CN110561380A - 一种图书管理机器人的工作方法 - Google Patents

Abstract

一种图书管理机器人的工作方法，所述的图书管理机器人包括车体、行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构和拨片机构，车体的上表面前侧部设置有书箱，转盘机构滑动连接在车体的上表面后侧部，升降机构的下端滑动连接在转盘机构上，夹持机构和拨片机构均安装在升降机构上，书箱内设有书夹调节机构，车体的底部前侧设置有避障传感器，车体上设置有蓄电池和控制器，蓄电池分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构、避障传感器和控制器电连接，控制器分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构和避障传感器信号连接。本发明具有设计科学、移动灵活、操作稳定、自动化程度高的优点。

Description

一种图书管理机器人的工作方法

技术领域

本发明涉及图书管理技术领域，具体的说，涉及一种图书管理机器人的工作方法。

背景技术

图书馆中的图书分类繁多，特别是高校中的图书馆每天均有大量的图书借出和归还，为了及时管理图书以便他人再次借阅图书，图书馆工作人员每天必须花费大量时间和精力用于分类、整理、上下架和搬运等单调且重复性的工作。这对图书馆的工作人员来说无疑是一个很大的负担，全手工操作，不仅工作量大，而且效率较低。人力对图书整理具有滞后性，大大的降低了图书馆运行的效率，图书馆的书籍不能够时时保持整齐，不利于读者对图书馆藏书的检索、阅读以及保证书籍与其登记位置的对应统一。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种图书管理机器人的工作方法，本发明的图书管理机器人具有设计科学、移动灵活、操作稳定、自动化程度高的优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种图书管理机器人的工作方法，所述的图书管理机器人包括车体、行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构和拨片机构，车体的上表面前侧部设置有沿左右方向布置的书箱，行走机构安装在车体的底部，转盘机构沿左右方向滑动连接在车体的上表面后侧部，升降机构的下端沿转盘机构的径向方向滑动连接在转盘机构上，夹持机构和拨片机构均安装在升降机构上并在升降机构上竖向移动，书箱的后侧敞口，书箱内设有书夹调节机构，车体的底部前侧设置有避障传感器，车体上设置有蓄电池和控制器，蓄电池分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构、避障传感器和控制器电连接，控制器分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构和避障传感器信号连接；

所述的工作方法包括以下步骤：

（1）、将需要归类返还的图书放置在书箱内，转盘机构带动夹持机构和拨片机构旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱，夹持机构扫描第一本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧；

（2）、夹持机构将上述的第一本图书从书箱中取出，拨片机构将书柜上排列的其他图书拨开，夹持机构再将所夹持的图书放置到书柜上被拨片拨开的位置；

（3）、转盘机构带动夹持机构和拨片机构再旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱，夹持机构扫描书箱内第二本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧，夹持机构从书箱中取出第二本图书并将所夹持的图书放置在对应的书柜上；

（4）、重复步骤（2）和（3），如此继续将书箱中所有图书一个一个归类放置在所对应的书柜上。

车体包括底盘和盖板，底盘为上侧敞口的中空箱体结构，盖板覆盖安装在底盘上部，避障传感器安装在底盘的前侧面中部，底盘的前侧左右两侧部分别通过竖向铰链对称铰接有摆动支架，底盘的前侧左右两侧板上均开设有左右通透且位于摆动支架后方的缺口，书箱固定连接在盖板的上表面前侧部，盖板的上表面后侧部沿左右方向水平设置有基座，基座的上表面沿左右方向水平设置有两条导轨，两条导轨前后并排间隔设置，基座的上表面左侧部固定安装有第一驱动电机，基座的上表面转动安装有沿左右方向水平设置的第一传动丝杠，第一驱动电机和第一传动丝杠均位于两条导轨中间，第一驱动电机的动力输出轴与第一传动丝杠的左端传动连接；

行走机构包括两个前轮、驱动轴、两个后轮、第二驱动电机、水平齿条、转向电机、转向轴和转向齿轮，两个前轮分别转动安装在两个摆动支架上，驱动轴沿左右方向水平转动安装在底盘的后侧部，驱动轴的左右两端分别位于底盘的左右两侧，两个后轮分别固定安装在驱动轴的左右两端，第二驱动电机固定安装在底盘内部上表面后侧部，第二驱动电机的动力输出轴通过带传动机构与驱动轴传动连接，水平齿条沿左右方向水平穿过两个缺口，水平齿条的左右两端分别铰接在两个摆动支架的后侧部，转向电机固定安装在底盘内部上表面前侧部，转向轴沿前后方向水平设置，转向轴的后端与转向电机的前侧动力输出轴固定连接，转向齿轮固定连接在转向轴的前端，转向齿轮和水平齿条啮合；

蓄电池分别与第一驱动电机、第二驱动电机和转向电机电连接，控制器分别与第一驱动电机、第二驱动电机和转向电机信号连接。

转盘机构包括水平滑板、旋转电机和转动圆盘，水平滑板的底部四周固定连接有分别滑动连接在两条导轨上的第一滑块，水平滑板的底部中心设有凸块，第一传动丝杠穿过凸块并与凸块螺纹传动连接，旋转电机竖向固定安装在水平滑板的上表面中部，转动圆盘的下表面中心与旋转电机的上侧中心转轴同轴传动连接，转动圆盘的下表面设有与水平滑板的上表面滑动接触的环形支撑凸台，旋转电机位于环形支撑凸台的内部，旋转电机、转动圆盘和环形支撑凸台的中心线重合，转动圆盘的上表面沿径向开设有滑动长槽，滑动长槽的一侧固定安装有横移电机，滑动长槽内中部沿长度方向转动安装有一根水平设置的第二传动丝杠，横移电机的转轴传动连接第二传动丝杠；蓄电池分别与旋转电机和横移电机电连接，控制器分别与旋转电机和横移电机信号连接。

升降机构包括第二滑块、水平支撑板、第三传动丝杠、第一导向杆、第三驱动电机、第四传动丝杠、第二导向杆和第四驱动电机，第二滑块滑动设置在滑动长槽内，第二传动丝杠穿过第二滑块并与第二滑块螺纹传动连接，第三传动丝杠、第一导向杆、第四传动丝杠和第二导向杆均竖向设置，第一导向杆和第二导向杆的下端均固定连接在第二滑块的上表面，水平支撑板的下表面固定连接在第一导向杆和第二导向杆的上端，第三传动丝杠和第四传动丝杠的下端均转动连接在第二滑块的上表面，第三传动丝杠和第四传动丝杠的上端均转动连接在水平支撑板的下表面，第三驱动电机和第四驱动电机均固定安装在水平支撑板的上表面，第三驱动电机的转轴竖向穿过水平支撑板并与第三传动丝杠的上端传动连接，第四驱动电机的转轴竖向穿过水平支撑板并与第四传动丝杠的上端传动连接，第三传动丝杠和第一导向杆自后向前沿滑动长槽的长度方向间隔布置，第四传动丝杠和第二导向杆自左向右沿滑动长槽的宽度方向间隔布置，第四传动丝杠和第二导向杆位于第一导向杆的前侧，水平支撑板上表面固定连接有罩在第三驱动电机和第四驱动电机外侧的机壳，机壳的顶部设有第一扫码仪；蓄电池分别与第三驱动电机、第四驱动电机和第一扫码仪电连接，控制器分别与第三驱动电机、第四驱动电机和第一扫码仪信号连接。

夹持机构包括第一U型连接板、第一双向丝杠、两根第三导向杆、第五驱动电机、两块导向板和两块夹板，第一U型连接板的上侧、下侧和后侧均敞口，第一U型连接板的前侧板前侧面中部固定连接有一块水平连接板，第三传动丝杠和第一导向杆均垂直穿过水平连接板，水平连接板和第三传动丝杠螺纹传动连接，水平连接板和第一导向杆滑动连接，第一双向丝杠和两根第三导向杆均沿左右方向水平设置且位于同一水平面上，第一双向丝杠的左右两端分别转动安装在第一U型连接板的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠的右端垂直穿过第一U型连接板的右侧板，两根第三导向杆的左右两端分别固定连接在第一U型连接板的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠位于两根第三导向杆的中间，第五驱动电机沿左右方向水平固定连接在第一U型连接板的右侧板左侧面上，第五驱动电机的转轴垂直穿过第一U型连接板的右侧板，第五驱动电机的转轴右端和第一双向丝杠的右端之间通过带传动机构传动连接，第一双向丝杠的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第一双向丝杠的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块导向板的结构相同且左右对称设置，两块夹板的结构相同且左右对称设置，两块导向板和两块夹板均沿前后方向竖向设置，第一双向丝杠和两根第三导向杆均垂直穿过两块导向板，左侧的导向板和第一双向丝杠的左侧部螺纹传动连接，左侧的导向板和两根第三导向杆的左侧部滑动连接，左侧的导向板的后端和左侧的夹板前端固定连接，左侧的夹板的后侧边上侧部设有第二扫描仪；蓄电池分别与第五驱动电机和第二扫描仪电连接，控制器分别与第五驱动电机和第二扫描仪信号连接。

拨片机构包括第二U型连接板、第二双向丝杠、第六驱动电机、两块第三滑块、两根电动液压杆和两块拨片，第二U型连接板的上侧、前侧和后侧均敞口，第四传动丝杠和第二导向杆均垂直穿过第二U型连接板的下侧板，第二U型连接板的下侧板和第四传动丝杠螺纹传动连接，第二U型连接板的下侧板和第二导向杆滑动连接，第二双向丝杠沿左右方向水平设置，第二双向丝杠的左右两端分别转动安装在第二U型连接板的左侧板和右侧板上，第六驱动电机沿左右方向水平固定连接在第二U型连接板的右侧板右侧面上，第六驱动电机的转轴和第二双向丝杠的右端传动连接，第二双向丝杠位于第四传动丝杠和第二导向杆的前侧，第二双向丝杠的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第二双向丝杠的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块第三滑块的结构相同且左右对称设置，两块第三滑块的底部均滑动连接在第二U型连接板的下侧板上表面上，第二双向丝杠垂直穿过两块第三滑块，左侧的第三滑块和第二双向丝杠的左侧部螺纹传动连接，右侧的第三滑块和第二双向丝杠的右侧部螺纹传动连接，两根电动液压杆均沿前后方向水平设置，两根电动液压杆的缸体前端分别固定连接在两块第三滑块的后侧面上，两根电动液压杆的活塞杆后端均固定连接有一根沿左右方向水平设置的连接杆，两块拨片结构相同且左右对称设置，两块拨片均沿前后方向竖向设置，左侧的拨片的前侧边中部固定连接在左侧的连接杆的右端部，右侧的拨片的前侧边中部固定连接在右侧的连接杆的右端部，第三传动丝杠、第一导向杆、第四传动丝杠和第二导向杆均位于两根电动液压杆的中间；蓄电池分别与第六驱动电机和两根电动液压杆电连接，控制器分别与第六驱动电机和两根电动液压杆信号连接。

书箱内中部下侧固定连接有三块沿左右方向水平设置的图书放置板，三块图书放置板位于同一水平面上且前后间隔设置，相邻两块图书放置板之间形成第一导向长孔，书箱的顶板上沿左右方向开设有两个上下通透的第二导向长孔，两个第二导向长孔和两个第一导向长孔上下一一对应，书夹调节机构包括第七驱动电机、第五传动丝杠、第四导向杆和C型压板，第七驱动电机固定安装在书箱内底面左侧部，第五传动丝杠和第四导向杆均沿左右方向水平设置，第七驱动电机、第五传动丝杠和第四导向杆均位于三块图书放置板的下方，第五传动丝杠的左端和第七驱动电机的转轴右端固定连接，第五传动丝杠的右端转动安装在书箱的右侧板下侧部，C型压板沿前后方向竖向设置，C型压板的豁口朝上，C型压板的前后两侧板分别穿过两个第一导向长孔且对应插入到两个第二导向长孔中，第五传动丝杠和第四导向杆均垂直穿过C型压板的下侧部，C型压板的下侧部和第五传动丝杠螺纹传动连接，C型压板的下侧部和第四导向杆滑动连接，书箱的右侧板左侧面中部设有位于三块图书放置板上方的压力传感器；蓄电池分别与第七驱动电机和压力传感器电连接，控制器分别与第七驱动电机和压力传感器信号连接。

步骤（1）具体为：将需要归类返还的图书放置在书箱内的三块图书放置板上， C型压板的右侧面压紧在最左侧的第一本图书的左侧使各本图书左右排列整齐，根据压力传感器的检测信号控制第七驱动电机的转动，进而控制C型压板的向右进给量；

控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面转动180°，从而使两块夹板和两块拨片均朝向前方正对书箱，旋转电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书箱中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机转动，第一驱动电机驱动第一传动丝杠转动，第一传动丝杠驱动水平滑板左右移动，进而驱动两块夹板左右移动，使两块夹板移动至书箱中左侧的第一本图书的正后方，第二扫描仪正对第一本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第一本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机转动，第二驱动电机通过带传动机构传动驱动轴转动，驱动轴带动两个后轮转动，进而两个后轮带动车体行走，同时控制器控制转向电机转动，转向电机驱动转向轴转动，转向轴带动转向齿轮转动，转向齿轮驱动水平齿条左右移动，水平齿条驱动两个摆动支架同步摆动，进而控制两个前轮左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮和两个前轮的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机停止转动，使车体停止移动。

步骤（2）具体为：控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板分别位于第一本图书的左右两侧，控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，则两块夹板向前移动插在第一本图书的左右两侧，进而使第一本图书夹在两块夹板之间，控制器控制第五驱动电机反向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠反向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向中心移动，进而使两块夹板夹紧第一本图书，控制器控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将第一本图书从书箱中取出，则压力传感器检测到压力变小，控制器根据压力传感器的信号控制第七驱动电机转动，第七驱动电机传动第五传动丝杠转动，第五传动丝杠驱动C型压板向右移动，C型压板压紧第二本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器检测的压力值达到规定值，第七驱动电机即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面再次转动180°，从而使两块夹板和两块拨片朝向后方均正对书柜，旋转电机停止转动；

初始时两块拨片相互贴合，两根电动液压杆处于收缩状态，控制器控制第四驱动电机转动，第四驱动电机驱动第四传动丝杠转动，第四传动丝杠驱动第二U型连接板在第二导向杆上竖向移动，使两块拨片上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆的活塞杆伸展，使两块拨片向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机正向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠正向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆带动两块拨片向左右两侧移动，两块拨片将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆的活塞杆收缩，将两块拨片从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机反向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠反向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向中心移动，则两块拨片靠拢直至相互贴合，第六驱动电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书柜中被两块拨片拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将所夹持的第一本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板将第一本图书松开为止，控制器再控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，使两块夹板向前移动从书柜的图书中抽出。

步骤（3）具体为：控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面继续转动180°，从而使两块夹板和两块拨片均朝向前方正对书箱，旋转电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书箱中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机转动，第一驱动电机驱动第一传动丝杠转动，第一传动丝杠驱动水平滑板左右移动，进而驱动两块夹板左右移动，使两块夹板移动至书箱中左侧的第二本图书的正后方，第二扫描仪正对第二本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第二本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机转动，第二驱动电机通过带传动机构传动驱动轴转动，驱动轴带动两个后轮转动，进而两个后轮带动车体行走，同时控制器控制转向电机转动，转向电机驱动转向轴转动，转向轴带动转向齿轮转动，转向齿轮驱动水平齿条左右移动，水平齿条驱动两个摆动支架同步摆动，进而控制两个前轮左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮和两个前轮的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机停止转动，使车体停止移动；

控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板分别位于第二本图书的左右两侧，控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，则两块夹板向前移动插在第二本图书的左右两侧，进而使第二本图书夹在两块夹板之间，控制器控制第五驱动电机反向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠反向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向中心移动，进而使两块夹板夹紧第二本图书，控制器控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将第二本图书从书箱中取出，则压力传感器检测到压力变小，控制器根据压力传感器的信号控制第七驱动电机转动，第七驱动电机传动第五传动丝杠转动，第五传动丝杠驱动C型压板向右移动，C型压板压紧第三本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器检测的压力值达到规定值，第七驱动电机即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面再次转动180°，从而使两块夹板和两块拨片朝向后方均正对书柜，旋转电机停止转动；

之后控制器控制第四驱动电机转动，第四驱动电机驱动第四传动丝杠转动，第四传动丝杠驱动第二U型连接板在第二导向杆上竖向移动，使两块拨片上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆的活塞杆伸展，使两块拨片向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机正向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠正向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆带动两块拨片向左右两侧移动，两块拨片将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆的活塞杆收缩，将两块拨片从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机反向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠反向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向中心移动，则两块拨片靠拢直至相互贴合，第六驱动电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书柜中被两块拨片拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将所夹持的第二本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板将第二本图书松开为止，控制器再控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，使两块夹板向前移动从书柜的图书中抽出。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明的两个后轮在第二驱动电机的驱动下能够驱动车体移动，两个前轮在转向电机、水平齿条、转向电机和转向齿轮的作用下能够左右摆动，实现车体的转向，夹持机构和拨片机构能够进行左右、上下和旋转运动，待整理的图书放置在书箱中方便转运，避障传感器能够感应障碍物和行人，存放图书时，夹板上的第二扫描仪可以扫描图书后侧书脊上的条形码进而找到相应的书柜，根据第一扫描仪扫描书柜上的条形码可以确定找到相应的书柜，放置时，两块拨片先将书柜上的书拨开，然后两块夹板将图书夹住放置到相应被拨片拨开的位置，书箱中的图书被取出后，第七驱动电机传动第五传动丝杠转动，第五传动丝杠传动C型压板移动将剩余的图书夹紧；本发明设计科学、移动灵活、操作稳定、自动化程度高。

附图说明

图1是本发明的立体图一。

图2是本发明的立体图二。

图3是本发明中行走机构结构示意图。

图4是本发明的左视图。

图5是本发明的俯视图。

图6是本发明中书箱和车体部分的后视图。

图7是图4中A-A向局部剖视图。

图8是图4中B-B向局部剖视图。

图9是图1中C处局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图9所示，一种图书管理机器人的工作方法，所述的图书管理机器人包括车体、行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构和拨片机构，车体的上表面前侧部设置有沿左右方向布置的书箱1，行走机构安装在车体的底部，转盘机构沿左右方向滑动连接在车体的上表面后侧部，升降机构的下端沿转盘机构的径向方向滑动连接在转盘机构上，夹持机构和拨片机构均安装在升降机构上并在升降机构上竖向移动，书箱1的后侧敞口，书箱1内设有书夹调节机构，车体的底部前侧设置有避障传感器61，车体上设置有蓄电池和控制器，蓄电池分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构、避障传感器61和控制器电连接，控制器分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构和避障传感器61信号连接；

所述的工作方法包括以下步骤：

（1）、将需要归类返还的图书放置在书箱1内，转盘机构带动夹持机构和拨片机构旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱1，夹持机构扫描第一本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧；

（2）、夹持机构将上述的第一本图书从书箱1中取出，拨片机构将书柜上排列的其他图书拨开，夹持机构再将所夹持的图书放置到书柜上被拨片拨开的位置；

（3）、转盘机构带动夹持机构和拨片机构再旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱1，夹持机构扫描书箱1内第二本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧，夹持机构从书箱1中取出第二本图书并将所夹持的图书放置在对应的书柜上；

（4）、重复步骤（2）和（3），如此继续将书箱1中所有图书一个一个归类放置在所对应的书柜上。蓄电池和控制器图中未示。

车体包括底盘2和盖板3，底盘2为上侧敞口的中空箱体结构，盖板3覆盖安装在底盘2上部，避障传感器61安装在底盘2的前侧面中部，底盘2的前侧左右两侧部分别通过竖向铰链对称铰接有摆动支架4，底盘2的前侧左右两侧板上均开设有左右通透且位于摆动支架4后方的缺口5，书箱1固定连接在盖板3的上表面前侧部，盖板3的上表面后侧部沿左右方向水平设置有基座6，基座6的上表面沿左右方向水平设置有两条导轨7，两条导轨7前后并排间隔设置，基座6的上表面左侧部固定安装有第一驱动电机8，基座6的上表面转动安装有沿左右方向水平设置的第一传动丝杠9，第一驱动电机8和第一传动丝杠9均位于两条导轨7中间，第一驱动电机8的动力输出轴与第一传动丝杠9的左端传动连接；

行走机构包括两个前轮10、驱动轴11、两个后轮12、第二驱动电机13、水平齿条14、转向电机15、转向轴16和转向齿轮17，两个前轮10分别转动安装在两个摆动支架4上，驱动轴11沿左右方向水平转动安装在底盘2的后侧部，驱动轴11的左右两端分别位于底盘2的左右两侧，两个后轮12分别固定安装在驱动轴11的左右两端，第二驱动电机13固定安装在底盘2内部上表面后侧部，第二驱动电机13的动力输出轴通过带传动机构44与驱动轴11传动连接，水平齿条14沿左右方向水平穿过两个缺口5，水平齿条14的左右两端分别铰接在两个摆动支架4的后侧部，转向电机15固定安装在底盘2内部上表面前侧部，转向轴16沿前后方向水平设置，转向轴16的后端与转向电机15的前侧动力输出轴固定连接，转向齿轮17固定连接在转向轴16的前端，转向齿轮17和水平齿条14啮合；

蓄电池分别与第一驱动电机8、第二驱动电机13和转向电机15电连接，控制器分别与第一驱动电机8、第二驱动电机13和转向电机15信号连接。

转盘机构包括水平滑板18、旋转电机19和转动圆盘20，水平滑板18的底部四周固定连接有分别滑动连接在两条导轨7上的第一滑块21，水平滑板18的底部中心设有凸块22，第一传动丝杠9穿过凸块22并与凸块22螺纹传动连接，旋转电机19竖向固定安装在水平滑板18的上表面中部，转动圆盘20的下表面中心固定安装在旋转电机19的上侧中心转轴上，转动圆盘20的下表面设有与水平滑板18的上表面滑动接触的环形支撑凸台23，旋转电机19位于环形支撑凸台23的内部，旋转电机19、转动圆盘20和环形支撑凸台23的中心线重合，转动圆盘20的上表面沿径向开设有滑动长槽24，滑动长槽24的一侧固定安装有横移电机25，滑动长槽24内中部沿长度方向转动安装有一根水平设置的第二传动丝杠26，横移电机25的转轴传动连接第二传动丝杠26；蓄电池分别与旋转电机19和横移电机25电连接，控制器分别与旋转电机19和横移电机25信号连接。

升降机构包括第二滑块27、水平支撑板28、第三传动丝杠29、第一导向杆30、第三驱动电机31、第四传动丝杠32、第二导向杆33和第四驱动电机34，第二滑块27滑动设置在滑动长槽24内，第二传动丝杠26穿过第二滑块27并与第二滑块27螺纹传动连接，第三传动丝杠29、第一导向杆30、第四传动丝杠32和第二导向杆33均竖向设置，第一导向杆30和第二导向杆33的下端均固定连接在第二滑块27的上表面，水平支撑板28的下表面固定连接在第一导向杆30和第二导向杆33的上端，第三传动丝杠29和第四传动丝杠32的下端均转动连接在第二滑块27的上表面，第三传动丝杠29和第四传动丝杠32的上端均转动连接在水平支撑板28的下表面，第三驱动电机31和第四驱动电机34均固定安装在水平支撑板28的上表面，第三驱动电机31的转轴竖向穿过水平支撑板28并与第三传动丝杠29的上端传动连接，第四驱动电机34的转轴竖向穿过水平支撑板28并与第四传动丝杠32的上端传动连接，第三传动丝杠29和第一导向杆30自后向前沿滑动长槽24的长度方向间隔布置，第四传动丝杠32和第二导向杆33自左向右沿滑动长槽24的宽度方向间隔布置，第四传动丝杠32和第二导向杆33位于第一导向杆30的前侧，水平支撑板28上表面固定连接有罩在第三驱动电机31和第四驱动电机34外侧的机壳35，机壳35的顶部设有第一扫码仪36，图1中机壳35未显示；蓄电池分别与第三驱动电机31、第四驱动电机34和第一扫码仪36电连接，控制器分别与第三驱动电机31、第四驱动电机34和第一扫码仪36信号连接。

夹持机构包括第一U型连接板37、第一双向丝杠38、两根第三导向杆39、第五驱动电机40、两块导向板41和两块夹板42，第一U型连接板37的上侧、下侧和后侧均敞口，第一U型连接板37的前侧板前侧面中部固定连接有一块水平连接板43，第三传动丝杠29和第一导向杆30均垂直穿过水平连接板43，水平连接板43和第三传动丝杠29螺纹传动连接，水平连接板43和第一导向杆30滑动连接，第一双向丝杠38和两根第三导向杆39均沿左右方向水平设置且位于同一水平面上，第一双向丝杠38的左右两端分别转动安装在第一U型连接板37的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠38的右端垂直穿过第一U型连接板37的右侧板，两根第三导向杆39的左右两端分别固定连接在第一U型连接板37的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠38位于两根第三导向杆39的中间，第五驱动电机40沿左右方向水平固定连接在第一U型连接板37的右侧板左侧面上，第五驱动电机40的转轴垂直穿过第一U型连接板37的右侧板，第五驱动电机40的转轴右端和第一双向丝杠38的右端之间通过带传动机构44传动连接，第一双向丝杠38的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第一双向丝杠38的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块导向板41的结构相同且左右对称设置，两块夹板42的结构相同且左右对称设置，两块导向板41和两块夹板42均沿前后方向竖向设置，第一双向丝杠38和两根第三导向杆39均垂直穿过两块导向板41，左侧的导向板41和第一双向丝杠38的左侧部螺纹传动连接，左侧的导向板41和两根第三导向杆39的左侧部滑动连接，左侧的导向板41的后端和左侧的夹板42前端固定连接，左侧的夹板42的后侧边上侧部设有第二扫描仪45；蓄电池分别与第五驱动电机40和第二扫描仪45电连接，控制器分别与第五驱动电机40和第二扫描仪45信号连接。

拨片机构包括第二U型连接板46、第二双向丝杠47、第六驱动电机48、两块第三滑块49、两根电动液压杆50和两块拨片51，第二U型连接板46的上侧、前侧和后侧均敞口，第四传动丝杠32和第二导向杆33均垂直穿过第二U型连接板46的下侧板，第二U型连接板46的下侧板和第四传动丝杠32螺纹传动连接，第二U型连接板46的下侧板和第二导向杆33滑动连接，第二双向丝杠47沿左右方向水平设置，第二双向丝杠47的左右两端分别转动安装在第二U型连接板46的左侧板和右侧板上，第六驱动电机48沿左右方向水平固定连接在第二U型连接板46的右侧板右侧面上，第六驱动电机48的转轴和第二双向丝杠47的右端传动连接，第二双向丝杠47位于第四传动丝杠32和第二导向杆33的前侧，第二双向丝杠47的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第二双向丝杠47的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块第三滑块49的结构相同且左右对称设置，两块第三滑块49的底部均滑动连接在第二U型连接板46的下侧板上表面上，第二双向丝杠47垂直穿过两块第三滑块49，左侧的第三滑块49和第二双向丝杠47的左侧部螺纹传动连接，右侧的第三滑块49和第二双向丝杠47的右侧部螺纹传动连接，两根电动液压杆50均沿前后方向水平设置，两根电动液压杆50的缸体前端分别固定连接在两块第三滑块49的后侧面上，两根电动液压杆50的活塞杆后端均固定连接有一根沿左右方向水平设置的连接杆52，两块拨片51结构相同且左右对称设置，两块拨片51均沿前后方向竖向设置，左侧的拨片51的前侧边中部固定连接在左侧的连接杆52的右端部，右侧的拨片51的前侧边中部固定连接在右侧的连接杆52的右端部，第三传动丝杠29、第一导向杆30、第四传动丝杠32和第二导向杆33均位于两根电动液压杆50的中间；蓄电池分别与第六驱动电机48和两根电动液压杆50电连接，控制器分别与第六驱动电机48和两根电动液压杆50信号连接。

书箱1内中部下侧固定连接有三块沿左右方向水平设置的图书放置板53，三块图书放置板53位于同一水平面上且前后间隔设置，相邻两块图书放置板53之间形成第一导向长孔54，书箱1的顶板上沿左右方向开设有两个上下通透的第二导向长孔55，两个第二导向长孔55和两个第一导向长孔54上下一一对应，书夹调节机构包括第七驱动电机56、第五传动丝杠57、第四导向杆58和C型压板59，第七驱动电机56固定安装在书箱1内底面左侧部，第五传动丝杠57和第四导向杆58均沿左右方向水平设置，第七驱动电机56、第五传动丝杠57和第四导向杆58均位于三块图书放置板53的下方，第五传动丝杠57的左端和第七驱动电机56的转轴右端固定连接，第五传动丝杠57的右端转动安装在书箱1的右侧板下侧部，C型压板59沿前后方向竖向设置，C型压板59的豁口朝上，C型压板59的前后两侧板分别穿过两个第一导向长孔54且对应插入到两个第二导向长孔55中，第五传动丝杠57和第四导向杆58均垂直穿过C型压板59的下侧部，C型压板59的下侧部和第五传动丝杠57螺纹传动连接，C型压板59的下侧部和第四导向杆58滑动连接，书箱1的右侧板左侧面中部设有位于三块图书放置板53上方的压力传感器60；蓄电池分别与第七驱动电机56和压力传感器60电连接，控制器分别与第七驱动电机56和压力传感器60信号连接。压力传感器60用于检测C型压板59对图书的压力，从而控制第七驱动电机56的转动。

步骤（1）具体为：将需要归类返还的图书放置在书箱1内的三块图书放置板53上，C型压板59的右侧面压紧在最左侧的第一本图书的左侧使各本图书左右排列整齐，根据压力传感器60的检测信号控制第七驱动电机56的转动，进而控制C型压板59的向右进给量；

控制器控制旋转电机19转动，旋转电机19的转轴驱动转动圆盘20在水平滑板18的上表面转动180°，从而使两块夹板42和两块拨片51均朝向前方正对书箱1，旋转电机19停止转动；

控制器控制第三驱动电机31转动，第三驱动电机31驱动第三传动丝杠29转动，第三传动丝杠29驱动第一U型连接板37在第一导向杆30上竖向移动，使两块夹板42上下移动至与书箱1中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机8转动，第一驱动电机8驱动第一传动丝杠9转动，第一传动丝杠9驱动水平滑板18左右移动，进而驱动两块夹板42左右移动，使两块夹板42移动至书箱1中左侧的第一本图书的正后方，第二扫描仪45正对第一本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第一本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机13转动，第二驱动电机13通过带传动机构传动驱动轴11转动，驱动轴11带动两个后轮12转动，进而两个后轮12带动车体行走，同时控制器控制转向电机15转动，转向电机15驱动转向轴15转动，转向轴16带动转向齿轮17转动，转向齿轮17驱动水平齿条14左右移动，水平齿条14驱动两个摆动支架4同步摆动，进而控制两个前轮10左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮12和两个前轮10的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪36扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器61能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机13停止转动，使车体停止移动。

步骤（2）具体为：控制器控制第五驱动电机40正向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38正向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向左右两侧移动，进而使两块夹板42向左右两侧移动，直至两块夹板42分别位于第一本图书的左右两侧，控制器控制横移电机25正向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26正向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向前移动，则两块夹板42向前移动插在第一本图书的左右两侧，进而使第一本图书夹在两块夹板42之间，控制器控制第五驱动电机40反向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38反向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向中心移动，进而使两块夹板42夹紧第一本图书，控制器控制横移电机25反向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26反向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向后移动，则两块夹板42向后移动将第一本图书从书箱1中取出，则压力传感器60检测到压力变小，控制器根据压力传感器60的信号控制第七驱动电机56转动，第七驱动电机56传动第五传动丝杠57转动，第五传动丝杠57驱动C型压板59向右移动，C型压板59压紧第二本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器60检测的压力值达到规定值，第七驱动电机56即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机19转动，旋转电机19的转轴驱动转动圆盘20在水平滑板18的上表面再次转动180°，从而使两块夹板42和两块拨片51朝向后方均正对书柜，旋转电机19停止转动；

初始时两块拨片51相互贴合，两根电动液压杆50处于收缩状态，控制器控制第四驱动电机34转动，第四驱动电机34驱动第四传动丝杠32转动，第四传动丝杠32驱动第二U型连接板46在第二导向杆33上竖向移动，使两块拨片51上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆50的活塞杆伸展，使两块拨片51向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机48正向转动，第六驱动电机48传动第二双向丝杠47正向转动，第二双向丝杠47分别驱动两块第三滑块49向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆50带动两块拨片51向左右两侧移动，两块拨片51将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆50的活塞杆收缩，将两块拨片51从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机48反向转动，第六驱动电机48传动第二双向丝杠47反向转动，第二双向丝杠47分别驱动两块第三滑块49向中心移动，则两块拨片51靠拢直至相互贴合，第六驱动电机48停止转动；

控制器控制第三驱动电机31转动，第三驱动电机31驱动第三传动丝杠29转动，第三传动丝杠29驱动第一U型连接板37在第一导向杆30上竖向移动，使两块夹板42上下移动至与书柜中被两块拨片51拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机25正向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26正向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向后移动，则两块夹板42向后移动将所夹持的第一本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机40正向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38正向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向左右两侧移动，进而使两块夹板42向左右两侧移动，直至两块夹板42将第一本图书松开为止，控制器再控制横移电机25反向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26反向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向前移动，使两块夹板42向前移动从书柜的图书中抽出。

步骤（3）具体为：控制器控制旋转电机19转动，旋转电机19的转轴驱动转动圆盘20在水平滑板18的上表面继续转动180°，从而使两块夹板42和两块拨片51均朝向前方正对书箱1，旋转电机19停止转动；

控制器控制第三驱动电机31转动，第三驱动电机31驱动第三传动丝杠29转动，第三传动丝杠29驱动第一U型连接板37在第一导向杆30上竖向移动，使两块夹板42上下移动至与书箱1中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机8转动，第一驱动电机8驱动第一传动丝杠9转动，第一传动丝杠9驱动水平滑板18左右移动，进而驱动两块夹板42左右移动，使两块夹板42移动至书箱1中左侧的第二本图书的正后方，第二扫描仪45正对第二本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第二本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机13转动，第二驱动电机13通过带传动机构传动驱动轴11转动，驱动轴11带动两个后轮12转动，进而两个后轮12带动车体行走，同时控制器控制转向电机15转动，转向电机15驱动转向轴15转动，转向轴16带动转向齿轮17转动，转向齿轮17驱动水平齿条14左右移动，水平齿条14驱动两个摆动支架4同步摆动，进而控制两个前轮10左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮12和两个前轮10的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪36扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器61能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机13停止转动，使车体停止移动；

控制器控制第五驱动电机40正向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38正向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向左右两侧移动，进而使两块夹板42向左右两侧移动，直至两块夹板42分别位于第二本图书的左右两侧，控制器控制横移电机25正向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26正向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向前移动，则两块夹板42向前移动插在第二本图书的左右两侧，进而使第二本图书夹在两块夹板42之间，控制器控制第五驱动电机40反向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38反向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向中心移动，进而使两块夹板42夹紧第二本图书，控制器控制横移电机25反向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26反向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向后移动，则两块夹板42向后移动将第二本图书从书箱1中取出，则压力传感器60检测到压力变小，控制器根据压力传感器60的信号控制第七驱动电机56转动，第七驱动电机56传动第五传动丝杠57转动，第五传动丝杠57驱动C型压板59向右移动，C型压板59压紧第三本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器60检测的压力值达到规定值，第七驱动电机56即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机19转动，旋转电机19的转轴驱动转动圆盘20在水平滑板18的上表面再次转动180°，从而使两块夹板42和两块拨片51朝向后方均正对书柜，旋转电机19停止转动；

之后控制器控制第四驱动电机34转动，第四驱动电机34驱动第四传动丝杠32转动，第四传动丝杠32驱动第二U型连接板46在第二导向杆33上竖向移动，使两块拨片51上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆50的活塞杆伸展，使两块拨片51向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机48正向转动，第六驱动电机48传动第二双向丝杠47正向转动，第二双向丝杠47分别驱动两块第三滑块49向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆50带动两块拨片51向左右两侧移动，两块拨片51将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆50的活塞杆收缩，将两块拨片51从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机48反向转动，第六驱动电机48传动第二双向丝杠47反向转动，第二双向丝杠47分别驱动两块第三滑块49向中心移动，则两块拨片51靠拢直至相互贴合，第六驱动电机48停止转动；

控制器控制第三驱动电机31转动，第三驱动电机31驱动第三传动丝杠29转动，第三传动丝杠29驱动第一U型连接板37在第一导向杆30上竖向移动，使两块夹板42上下移动至与书柜中被两块拨片51拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机25正向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26正向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向后移动，则两块夹板42向后移动将所夹持的第二本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机40正向转动，第五驱动电机40通过带传动机构传动第一双向丝杠38正向转动，则第一双向丝杠38分别驱动两块导向板41向左右两侧移动，进而使两块夹板42向左右两侧移动，直至两块夹板42将第二本图书松开为止，控制器再控制横移电机25反向转动，横移电机25驱动第二传动丝杠26反向转动，第二传动丝杠26驱动第二滑块27在滑动长槽24中向前移动，使两块夹板42向前移动从书柜的图书中抽出。

本发明的两个后轮12在第二驱动电机13的驱动下能够驱动车体移动，两个前轮10在转向电机15、水平齿条14、转向电机15和转向齿轮17的作用下能够左右摆动，实现车体的转向，夹持机构和拨片51机构能够进行左右、上下和旋转运动，待整理的图书放置在书箱1中方便转运，避障传感器61能够感应障碍物和行人，存放图书时，夹板42上的第二扫描仪45可以扫描图书后侧书脊上的条形码进而找到相应的书柜，根据第一扫描仪扫描书柜上的条形码可以确定找到相应的书柜，放置时，两块拨片51先将书柜上的书拨开，然后两块夹板42将图书夹住放置到相应被拨片51拨开的位置，书箱1中的图书被取出后，第七驱动电机56传动第五传动丝杠57转动，第五传动丝杠57传动C型压板59移动将剩余的图书夹紧；本发明设计科学、移动灵活、操作稳定、自动化程度高。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种图书管理机器人的工作方法，其特征在于：所述的图书管理机器人包括车体、行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构和拨片机构，车体的上表面前侧部设置有沿左右方向布置的书箱，行走机构安装在车体的底部，转盘机构沿左右方向滑动连接在车体的上表面后侧部，升降机构的下端沿转盘机构的径向方向滑动连接在转盘机构上，夹持机构和拨片机构均安装在升降机构上并在升降机构上竖向移动，书箱的后侧敞口，书箱内设有书夹调节机构，车体的底部前侧设置有避障传感器，车体上设置有蓄电池和控制器，蓄电池分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构、避障传感器和控制器电连接，控制器分别与行走机构、转盘机构、升降机构、夹持机构、拨片机构、书夹调节机构和避障传感器信号连接；

所述的工作方法包括以下步骤：

（1）、将需要归类返还的图书放置在书箱内，转盘机构带动夹持机构和拨片机构旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱，夹持机构扫描第一本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧；

（2）、夹持机构将上述的第一本图书从书箱中取出，拨片机构将书柜上排列的其他图书拨开，夹持机构再将所夹持的图书放置到书柜上被拨片拨开的位置；

（3）、转盘机构带动夹持机构和拨片机构再旋转180°，使夹持机构和拨片机构正对书箱，夹持机构扫描书箱内第二本图书后侧书脊上的条形码确定所对应的书柜位置，控制器控制行走机构动作将车体移动至所对应的书柜前侧，夹持机构从书箱中取出第二本图书并将所夹持的图书放置在对应的书柜上；

（4）、重复步骤（2）和（3），如此继续将书箱中所有图书一个一个归类放置在所对应的书柜上。

2.根据权利要求1所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：车体包括底盘和盖板，底盘为上侧敞口的中空箱体结构，盖板覆盖安装在底盘上部，避障传感器安装在底盘的前侧面中部，底盘的前侧左右两侧部分别通过竖向铰链对称铰接有摆动支架，底盘的前侧左右两侧板上均开设有左右通透且位于摆动支架后方的缺口，书箱固定连接在盖板的上表面前侧部，盖板的上表面后侧部沿左右方向水平设置有基座，基座的上表面沿左右方向水平设置有两条导轨，两条导轨前后并排间隔设置，基座的上表面左侧部固定安装有第一驱动电机，基座的上表面转动安装有沿左右方向水平设置的第一传动丝杠，第一驱动电机和第一传动丝杠均位于两条导轨中间，第一驱动电机的动力输出轴与第一传动丝杠的左端传动连接；

行走机构包括两个前轮、驱动轴、两个后轮、第二驱动电机、水平齿条、转向电机、转向轴和转向齿轮，两个前轮分别转动安装在两个摆动支架上，驱动轴沿左右方向水平转动安装在底盘的后侧部，驱动轴的左右两端分别位于底盘的左右两侧，两个后轮分别固定安装在驱动轴的左右两端，第二驱动电机固定安装在底盘内部上表面后侧部，第二驱动电机的动力输出轴通过带传动机构与驱动轴传动连接，水平齿条沿左右方向水平穿过两个缺口，水平齿条的左右两端分别铰接在两个摆动支架的后侧部，转向电机固定安装在底盘内部上表面前侧部，转向轴沿前后方向水平设置，转向轴的后端与转向电机的前侧动力输出轴固定连接，转向齿轮固定连接在转向轴的前端，转向齿轮和水平齿条啮合；

蓄电池分别与第一驱动电机、第二驱动电机和转向电机电连接，控制器分别与第一驱动电机、第二驱动电机和转向电机信号连接。

3.根据权利要求2所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：转盘机构包括水平滑板、旋转电机和转动圆盘，水平滑板的底部四周固定连接有分别滑动连接在两条导轨上的第一滑块，水平滑板的底部中心设有凸块，第一传动丝杠穿过凸块并与凸块螺纹传动连接，旋转电机竖向固定安装在水平滑板的上表面中部，转动圆盘的下表面中心与旋转电机的上侧中心转轴同轴传动连接，转动圆盘的下表面设有与水平滑板的上表面滑动接触的环形支撑凸台，旋转电机位于环形支撑凸台的内部，旋转电机、转动圆盘和环形支撑凸台的中心线重合，转动圆盘的上表面沿径向开设有滑动长槽，滑动长槽的一侧固定安装有横移电机，滑动长槽内中部沿长度方向转动安装有一根水平设置的第二传动丝杠，横移电机的转轴传动连接第二传动丝杠；蓄电池分别与旋转电机和横移电机电连接，控制器分别与旋转电机和横移电机信号连接。

4.根据权利要求3所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：升降机构包括第二滑块、水平支撑板、第三传动丝杠、第一导向杆、第三驱动电机、第四传动丝杠、第二导向杆和第四驱动电机，第二滑块滑动设置在滑动长槽内，第二传动丝杠穿过第二滑块并与第二滑块螺纹传动连接，第三传动丝杠、第一导向杆、第四传动丝杠和第二导向杆均竖向设置，第一导向杆和第二导向杆的下端均固定连接在第二滑块的上表面，水平支撑板的下表面固定连接在第一导向杆和第二导向杆的上端，第三传动丝杠和第四传动丝杠的下端均转动连接在第二滑块的上表面，第三传动丝杠和第四传动丝杠的上端均转动连接在水平支撑板的下表面，第三驱动电机和第四驱动电机均固定安装在水平支撑板的上表面，第三驱动电机的转轴竖向穿过水平支撑板并与第三传动丝杠的上端传动连接，第四驱动电机的转轴竖向穿过水平支撑板并与第四传动丝杠的上端传动连接，第三传动丝杠和第一导向杆自后向前沿滑动长槽的长度方向间隔布置，第四传动丝杠和第二导向杆自左向右沿滑动长槽的宽度方向间隔布置，第四传动丝杠和第二导向杆位于第一导向杆的前侧，水平支撑板上表面固定连接有罩在第三驱动电机和第四驱动电机外侧的机壳，机壳的顶部设有第一扫码仪；蓄电池分别与第三驱动电机、第四驱动电机和第一扫码仪电连接，控制器分别与第三驱动电机、第四驱动电机和第一扫码仪信号连接。

5.根据权利要求4所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：夹持机构包括第一U型连接板、第一双向丝杠、两根第三导向杆、第五驱动电机、两块导向板和两块夹板，第一U型连接板的上侧、下侧和后侧均敞口，第一U型连接板的前侧板前侧面中部固定连接有一块水平连接板，第三传动丝杠和第一导向杆均垂直穿过水平连接板，水平连接板和第三传动丝杠螺纹传动连接，水平连接板和第一导向杆滑动连接，第一双向丝杠和两根第三导向杆均沿左右方向水平设置且位于同一水平面上，第一双向丝杠的左右两端分别转动安装在第一U型连接板的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠的右端垂直穿过第一U型连接板的右侧板，两根第三导向杆的左右两端分别固定连接在第一U型连接板的左侧板和右侧板上，第一双向丝杠位于两根第三导向杆的中间，第五驱动电机沿左右方向水平固定连接在第一U型连接板的右侧板左侧面上，第五驱动电机的转轴垂直穿过第一U型连接板的右侧板，第五驱动电机的转轴右端和第一双向丝杠的右端之间通过带传动机构传动连接，第一双向丝杠的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第一双向丝杠的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块导向板的结构相同且左右对称设置，两块夹板的结构相同且左右对称设置，两块导向板和两块夹板均沿前后方向竖向设置，第一双向丝杠和两根第三导向杆均垂直穿过两块导向板，左侧的导向板和第一双向丝杠的左侧部螺纹传动连接，左侧的导向板和两根第三导向杆的左侧部滑动连接，左侧的导向板的后端和左侧的夹板前端固定连接，左侧的夹板的后侧边上侧部设有第二扫描仪；蓄电池分别与第五驱动电机和第二扫描仪电连接，控制器分别与第五驱动电机和第二扫描仪信号连接。

6.根据权利要求4所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：拨片机构包括第二U型连接板、第二双向丝杠、第六驱动电机、两块第三滑块、两根电动液压杆和两块拨片，第二U型连接板的上侧、前侧和后侧均敞口，第四传动丝杠和第二导向杆均垂直穿过第二U型连接板的下侧板，第二U型连接板的下侧板和第四传动丝杠螺纹传动连接，第二U型连接板的下侧板和第二导向杆滑动连接，第二双向丝杠沿左右方向水平设置，第二双向丝杠的左右两端分别转动安装在第二U型连接板的左侧板和右侧板上，第六驱动电机沿左右方向水平固定连接在第二U型连接板的右侧板右侧面上，第六驱动电机的转轴和第二双向丝杠的右端传动连接，第二双向丝杠位于第四传动丝杠和第二导向杆的前侧，第二双向丝杠的左侧部外圆周设有左旋螺纹，第二双向丝杠的右侧部外圆周设有右旋螺纹，两块第三滑块的结构相同且左右对称设置，两块第三滑块的底部均滑动连接在第二U型连接板的下侧板上表面上，第二双向丝杠垂直穿过两块第三滑块，左侧的第三滑块和第二双向丝杠的左侧部螺纹传动连接，右侧的第三滑块和第二双向丝杠的右侧部螺纹传动连接，两根电动液压杆均沿前后方向水平设置，两根电动液压杆的缸体前端分别固定连接在两块第三滑块的后侧面上，两根电动液压杆的活塞杆后端均固定连接有一根沿左右方向水平设置的连接杆，两块拨片结构相同且左右对称设置，两块拨片均沿前后方向竖向设置，左侧的拨片的前侧边中部固定连接在左侧的连接杆的右端部，右侧的拨片的前侧边中部固定连接在右侧的连接杆的右端部，第三传动丝杠、第一导向杆、第四传动丝杠和第二导向杆均位于两根电动液压杆的中间；蓄电池分别与第六驱动电机和两根电动液压杆电连接，控制器分别与第六驱动电机和两根电动液压杆信号连接。

7.根据权利要求6所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：书箱内中部下侧固定连接有三块沿左右方向水平设置的图书放置板，三块图书放置板位于同一水平面上且前后间隔设置，相邻两块图书放置板之间形成第一导向长孔，书箱的顶板上沿左右方向开设有两个上下通透的第二导向长孔，两个第二导向长孔和两个第一导向长孔上下一一对应，书夹调节机构包括第七驱动电机、第五传动丝杠、第四导向杆和C型压板，第七驱动电机固定安装在书箱内底面左侧部，第五传动丝杠和第四导向杆均沿左右方向水平设置，第七驱动电机、第五传动丝杠和第四导向杆均位于三块图书放置板的下方，第五传动丝杠的左端和第七驱动电机的转轴右端固定连接，第五传动丝杠的右端转动安装在书箱的右侧板下侧部，C型压板沿前后方向竖向设置，C型压板的豁口朝上，C型压板的前后两侧板分别穿过两个第一导向长孔且对应插入到两个第二导向长孔中，第五传动丝杠和第四导向杆均垂直穿过C型压板的下侧部，C型压板的下侧部和第五传动丝杠螺纹传动连接，C型压板的下侧部和第四导向杆滑动连接，书箱的右侧板左侧面中部设有位于三块图书放置板上方的压力传感器；蓄电池分别与第七驱动电机和压力传感器电连接，控制器分别与第七驱动电机和压力传感器信号连接。

8.根据权利要求7所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：步骤（1）具体为：将需要归类返还的图书放置在书箱内的三块图书放置板上， C型压板的右侧面压紧在最左侧的第一本图书的左侧使各本图书左右排列整齐，根据压力传感器的检测信号控制第七驱动电机的转动，进而控制C型压板的向右进给量；

控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面转动180°，从而使两块夹板和两块拨片均朝向前方正对书箱，旋转电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书箱中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机转动，第一驱动电机驱动第一传动丝杠转动，第一传动丝杠驱动水平滑板左右移动，进而驱动两块夹板左右移动，使两块夹板移动至书箱中左侧的第一本图书的正后方，第二扫描仪正对第一本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第一本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机转动，第二驱动电机通过带传动机构传动驱动轴转动，驱动轴带动两个后轮转动，进而两个后轮带动车体行走，同时控制器控制转向电机转动，转向电机驱动转向轴转动，转向轴带动转向齿轮转动，转向齿轮驱动水平齿条左右移动，水平齿条驱动两个摆动支架同步摆动，进而控制两个前轮左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮和两个前轮的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机停止转动，使车体停止移动。

9.根据权利要求8所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：步骤（2）具体为：控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板分别位于第一本图书的左右两侧，控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，则两块夹板向前移动插在第一本图书的左右两侧，进而使第一本图书夹在两块夹板之间，控制器控制第五驱动电机反向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠反向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向中心移动，进而使两块夹板夹紧第一本图书，控制器控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将第一本图书从书箱中取出，则压力传感器检测到压力变小，控制器根据压力传感器的信号控制第七驱动电机转动，第七驱动电机传动第五传动丝杠转动，第五传动丝杠驱动C型压板向右移动，C型压板压紧第二本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器检测的压力值达到规定值，第七驱动电机即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面再次转动180°，从而使两块夹板和两块拨片朝向后方均正对书柜，旋转电机停止转动；

初始时两块拨片相互贴合，两根电动液压杆处于收缩状态，控制器控制第四驱动电机转动，第四驱动电机驱动第四传动丝杠转动，第四传动丝杠驱动第二U型连接板在第二导向杆上竖向移动，使两块拨片上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆的活塞杆伸展，使两块拨片向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机正向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠正向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆带动两块拨片向左右两侧移动，两块拨片将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆的活塞杆收缩，将两块拨片从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机反向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠反向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向中心移动，则两块拨片靠拢直至相互贴合，第六驱动电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书柜中被两块拨片拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将所夹持的第一本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板将第一本图书松开为止，控制器再控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，使两块夹板向前移动从书柜的图书中抽出。

10.根据权利要求9所述的图书管理机器人的工作方法，其特征在于：步骤（3）具体为：控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面继续转动180°，从而使两块夹板和两块拨片均朝向前方正对书箱，旋转电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书箱中的图书等高的位置，控制器控制第一驱动电机转动，第一驱动电机驱动第一传动丝杠转动，第一传动丝杠驱动水平滑板左右移动，进而驱动两块夹板左右移动，使两块夹板移动至书箱中左侧的第二本图书的正后方，第二扫描仪正对第二本图书后侧书脊上的条形码并进行扫描，从而得到第二本图书所对应的书柜位置信息；

控制器根据上述书柜位置信息规划行走路线，控制器控制第二驱动电机转动，第二驱动电机通过带传动机构传动驱动轴转动，驱动轴带动两个后轮转动，进而两个后轮带动车体行走，同时控制器控制转向电机转动，转向电机驱动转向轴转动，转向轴带动转向齿轮转动，转向齿轮驱动水平齿条左右移动，水平齿条驱动两个摆动支架同步摆动，进而控制两个前轮左右摆动，调节车体行走的方向，如此，车体在两个后轮和两个前轮的配合下行走至所对应的书柜前侧，第一扫码仪扫描书柜上的条形码从而确定书柜的信息，行走过程中，避障传感器能够探测车体前方是否有障碍物或行人，若探测到障碍物或行人，则发送信号至控制器，控制器控制第二驱动电机停止转动，使车体停止移动；

控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板分别位于第二本图书的左右两侧，控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，则两块夹板向前移动插在第二本图书的左右两侧，进而使第二本图书夹在两块夹板之间，控制器控制第五驱动电机反向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠反向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向中心移动，进而使两块夹板夹紧第二本图书，控制器控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将第二本图书从书箱中取出，则压力传感器检测到压力变小，控制器根据压力传感器的信号控制第七驱动电机转动，第七驱动电机传动第五传动丝杠转动，第五传动丝杠驱动C型压板向右移动，C型压板压紧第三本图书的左侧使剩余的图书一起向右移动，使剩余的图书保持整齐直至压力传感器检测的压力值达到规定值，第七驱动电机即可停止转动；

然后控制器控制旋转电机转动，旋转电机的转轴驱动转动圆盘在水平滑板的上表面再次转动180°，从而使两块夹板和两块拨片朝向后方均正对书柜，旋转电机停止转动；

之后控制器控制第四驱动电机转动，第四驱动电机驱动第四传动丝杠转动，第四传动丝杠驱动第二U型连接板在第二导向杆上竖向移动，使两块拨片上下移动至与书柜中的图书等高的位置，然后控制器控制两根电动液压杆的活塞杆伸展，使两块拨片向后伸展并插入书柜中相邻两本图书之间，控制器控制第六驱动电机正向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠正向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向左右两侧移动，进而使两根电动液压杆带动两块拨片向左右两侧移动，两块拨片将上述相邻两本图书拨开一定距离，然后两根电动液压杆的活塞杆收缩，将两块拨片从书柜的图书中抽出收回，控制器控制第六驱动电机反向转动，第六驱动电机传动第二双向丝杠反向转动，第二双向丝杠分别驱动两块第三滑块向中心移动，则两块拨片靠拢直至相互贴合，第六驱动电机停止转动；

控制器控制第三驱动电机转动，第三驱动电机驱动第三传动丝杠转动，第三传动丝杠驱动第一U型连接板在第一导向杆上竖向移动，使两块夹板上下移动至与书柜中被两块拨片拨开的位置前后正对，然后控制器控制横移电机正向转动，横移电机驱动第二传动丝杠正向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向后移动，则两块夹板向后移动将所夹持的第二本图书放置在上述相邻两本图书之间被拨开的位置，然后控制器控制第五驱动电机正向转动，第五驱动电机通过带传动机构传动第一双向丝杠正向转动，则第一双向丝杠分别驱动两块导向板向左右两侧移动，进而使两块夹板向左右两侧移动，直至两块夹板将第二本图书松开为止，控制器再控制横移电机反向转动，横移电机驱动第二传动丝杠反向转动，第二传动丝杠驱动第二滑块在滑动长槽中向前移动，使两块夹板向前移动从书柜的图书中抽出。