底盘203、第一导杆204、工字型支架205、第四底盘206、第二支座207、第一滑轮208、钢丝绳209、第二滑轮210、第二双轴电机211、第一支架212，支撑座202固定安装在第二底盘201上，第三底盘203固定安装在第二底盘201上。两个第一导杆204、工字型支架205和第一支架212分别固定安装在第三底盘203上。第四底盘206固定安装在两个第一导杆204和工字型支架205上端。所述的第二支座207有八个，两个一组分别固定安装在第四底盘206上，每组第二支座207上铰接有一第一滑轮208。所述的第二双轴电机211固定安装在第一支架212上，电机两侧输出轴上分别固定安装有一第二滑轮210。所述的钢丝绳209有两条，每条一端固定安装在第二滑轮210上，另一端穿过两个第一滑轮208。
二自由度机械手3包括第一侧板301、加固侧板302、底板303、第二导杆304、丝杠305、滑动架306、第二侧板307、第三伺服电机308、第四伺服电机309、减速器310、机械手支架311、第三双轴电机312、带轮313、带314、第五齿轮315、第六齿轮316、螺杆317、夹板318、激光传感器319、第二摄像头320，底板303两端与前述的两个第一导杆204配合，其上两个接头与前述的两根钢丝绳209末端固定连接。第一侧板301和第二侧板307分别固定安装在底板303两端，且通过四个加固侧板302加固三者间的连接。两个第二导杆304两端分别固定安装在第一侧板301与第二侧板307上。减速器310固定安装在滑动架306上。第四伺服电机309固定安装在减速器310输入端。机械手支架311固定安装在减速器310输出端。第三双轴电机312固定安装在机械手支架311上，其两侧输出轴上各固定安装有一带轮313。第五齿轮315、第六齿轮316分别铰接在机械手支架311上且相互啮合，第五齿轮315齿轮轴两端分别固定安装有一带轮313。两根带314分别套在两侧带轮313上。螺杆317有两个，分别固定安装在第六齿轮316两侧。夹板318有两个，每个的光孔与螺纹孔分别与第五齿轮315齿轮轴及螺杆317配合。激光传感器319与第二摄像头320分别固定安装在第一侧板301外侧。
丝杠305两端分别铰接在第一侧板301和第二侧板307上，其中一端与固定安装在第二侧板307外侧的第三伺服电机308输出轴连接。滑动架306内孔与螺纹孔分别与第二导杆304和丝杠305配合。
本发明工作原理： 本发明的四自由度抓取机构的自由度具体为：第一伺服电机105驱动的第二底盘201绕其中心的转动。第二双轴电机211驱动的二自由度机械手3沿第一导杆204的移动。第三伺服电机308驱动的滑动架306的移动。第四伺服电机309驱动的机械手支架311绕减速器310中心的转动。
使用前，先将需要归放的书籍放在书架106上，无需分类。然后四自由度抓取机构移动至书架106上要抓取的第一本书位置处，夹板318在第三双轴电机312驱动下打开，然后随滑动架306向前移动，夹住书本，同时第二摄像头320扫描书籍信息、激光传感器319测量前进距离，接着夹板318闭合，夹紧了书本并抽出，最后根据扫描的书籍信息，车身1行进至指定的书籍应归放的图书馆的某一书架位置处，并执行上述取书过程的反过程，将书本放回图书馆书架相应位置处。
Claims (2)
1.一种图书馆书籍整理仪，包括车身1、转台2、二自由度机械手（3）、第一摄像头（4），其特征在于：所述的二自由度机械手（3）安装在转台（2）上，转台（2）和两个第一摄像头（4）分别固定安装在车身（1）上；
所述的车身（1）包括第一底盘（101）、防尘罩（102）、第一齿轮（103）、第二齿轮（104）、第一伺服电机（105）、书架（106）、第一双轴电机（107）、第一支座（108）、车轮（109）、连杆（110）、L型连杆（111）、摆杆（112）、第一支柱（113）、第三齿轮（114）、第四齿轮（115）、第二伺服电机（116）、支撑盖（117），所述的第一齿轮（103）、第二齿轮（104）分别铰接在第一底盘上（101）且相互啮合；防尘罩（102）固定安装在第一底盘（101）上；第一伺服电机（105）固定安装在防尘罩（102）上，且电机输出轴与第二齿轮（104）连接；书架（106）固定安装在第一底盘（101）上，用于盛放刷白液，并且内置压力泵，用于输出刷白液；两个第一支座（108）、两个第一支柱（113）、一个支撑盖（117）和一个第一双轴电机（107）固定安装在第一底盘（101）下面，第一双轴电机（107）两侧外伸轴穿过第一支座（108）内孔，且两端各铰接一车轮（109）；每个第一支柱（113）上铰接有一个L型连杆（111），L型连杆（111）外侧铰接有一车轮（109）；连杆（110）两端铰接在两侧L型连杆（111）上；所述的第三齿轮（114）、第四齿轮（115）铰接在第一底盘（101）下面且相互啮合；第二伺服电机（116）固定安装在支撑盖（117）上且输出轴与第四齿轮（115）连接；摆杆（112）一端固定安装在第三齿轮（114）的齿轮轴上，另一端铰接在连杆（110）中部；
所述的转台（2）包括第二底盘（201）、支撑座（202）、第三底盘（203）、第一导杆（204）、工字型支架（205）、第四底盘（206）、第二支座（207）、第一滑轮（208）、钢丝绳（209）、第二滑轮（210）、第二双轴电机（211）、第一支架（212），所述的支撑座（202）固定安装在第二底盘（201）上，第三底盘（203）固定安装在第二底盘（201）上；两个第一导杆（204）、工字型支架（205）和第一支架（212）分别固定安装在第三底盘（203）上；第四底盘（206）固定安装在两个第一导杆（204）和工字型支架（205）上端；所述的第二支座（207）有八个，两个一组分别固定安装在第四底盘（206）上，每组第二支座（207）上铰接有一第一滑轮（208）；所述的第二双轴电机（211）固定安装在第一支架（212）上，电机两侧输出轴上分别固定安装有一第二滑轮（210）；所述的钢丝绳（209）有两条，每条一端固定安装在第二滑轮（210）上，另一端穿过两个第一滑轮（208）；
所述的二自由度机械手（3）包括第一侧板（301）、加固侧板（302）、底板（303）、第二导杆（304）、丝杠（305）、滑动架（306）、第二侧板（307）、第三伺服电机（308）、第四伺服电机（309）、减速器（310）、机械手支架（311）、第三双轴电机（312）、带轮（313）、带（314）、第五齿轮（315）、第六齿轮（316）、螺杆（317）、夹板（318）、激光传感器（319）、第二摄像头（320），所述的底板（303）两端与前述的两个第一导杆（204）配合，其上两个接头与前述的两根钢丝绳（209）末端固定连接；所述的第一侧板（301）和第二侧板（307）分别固定安装在底板（303）两端，且通过四个加固侧板（302）加固三者间的连接；两个第二导杆（304）两端分别固定安装在第一侧板（301）与第二侧板（307）上；减速器（310）固定安装在滑动架（306）上；第四伺服电机（309）固定安装在减速器（310）输入端；机械手支架（311）固定安装在减速器（310）输出端；所述的第三双轴电机（312）固定安装在机械手支架（311）上，其两侧输出轴上各固定安装有一带轮（313）；所述的第五齿轮（315）、第六齿轮（316）分别铰接在机械手支架（311）上且相互啮合，第五齿轮（315）齿轮轴两端分别固定安装有一带轮（313）；两根带（314）分别套在两侧带轮（313）上；所述的螺杆（317）有两个，分别固定安装在第六齿轮（316）两侧；所述的夹板（318）有两个，每个的光孔与螺纹孔分别与第五齿轮（315）齿轮轴及螺杆（317）配合；所述的激光传感器（319）与第二摄像头（320）分别固定安装在第一侧板（301）外侧。
2.如权利要求1所述的一种图书馆书籍整理仪，其特征在于：所述的丝杠（305）两端分别铰接在第一侧板（301）和第二侧板（307）上，其中一端与固定安装在第二侧板（307）外侧的第三伺服电机（308）输出轴连接；滑动架（306）内孔与螺纹孔分别与第二导杆（304）和丝杠（305）配合。
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