CN109674232B - 一种具有自动存取功能的智能书柜及图书存取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自动存取功能的智能书柜及图书存取方法，其中，智能书柜上设有存书口、取书口以及控制面板，智能书柜内设有书架和设置在书架一侧用于对图书进行搬运的中转搬运机构，其中，所述存书口处设有信息读取模块和存书交接箱，所述取书口处设有取书交接箱；所述书架为多层，每层书架内排列有多个书夹；所述中转搬运机构包括夹持件、夹持驱动机构、伸缩驱动机构、水平搬运驱动机构以及竖向搬运驱动机构；所述控制面板、信息读取模块以及中转搬运机构均与智能书柜的控制系统连接。该智能书柜能够自动完成图书的存取功能，一方面使得取书操作变得快捷方便，另一方面也省去了人工存放图书存在的较大工作量，从而提高了图书馆的服务水平。

Description

一种具有自动存取功能的智能书柜及图书存取方法

技术领域

本发明涉及一种书柜，具体涉及一种具有自动存取功能的智能书柜及图书存取方法。

背景技术

书籍是人类进步的阶梯，随着社会的不断进步与发展，图书的种类和数量与日俱增，实现图书的自动化管理一直是图书馆管理工作的重要目标。目前，图书信息的采集及查询技术已经非常成熟，用户可以在图书馆终端设备上对馆藏图书信息进行实时查询。但一方面，即使用户查询到所需要的图书信息，仍然需要亲自到达图书所在的区域进行逐一查找才能完成取书操作，该查找过程费事费力，给图书的借阅带来了极大的不便；另一方面，在还书过程中，又需要由图书馆管理人员通过人工搬运的方式将归还的每本图书按照固定排序放置至指定书架的指定位置处，从而导致了对图书整理的工作量巨大，且一旦管理人员未能及时或者未能准确地将图书放置在指定位置处，那么读者就难以查找到所需图书，既影响了读者的使用，又造成图书资源的闲置浪费，从而阻碍了图书馆进一步提高管理和服务水平。因此，需要设计出一种能够自动存取书的设备来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有自动存取功能的智能书柜，该智能书柜能够自动完成图书的存取功能，一方面使得取书操作变得快捷方便，另一方面也省去了人工存放图书存在的较大工作量，从而提高了图书馆的服务水平。

本发明的另一个目的在于提供一种图书存取方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种具有自动存取功能的智能书柜，该智能书柜上设有存书口、取书口以及控制面板，智能书柜内设有书架和设置在书架一侧用于对图书进行搬运的中转搬运机构，其中，所述存书口处设有用于对图书信息进行读取与记录的信息读取模块和用于在搬运前对待存图书进行暂时存放的存书交接箱，所述取书口处设有用于放置取出后的图书的取书交接箱；所述书架为多层，每层书架内排列有多个书夹；所述中转搬运机构包括两个相对设置的夹持件、用于驱动夹持件对图书进行夹持的夹持驱动机构、用于驱动夹持件作伸缩存取书运动的伸缩驱动机构、用于驱动夹持件作水平方向的图书搬运动作的水平搬运驱动机构以及用于驱动夹持件作竖向方向的图书搬运动作的竖向搬运驱动机构；所述控制面板、信息读取模块以及中转搬运机构均与智能书柜的控制系统连接。

优选地，所述存书口和取书口分别设置在书柜的两端。这样设置的好处在于，通过将取书口和存书口分开设置后，在取书和存书时，存书人群和取书人群能够分开来排队，从而使得存书和取书任务能够更加有序地进行。

优选地，所述书架上设有用于将图书推送至取书交接箱内的推送口，该推送口设置在书架的中心位置处，所述取书交接箱设置在推送口的一侧，取书交接箱上还设有用于驱动取书交接箱从所述推送口的对应位置处运动至取书口处的辅助搬运机构。工作时，取书任务分步动作，先由夹持件将图书从书夹中取出，通过推送口转移推送至取书交接箱中，然后再由辅助搬运机构将其搬运至取书口位置处。这样设置的好处在于，通过辅助搬运机构的配合工作来完成取书任务的方式能够使得辅助搬运机构在进行该本图书搬运的同时，中转搬运机构能够进行下一本图书的存取转移任务，从而提高了搬运效率；此外，相对于将推送口设置在边角位置处而言，将所述推送口设置在书架的中心位置处能够缩短书架上的图书到推书口的平均距离，从而进一步地缩短了搬书时间，提高了搬书效率。所述辅助搬运机构由带轮输送机构或丝杆传动机构构成。

优选地，位于同一层书架上的多个书夹之间通过导向杆之间串联起来，每个书夹包括上下两对夹持定位板组，每对夹持定位板组组包括两块相对设置的夹持定位板和设置在两块夹持定位板外侧的弹簧，其中，两块夹持定位板的一端向外侧张开，组合在一起形成开口逐渐减小的书夹进口，所述弹簧的弹力促使两块夹持板作相互靠近运动。这样设置的目的在于，一方面，将书夹设置为上下两对夹持定位板板组的结构后，上下两对板组之间形成了夹持件的输送通道，夹持件能够通过该通道进行图书的存取任务，从而避免了书夹与夹持件接触而对图书存取任务造成阻碍；另一方面，现有的书架都是采用梳格的方式来存书，由于梳格尺寸固定，因此不能够对图书进行固定，因此定位效果不好，一旦书架出现倾斜、侧翻等情况，图书将会散落一地；而本方案采用书夹的方式对图书进行夹持固定，能够使得图书存入到书夹内后始终受到书夹的夹持作用，因此定位效果更好，且书夹上设置的开口逐渐减小的书夹进口能够图书的进入起到导向作用，从而保证图书能够顺利地被存入到书夹中。

优选地，所述安装板上还设有用于将图书从推送口推送至取书交接箱内的推书机构，该推书机构包括推杆以及用于驱动推杆作伸缩推书运动的第一电机，其中，所述推杆由T型件构成，该T型件的顶面构成推书面，T型件的侧面上设有齿条，T型件与所述固定板之间设有第一滑动导轨副，所述第一电机的电机轴上与齿条配合地设有齿轮。工作时，取书交接箱先运动至推送口的一侧，然后第一电机驱动齿轮转动来带动推杆作伸出运动，将图书从书架上的推送口推送至取出交接箱中，从而完成图书在推送口与取出交接箱之间的转接任务。这样设置的目的在于，由于夹持件的体积较大，且推书所需的行程长，因此若利用夹持件将完成上述图书转接任务时，需要设置较大尺寸的推送口和较长行程的夹持件才能完成，从而导致书架空间的浪费和驱动负载的增加，而设置上述T型推杆来完成推书任务后，由于T型推杆的体积小、行程长，因此既能够大大地减小推送口的尺寸，节省推送空间，又能够通过利用T型推杆的T型面与图书的侧面充分接触的方式对图书施加均匀的推送力，从而提高了推送效果。

优选地，所述夹持件包括两块相对设置的夹持板和两件交叉设置的驱动曲柄，其中，两件曲柄的交叉处活动铰接，两件曲柄的一端分别与两块夹持板固定连接，另一端分别通过铰接杆与夹持驱动机构铰接。工作时，夹持驱动机构通过推动或拉动铰接杆运动来带动两件曲柄绕着交叉的活动铰接处转动，转动中通过带动两块夹持板作相互靠近运动来实现对图书的夹持，通过带动两块夹持板作相互远离运动将图书松开。

优选地，所述夹持驱动机构由电机和丝杆传动机构构成，其中，电机与丝杆传动机构中的丝杆之间通过联轴器连接，丝杆传动机构中的丝杆螺母与所述铰接杆铰接。工作时，电机通过带动丝杆转动来带动丝杆螺母前后运动，该运动会推动或拉动铰接杆运动，从而实现对夹持件的驱动。

优选地，所述中转搬运机构设置在固定架上，该固定架包括设置在两端的竖直固定架和位于两个竖直固定架之间的升降移动架；所述水平搬运驱动机构设置在升降移动架上，包括主动带轮、从动带轮、传送带、安装在传送带上的驱动块以及用于驱动主动带轮转动的第二电机，其中，所述夹持件和夹持驱动机构设置在固定板上，该固定板的一端与所述驱动块连接，固定板的另一端与升降移动架之间还设有用于对固定板的水平运动进行导向和润滑的第二滑动导轨副。工作时，第二电机带动主动带轮、传送带、驱动块以及固定板转动，进而带动固定板上的夹持件以及伸缩驱动机构一起作水平运动来实现夹持件水平方向上的驱动。此外，所述水平搬运驱动机构还可以由丝杆传动机构构成。

优选地，所述升降固定架的两端与竖直固定架之间分别通过第三滑动导轨副连接，所述升降驱动机构由带轮输送机构构成，该带轮输送机构为两组，两组带轮输送机构分别对称地设置在所述竖直固定架上，每组带轮输送机构上的固定板分别安装在升降移动架的两端。工作时，两组带轮输送机构同步地驱动升降移动架作升降运动来带动位于升降移动架上的水平搬运驱动机构、伸缩驱动机构、夹持驱动机构、夹持件一起作竖向运动，从而实现夹持件在竖向方向上的驱动。

优选地，所述信息读取模块由扫描器构成。使用时，该扫描器能够通过对图书上的条形码或二维码的扫描来完成图书信息数据的获取，并将获取的信息数据传输给控制系统来完成后续的处理。

一种应用上述智能书柜实现的图书存取方法，包括存书步骤和取书步骤，其中，存书步骤为：通过操作控制面板启动存书任务；将图书放置在信息读取模块处；信息读取模块对图书的信息进行读取，并将读取的数据同步地传输至控制系统；将完成读取后的图书放置在存书交接箱内进行暂存；控制系统控制中的中转搬运机构开始进行存书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至存书交接箱位置处；伸缩驱动机构驱动夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动夹持件连同两个夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至控制系统指定的书架上的书架位置处(每个书夹对应一个存书位置，控制系统能够在读取图书的信息后，根据图书的类别，如图书种类、厚度等自动地为图书分配存书位置)；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动两个夹持件作收缩运动离开书夹，从而完成该本图书的存书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本待存图书存入到书架上；

取书步骤为：通过操作控制面板向控制面板输入上待取的图书信息，启动取书任务；控制系统控制中转搬运机构开始进行取书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，在控制系统的控制下运动至驱动夹持件运动至目标图书所在的存储位置处，伸缩驱动机构驱动两个夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动两个夹持件以及夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动两个夹持件连同两个夹持件间的图书运动至位于取书口的取书交接箱内；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动夹持件作收缩运动离开书夹，用户从取书交接箱中将图书取出，从而完成该本图书的取书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本目标图书从书架上取出。

本发明的工作原理是：

本发明的智能书柜能够自动完成存书任务和取书任务，其中，存书任务的流程为：通过操作控制面板启动存书任务；将图书放置在信息读取模块处；信息读取模块对图书的信息进行读取，并将读取的数据同步地传输至控制系统；将完成读取后的图书放置在存书交接箱内进行暂存；控制系统控制中转搬运机构开始进行存书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至存书交接箱位置处；伸缩驱动机构驱动夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动夹持件连同两个夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至控制系统指定的书架上的书架位置处(每个书夹对应一个存书位置，控制系统能够在读取图书的信息后，根据图书的类别，如图书种类、厚度等自动地为图书分配存书位置)；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动两个夹持件作收缩运动离开书夹，从而完成该本图书的存书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本待存图书存入到书架上。

取书任务的流程为：通过操作控制面板向控制面板输入上待取的图书信息，启动取书任务；控制系统控制中转搬运机构开始进行取书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，在控制系统的控制下运动至驱动夹持件运动至目标图书所在的存储位置处，伸缩驱动机构驱动两个夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动两个夹持件以及夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动两个夹持件连同两个夹持件间的图书运动至位于取书口的取书交接箱内；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动夹持件作收缩运动离开书夹，用户从取书交接箱中将图书取出，从而完成该本图书的取书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本目标图书从书架上取出。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的具有自动存取功能的智能书柜在存书时，能够根据系统的分配，快速地将该图书存放到指定的书夹内进行存放，从而省去了图书管理员在存书时所消耗的大量的人力物力，因此在存书时具有省时省力的优点；且由于存放中控制系统已将图书的书名等特征信息与存放书夹的位置完成了匹配与记录，因此为后续快速、定点的取书任务作好了充分准备。

2、本发明的具有自动存取功能的智能书柜在取书时，只需要用户在控制面板上输入图书信息就能够自动地将图书从书架上取出并送至取书交接箱内，从而使得用户不需要在书架上挨个查找就能够立即获取所需图书，因此取书操作简单便捷、省时省力，从而提高了图书的管理和服务水平。

3、本发明的具有自动存取功能的智能书柜上的伸缩驱动机构、水平搬运驱动机构以及竖向搬运驱动机构组成了立体空间的驱动机构，使用时能够适应不同形式排列组合的书夹来完成完成图书在空间上任意两点的之间的搬运任务，因此具有搬运精准度高、搬运使用范围广的优点。

附图说明

图1为本发明的一种具有自动存取功能的智能书柜的一个具体实施方式的立体结构示意图。

图2为图1所示的智能书柜的内部结构图。

图3为图2所示的智能书柜内部结构图的另一视角图。

图4为图3所示的智能书柜内部结构图中的中转搬运机构的结构示意图。

图5为图4中I处的局部放大图。

图6为图4所示的中转搬运机构中夹持件的立体结构示意图。

图7为图2智能书柜内部结构图中书架的结构示意图。

图8为图7的II处的局部放大图。

外罩1、存书口1-1、取书口2、控制面板3、书架4、推送口4-1、中转搬运机构5、存书交接箱6、取书交接箱7、书夹8、夹持定位板8-1、弹簧8-2、夹持件9、夹持驱动机构10、伸缩驱动机构11、水平搬运驱动机构12、竖向搬运驱动机构13、辅助搬运机构14、导向杆15、图书16、推杆17、第一电机18、竖直固定架19、升降移动架20。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图6，本发明的一种具有自动存取功能的智能书柜的外罩1上设有存书口1-1、取书口2以及控制面板3，智能书柜内设有书架4和设置在书架4一侧用于对图书16进行搬运的中转搬运机构5，其中，所述存书口1-1处设有用于对图书信息进行读取与记录的信息读取模块和用于在搬运前对待存图书16进行暂时存放的存书交接箱6，所述取书口2处设有用于放置取出后的图书16的取书交接箱7；所述书架4为多层，每层书架4内排列有多个书夹8；所述中转搬运机构5包括两个相对设置的夹持件9、用于驱动夹持件9对图书16进行夹持的夹持驱动机构10、用于驱动夹持件9作伸缩存取书运动的伸缩驱动机构11、用于驱动夹持件9作水平方向的图书16搬运动作的水平搬运驱动机构12以及用于驱动夹持件9作竖向方向的图书16搬运动作的竖向搬运驱动机构13；所述控制面板3、信息读取模块以及中转搬运机构5均与智能书柜的控制系统连接。

参见图1，所述存书口1-1和取书口2分别设置在书柜的两端。这样设置的好处在于，通过将取书口2和存书口1-1分开设置后，在取书和存书时，存书人群和取书人群能够分开来排队，从而使得存书和取书任务能够更加有序地进行。

参见图2、图3和图8，所述书架4上设有用于将图书16推送至取书交接箱7内的推送口4-1，该推送口4-1设置在书架4的中心位置处，所述取书交接箱7设置在推送口4-1的一侧，取书交接箱7上还设有用于驱动取书交接箱7从所述推送口4-1的对应位置处运动至取书口2处的辅助搬运机构14。工作时，取书任务分步动作，先由夹持件9将图书16从书夹8中取出，通过推送口4-1转移推送至取书交接箱7中，然后再由辅助搬运机构14将其搬运至取书口2位置处。这样设置的好处在于，通过辅助搬运机构14的配合工作来完成取书任务的方式能够使得辅助搬运机构14在进行该本图书16搬运的同时，中转搬运机构5能够进行下一本图书16的存取转移任务，从而提高了搬运效率；此外，相对于将推送口4-1设置在边角位置处而言，将所述推送口4-1设置在书架4的中心位置处能够缩短书架4上的图书16到推书口的平均距离，从而进一步地缩短了搬书时间，提高了搬书效率。所述辅助搬运机构14由带轮输送机构或丝杆传动机构构成。

参见图7和图8，位于同一层书架4上的多个书夹8之间通过导向杆15之间串联起来，每个书夹8包括上下两对夹持定位板组，每对夹持定位板组组包括两块相对设置的夹持定位板8-1和设置在两块夹持定位板8-1外侧的弹簧8-2，其中，两块夹持定位板8-1的一端向外侧张开，组合在一起形成开口逐渐减小的书夹进口，所述弹簧8-2的弹力促使两块夹持板作相互靠近运动。这样设置的目的在于，一方面，将书夹8设置为上下两对夹持定位板8-1板组的结构后，上下两对板组之间形成了夹持件9的输送通道，夹持件9能够通过该通道进行图书16的存取任务，从而避免了书夹8与夹持件9接触而对图书16存取任务造成阻碍；另一方面，现有的书架4都是采用梳格的方式来存书，由于梳格尺寸固定，因此不能够对图书16进行固定，因此定位效果不好，一旦书架4出现倾斜、侧翻等情况，图书16将会散落一地；而本方案采用书夹8的方式对图书16进行夹持固定，能够使得图书16存入到书夹8内后始终受到书夹8的夹持作用，因此定位效果更好，且书夹8上设置的开口逐渐减小的书夹进口能够图书16的进入起到导向作用，从而保证图书16能够顺利地被存入到书夹8中。

参见图2和图6，所述安装板上还设有用于将图书16从推送口4-1推送至取书交接箱7内的推书机构，该推书机构包括推杆17以及用于驱动推杆17作伸缩推书运动的第一电机18，其中，所述推杆17由T型件构成，该T型件的顶面构成推书面，T型件的侧面上设有齿条，T型件与所述固定板之间设有第一滑动导轨副，所述第一电机18的电机轴上与齿条配合地设有齿轮。工作时，取书交接箱7先运动至推送口4-1的一侧，然后第一电机18驱动齿轮转动来带动推杆17作伸出运动，将图书16从书架4上的推送口4-1推送至取出交接箱中，从而完成图书16在推送口4-1与取出交接箱之间的转接任务。这样设置的目的在于，由于夹持件9的体积较大，且推书所需的行程长，因此若利用夹持件9将完成上述图书16转接任务时，需要设置较大尺寸的推送口4-1和较长行程的夹持件9才能完成，从而导致书架4空间的浪费和驱动负载的增加，而设置上述T型推杆17来完成推书任务后，由于T型推杆17的体积小、行程长，因此既能够大大地减小推送口4-1的尺寸，节省推送空间，又能够通过利用T型推杆17的T型面与图书16的侧面充分接触的方式对图书16施加均匀的推送力，从而提高了推送效果。

参见图6，所述夹持件9包括两块相对设置的夹持板和两件交叉设置的驱动曲柄，其中，两件曲柄的交叉处活动铰接，两件曲柄的一端分别与两块夹持板固定连接，另一端分别通过铰接杆与夹持驱动机构10铰接。工作时，夹持驱动机构10通过推动或拉动铰接杆运动来带动两件曲柄绕着交叉的活动铰接处转动，转动中通过带动两块夹持板作相互靠近运动来实现对图书16的夹持，通过带动两块夹持板作相互远离运动将图书16松开。所述夹持驱动机构10由电机和丝杆传动机构构成，其中，电机与丝杆传动机构中的丝杆之间通过联轴器连接，丝杆传动机构中的丝杆螺母与所述铰接杆铰接。工作时，电机通过带动丝杆转动来带动丝杆螺母前后运动，该运动会推动或拉动铰接杆运动，从而实现对夹持件9的驱动。

参见图2-图5，所述中转搬运机构5设置在固定架上，该固定架包括设置在两端的竖直固定架19和位于两个竖直固定架19之间的升降移动架20；所述水平搬运驱动机构12设置在升降移动架20上，包括主动带轮、从动带轮、传送带、安装在传送带上的驱动块以及用于驱动主动带轮转动的第二电机，其中，所述夹持件9和夹持驱动机构10设置在固定板上，该固定板的一端与所述驱动块连接，固定板的另一端与升降移动架20之间还设有用于对固定板的水平运动进行导向和润滑的第二滑动导轨副。工作时，第二电机带动主动带轮、传送带、驱动块以及固定板转动，进而带动固定板上的夹持件9以及伸缩驱动机构11一起作水平运动来实现夹持件9水平方向上的驱动。此外，所述水平搬运驱动机构12还可以由丝杆传动机构构成。所述升降固定架的两端与竖直固定架19之间分别通过第三滑动导轨副连接，所述升降驱动机构由带轮输送机构构成，该带轮输送机构为两组，两组带轮输送机构分别对称地设置在所述竖直固定架19上，每组带轮输送机构上的固定板分别安装在升降移动架20的两端。工作时，两组带轮输送机构同步地驱动升降移动架20作升降运动来带动位于升降移动架20上的水平搬运驱动机构12、伸缩驱动机构11、夹持驱动机构10、夹持件9一起作竖向运动，从而实现夹持件9在竖向方向上的驱动。

所述信息读取模块由扫描器构成。使用时，该扫描器能够通过对图书16上的条形码或二维码的扫描来完成图书信息数据的获取，并将获取的信息数据传输给控制系统来完成后续的处理。

本发明的一种应用上述智能书柜实现的图书存取方法，包括存书步骤和取书步骤，其中，存书步骤为：

通过操作控制面板3启动存书任务；将图书16放置在信息读取模块处；信息读取模块对图书16的信息进行读取，并将读取的数据同步地传输至控制系统；将完成读取后的图书16放置在存书交接箱6内进行暂存；控制系统控制中的中转搬运机构5开始进行存书动作；中转搬运机构5中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件9运动至存书交接箱6位置处；伸缩驱动机构11驱动夹持件9作伸出运动至待取图书16的两侧；夹持驱动机构10驱动两个夹持件9作相互靠近运动对图书16进行夹持固定；伸缩驱动机构11驱动夹持件9连同两个夹持件9间的图书16一起作收缩运动离开书夹8；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件9运动至控制系统指定的书架4上的书架4位置处(每个书夹8对应一个存书位置，控制系统能够在读取图书16的信息后，根据图书16的类别，如图书16种类、厚度等自动地为图书16分配存书位置)；夹持驱动机构10驱动两个夹持件9作相互远离运动将图书16释放；伸缩驱动机构11驱动两个夹持件9作收缩运动离开书夹8，从而完成该本图书16的存书任务；中转搬运机构5重复上述动作，根据需求将多本待存图书16存入到书架4上；

取书步骤为：通过操作控制面板3向控制面板3输入上待取的图书信息，启动取书任务；控制系统控制中转搬运机构5开始进行取书动作；中转搬运机构5中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，在控制系统的控制下运动至驱动夹持件9运动至目标图书16所在的存储位置处，伸缩驱动机构11驱动两个夹持件9作伸出运动至待取图书16的两侧；夹持驱动机构10驱动两个夹持件9作相互靠近运动对图书16进行夹持固定；伸缩驱动机构11驱动两个夹持件9以及夹持件9间的图书16一起作收缩运动离开书夹8；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动两个夹持件9连同两个夹持件9间的图书16运动至位于取书口2的取书交接箱7内；夹持驱动机构10驱动两个夹持件9作相互远离运动将图书16释放；伸缩驱动机构11驱动夹持件9作收缩运动离开书夹8，用户从取书交接箱7中将图书16取出，从而完成该本图书16的取书任务；中转搬运机构5重复上述动作，根据需求将多本目标图书16从书架4上取出。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种具有自动存取功能的智能书柜，其特征在于，智能书柜上设有存书口、取书口以及控制面板，智能书柜内设有书架和设置在书架一侧用于对图书进行搬运的中转搬运机构，其中，所述存书口处设有用于对图书信息进行读取与记录的信息读取模块和用于在搬运前对待存图书进行暂时存放的存书交接箱，所述取书口处设有用于容纳取出后的图书的取书交接箱；所述书架为多层，每层书架内排列有多个书夹；所述中转搬运机构包括两个相对设置的夹持件、用于驱动夹持件对图书进行夹持的夹持驱动机构、用于驱动夹持件作伸缩存取书运动的伸缩驱动机构、用于驱动夹持件作水平方向的图书搬运动作的水平搬运驱动机构以及用于驱动夹持件作竖向方向的图书搬运动作的竖向搬运驱动机构；所述控制面板、信息读取模块以及中转搬运机构均与智能书柜的控制系统连接；

所述存书口和取书口分别设置在书柜的两端；

所述书架上设有用于将图书推送至取书交接箱内的推送口，该推送口设置在书架的中心位置处，所述取书交接箱设置在推送口的一侧，取书交接箱上还设有用于驱动取书交接箱从所述推送口的对应位置处运动至取书口处的辅助搬运机构；

安装板上还设有用于将图书从推送口推送至取书交接箱内的推书机构，该推书机构包括推杆以及用于驱动推杆作伸缩推书运动的第一电机，其中，所述推杆由T型件构成，该T型件的顶面构成推书面，T型件的侧面上设有齿条，T型件与固定板之间设有第一滑动导轨副，所述第一电机的电机轴上与齿条配合地设有齿轮；

位于同一层书架上的多个书夹之间通过导向杆之间串联起来，每个书夹包括上下两对夹持定位板组，每对夹持定位板组组包括两块相对设置的夹持定位板和设置在两块夹持定位板外侧的弹簧，其中，两块夹持定位板的一端向外侧张开，组合在一起形成开口逐渐减小的书夹进口，所述弹簧的弹力促使两块夹持板作相互靠近运动；

所述夹持件包括两块相对设置的夹持板和两件交叉设置的驱动曲柄，其中，两件曲柄的交叉处活动铰接，两件曲柄的一端分别与两块夹持板固定连接，另一端分别通过铰接杆与夹持驱动机构铰接；

所述夹持驱动机构由电机和丝杆传动机构构成，其中，电机与丝杆传动机构中的丝杆之间通过联轴器连接，丝杆传动机构中的丝杆螺母与所述铰接杆铰接；

所述中转搬运机构设置在固定架上，该固定架包括设置在两端的竖直固定架和位于两个竖直固定架之间的升降移动架；所述水平搬运驱动机构设置在升降移动架上，包括主动带轮、从动带轮、传送带、安装在传送带上的驱动块以及用于驱动主动带轮转动的第二电机，其中，所述夹持件和夹持驱动机构设置在固定板上，该固定板的一端与所述驱动块连接，固定板的另一端与升降移动架之间还设有用于对固定板的水平运动进行导向和润滑的第二滑动导轨副。

2.根据权利要求1所述的具有自动存取功能的智能书柜，其特征在于，升降固定架的两端与竖直固定架之间分别通过第三滑动导轨副连接，升降驱动机构由带轮输送机构构成，该带轮输送机构为两组，两组带轮输送机构分别对称地设置在所述竖直固定架上，每组带轮输送机构上的固定板分别安装在升降移动架的两端。

3.一种应用权利要求1-2任一项所述的智能书柜实现的图书存取方法，其特征在于，包括存书步骤和取书步骤，其中，存书步骤为：通过操作控制面板启动存书任务；将图书放置在信息读取模块处；信息读取模块对图书的信息进行读取，并将读取的数据同步地传输至控制系统；将完成读取后的图书放置在存书交接箱内进行暂存；控制系统控制中的中转搬运机构开始进行存书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至存书交接箱位置处；伸缩驱动机构驱动夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动夹持件连同两个夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动夹持件运动至控制系统指定的书架上的书架位置处；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动两个夹持件作收缩运动离开书夹，从而完成该本图书的存书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本待存图书存入到书架上；

取书步骤为：通过操作控制面板向控制面板输入上待取的图书信息，启动取书任务；控制系统控制中转搬运机构开始进行取书动作；中转搬运机构中的水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，在控制系统的控制下运动至驱动夹持件运动至目标图书所在的存储位置处，伸缩驱动机构驱动两个夹持件作伸出运动至待取图书的两侧；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互靠近运动对图书进行夹持固定；伸缩驱动机构驱动两个夹持件以及夹持件间的图书一起作收缩运动离开书夹；水平驱动机构、升降驱动机构相互配合，驱动两个夹持件连同两个夹持件间的图书运动至位于取书口的取书交接箱内；夹持驱动机构驱动两个夹持件作相互远离运动将图书释放；伸缩驱动机构驱动夹持件作收缩运动离开书夹，用户从取书交接箱中将图书取出，从而完成该本图书的取书任务；中转搬运机构重复上述动作，根据需求将多本目标图书从书架上取出。

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