CN110921184A - 一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法，属于智能书架领域。本发明的离合式智能自动取书图书架，包括架体，架体上设有由隔板分隔而成的若干层架，每层层架上均竖向并排地安装有若干书盒，每个书盒均能够沿书盒的宽度方向前后滑动地安装于隔板上，每层层架上均安装有一套离合式驱动机构。本发明利用一组电机控制一排用于放置书籍的书盒，通过对应的电磁离合器使得所需书盒推出或收回，实现了成排书盒的独立智能控制，使所要查阅的书籍被推出，方便读者或机械手的拿取，便于书籍的统一管理和查阅，结构设计简单紧凑，控制方便灵活，且电磁离合器响应快速，提高了书盒推拉响应速度，改善了读者取书的体验，方案可实施性和实用性强。

Description

一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种图书架，更具体地说，涉及一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法。
背景技术
近年来，随着图书行业的快速发展，书籍、文献的种类也越来越多，为了便于书籍的查阅，现有书籍大多存放于书架上，因此书架也成为图书馆等地方的必须设备。传统书架的架体上通常设置有多个存放图书的空格，方便插放各类不同的书籍，为了最大限度地利用书架内的空间，书本一般都是采用立式并排的方式放置，为方便读者查阅，一般都是将相同种类的图书放置在一起，由于不同种类的图书都在同一排的位置，相邻的书本之间一般夹得较紧，没有可供拿取的空间，拿取很不方便，并且在书本拿出后，原有空间容易被其他书本占用，导致书本再次插入原位更为困难，这样就导致读者在归还书籍时会将书籍在容易放置的位置插入，使书本的位置容易发生变化，不便于大量书籍的同一管理和读者的查阅。
针对传统书架存在的上述问题，相关技术人员也提出了很多改进方案。如中国专利号ZL201520242335.4，授权公告日为2015年8月19日，发明创造名称为：一种书柜，该申请案涉及一种书柜，包括柜体，柜体内设有若干个并排设置的书盒，书盒可由柜体内移出，每个书盒的底部设有可将其从柜体内移出的推出装置，推出装置包括开设在书盒底面上的矩形凹槽，凹槽内固定连接有齿条，齿条上传动连接有驱动齿轮，所述隔板上开设有长槽孔，驱动齿轮转动连接在长槽孔内，柜体内还设有可分别带动每个书盒底部的驱动齿轮转动的驱动装置。该专利申请案采用拨叉来切换齿轮啮合位置来实现电机驱动书盒推出，在一排设有多个书盒，取书时需要先将拨叉调节到对应位置出，然后在启动电机，使得书盒被传动推出，这种方式操作较为繁琐，且在书架较长时，需要读者移动拨叉的距离很长，操作更加繁琐，导致取书效率很低，且中间齿轮之间的阻挡也会使拨叉移动不畅，影响取书操作正常进行，实用性不强。
又如中国专利申请号201710296774.7，申请公布日为2017年4月28日，发明创造名称为：一种智能推送书架，该申请案的智能推送书架包括书架本体，在书架本体上设置有放书槽，在放书槽的底部设有滑轨，在放书槽内设有有托架，托架包括背板及底板，在底板的底部设置有滑轮，底板可沿滑轨前后移动，在背板后部设置有液压推送装置，液压推送装置由伺服电机控制，在书架本体内设置有控制器，控制器控制伺服电机。该申请案能够实现书籍的自动推送，使得书籍拿取更加方便，但其在每个放书槽后部均需设置伺服电机和液压推送装置，结构设计较为复杂，制作成本很高，同样实用性较差。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有图书架存在结构设计复杂、书籍拿取和归还操作不便、取书效率低、实用性差等不足，提供一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法，采用本发明的技术方案，利用一组电机控制一排用于放置书籍的成排书盒，通过对应的电磁离合器使得所需书盒推出或收回，实现了成排书盒的独立智能控制，使所要查阅的书籍被推出，方便读者拿取或自动取还书机械手的抓取，便于书籍的统一管理和查阅，结构设计简单紧凑，控制方便灵活，且电磁离合器响应快速，提高了书盒推拉响应速度，改善了读者取书的体验，方案可实施性和实用性强。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种离合式智能自动取书图书架，包括架体，所述的架体上设有由隔板分隔而成的若干层架，每层层架上均竖向并排地安装有若干书盒，每个书盒均能够沿书盒的宽度方向前后滑动地安装于隔板上，每层层架上均安装有一套离合式驱动机构，所述的离合式驱动机构包括驱动电机、传动轴、电磁离合器和书盒推拉机构，所述的传动轴水平横向安装于成排的书盒后部，所述的驱动电机的输出轴与传动轴传动连接，所述的传动轴上间隔设有若干独立控制的电磁离合器，每个书盒的后部均对应设置一组电磁离合器，所述的书盒与书盒推拉机构相连接，所述的书盒推拉机构与相应的电磁离合器传动连接，在电磁离合器接合时，传动轴旋转通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制书盒前后移动。
更进一步地，所述的书盒的底部设有底座，所述的底座固定安装于隔板上，所述的底座上沿书盒的宽度方向设有水平设置的书盒滑轨，所述的书盒滑轨上设有书盒滑块，所述的书盒滑块与书盒的底部固定连接；所述的电磁离合器通过书盒推拉机构与书盒相连接，用于带动书盒在底座上前后滑动。
更进一步地，所述的书盒推拉机构包括第一传动齿轮、同步带、同步带轮和第二传动齿轮，所述的第一传动齿轮同轴安装于相应的电磁离合器上，所述的同步带通过两端的同步带轮安装于底座上，所述的同步带与书盒滑块固定连接，所述的第二传动齿轮与同步带靠近书盒后部的同步带轮同轴连接，且第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合传动。
更进一步地，所述的书盒的两侧壁上设有便于拿取书籍的缺口。
更进一步地，所述的书盒的两侧壁上还设有用于夹紧不同厚度书籍的弹性夹板。
更进一步地，所述的弹性夹板为广角V形弹性金属片结构，所述的弹性夹板的两端分别插设于书盒的对应侧壁插槽内，并向书盒内部凸起。
更进一步地，所述的书盒在架体的层架上沿横向双排相背成排设置，每排书盒的后部均设置一根具有若干电磁离合器的传动轴，两根传动轴的同侧端部分别设有从动齿轮，所述的驱动电机的输出轴上安装有主动齿轮，所述的主动齿轮分别与两根传动轴上的从动齿轮相啮合。
更进一步地，还包括控制系统，该离合式智能自动取书图书架的各层层架上分别设有与各个书盒位置相对应的控制按键，各个控制按键均与控制系统电连接，所述的控制系统分别与驱动电机和各个电磁离合器的控制电路电连接，用于根据控制按键的控制信号控制驱动电机和对应的电磁离合器执行相应的动作。
本发明的一种离合式智能自动取书图书架的控制方法，包括以下步骤：
S1、读者找到所要查阅的书籍，按下书籍所在的书盒下方的控制按钮，控制系统控制驱动电机和与该书盒对应的电磁离合器工作，驱动电机旋转带动传动轴旋转，进而通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制对应的书盒向外推出；
S2、读者将书籍取出，控制系统根据取书完成信号控制驱动电机反向旋转，通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制对应的书盒向内拉回。
本发明的一种离合式智能自动取书图书架的控制方法，该离合式智能自动取书图书架在控制系统控制下，配合自动取还书机械手进行书籍的自动拿取和归还，包括以下步骤：
S1、取书时，用户索引到相应书籍，并向控制系统发出取书命令，控制系统根据取书命令控制驱动电机和与该书盒对应的电磁离合器工作，驱动电机旋转带动传动轴旋转，进而通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制对应的书盒向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手移动至相应的书盒前方，将被推出的书籍取走；取书完成后，控制系统控制驱动电机反向旋转，通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制对应的书盒向内拉回；
S2、还书时，用户向控制系统发出还书命令，控制系统根据所还书籍信息找到对应的书盒，并控制驱动电机和与该书盒对应的电磁离合器工作，通过书盒推拉机构控制对应的空置书盒向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手带着所要归还的书籍移动至相应的书盒前方，并将书籍插入已伸出的书盒内；之后，控制系统控制驱动电机反向旋转，通过电磁离合器带动书盒推拉机构控制对应的书盒连同所归还的书籍向内拉回。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法，其采用离合式驱动机构控制各个书盒的推拉，离合式驱动机构利用一组电机控制一排用于放置书籍的成排书盒，通过对应的电磁离合器使得所需书盒推出或收回，实现了成排书盒的独立智能控制，使所要查阅的书籍被推出，方便读者拿取或自动取还书机械手的抓取，便于书籍的统一管理和查阅，结构设计简单紧凑，控制方便灵活，且电磁离合器响应快速，提高了书盒推拉响应速度，改善了读者取书的体验，方案可实施性和实用性强；
(2)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其书盒的底部设有底座，底座上沿书盒的宽度方向设有水平设置的书盒滑轨，书盒滑轨上设有书盒滑块，书盒滑块与书盒的底部固定连接，电磁离合器通过书盒推拉机构与书盒相连接，用于带动书盒在底座上前后滑动，提高了书盒的滑移顺畅性，并且保证了书盒的滑移稳定性；
(3)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其书盒推拉机构采用同步带机构带动书盒，同时利用齿轮传动实现电磁离合器与同步带机构的传动连接，不仅结构紧凑，传动稳定，而且将书盒与同步带机构组合为一个整体，便于书盒在图书架上的模块化安装，便于书架的合理安排和制作，在具有众多书籍的图书馆内尤为适用；
(4)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其书盒的两侧壁上设有便于拿取书籍的缺口，便于书籍的拿取和插入，使得取书和还书操作更加灵活方便；
(5)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其书盒的两侧壁上还设有用于夹紧不同厚度书籍的弹性夹板，利用弹性夹板夹持书籍，能够保证不同厚度的书籍都能够很好地固定在书盒内，提高了书盒对不同厚度书籍的适用性；另外，弹性夹板为广角V形弹性金属片结构，弹性夹板的两端分别插设于书盒的对应侧壁插槽内，并向书盒内部凸起，采用该结构的弹性夹板，不仅便于夹紧书籍，而且制作简单，对书本的损伤小；
(6)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其书盒在架体的层架上沿横向双排相背成排设置，两排书盒对于设有一组电机控制的两根传动轴，减少了驱动部件，结构更加简单，降低了制作成本；
(7)本发明的一种离合式智能自动取书图书架，其还包括控制系统，该离合式智能自动取书图书架的各层层架上分别设有与各个书盒位置相对应的控制按键，各个控制按键均与控制系统电连接，控制系统分别与驱动电机和各个电磁离合器的控制电路电连接，用于根据控制按键的控制信号控制驱动电机和对应的电磁离合器执行相应的动作，通过为每个书盒设置对应的控制按键，按下控制按键则对应的书盒即可被推出，操作更加简单方便，极大地方便了书籍的查阅。
附图说明
图1为本发明的一种离合式智能自动取书图书架的立体结构示意图；
图2为本发明的一种离合式智能自动取书图书架的俯视结构示意图；
图3为本发明的一种离合式智能自动取书图书架中的离合式驱动机构的结构示意图；
图4为本发明的一种离合式智能自动取书图书架中的书盒的结构示意图。
示意图中的标号说明：
1、架体；1-1、隔板；1-2、万向轮；2、书盒；2-1、底座；2-2、缺口；2-3、弹性夹板；2-4、书盒滑轨；2-5、书盒滑块；3、离合式驱动机构；3-1、驱动电机；3-2、传动轴；3-3、电磁离合器；3-4、书盒推拉机构；3-4-1、第一传动齿轮；3-4-2、同步带；3-4-3、同步带轮；3-4-4、第二传动齿轮；3-5、主动齿轮；3-6、从动齿轮。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
图1和图2为本发明的一种离合式智能自动取书图书架的结构示意图，由图可知，该离合式智能自动取书图书架，包括架体1，架体1上设有由隔板1-1分隔而成的若干层架，每层层架上均竖向并排地安装有若干书盒2，每个书盒2均能够沿书盒2的宽度方向前后滑动地安装于隔板1-1上，每层层架上均安装有一套离合式驱动机构3(图1和图2中仅示出一层层架结构)。书籍放置于各个书盒2内，使得各个书籍均能具有独立的空间，从而避免了传统书籍放置方式存在的书籍相互抵靠而导致单本书籍在书架中放置不便的问题。离合式驱动机构3用于控制各个书盒2独立伸缩，这样能够将所要取的书籍推出一定距离，方便读者拿取或自动取还书机械手抓取。
图3以一组书盒2的推拉动作示出了离合式驱动机构3的结构示意图，该离合式驱动机构3包括驱动电机3-1、传动轴3-2、电磁离合器3-3和书盒推拉机构3-4，传动轴3-2水平横向安装于成排的书盒2后部，驱动电机3-1的输出轴与传动轴3-2传动连接，传动轴3-2上间隔设有若干独立控制的电磁离合器3-3，每个书盒2的后部均对应设置一组电磁离合器3-3，书盒2与书盒推拉机构3-4相连接，书盒推拉机构3-4与相应的电磁离合器3-3传动连接，在电磁离合器3-3接合时，传动轴3-2旋转通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制书盒2前后移动。书盒2的底部设有底座2-1，底座2-1固定安装于隔板1-1上，底座2-1上沿书盒2的宽度方向设有水平设置的书盒滑轨2-4，书盒滑轨2-4上设有书盒滑块2-5，书盒滑块2-5与书盒2的底部固定连接；电磁离合器3-3通过书盒推拉机构3-4与书盒2相连接，用于带动书盒2在底座2-1上前后滑动。书盒2的推拉距离根据驱动电机3-1的转速控制电磁离合器3-3的通断电时间即可进行控制，采用普通电机即可实现书盒2的推拉运动。如图3和图4所示，上述的书盒推拉机构3-4可采用同步带机构，其包括第一传动齿轮3-4-1、同步带3-4-2、同步带轮3-4-3和第二传动齿轮3-4-4，第一传动齿轮3-4-1同轴安装于相应的电磁离合器3-3上，同步带3-4-2通过两端的同步带轮3-4-3安装于底座2-1上，同步带3-4-2与书盒滑块2-5固定连接，第二传动齿轮3-4-4与同步带3-4-2靠近书盒2后部的同步带轮3-4-3同轴连接，且第二传动齿轮3-4-4与第一传动齿轮3-4-1啮合传动。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例
如图1和图2所示，本实施例的一种离合式智能自动取书图书架，包括架体1，架体1可采用型材组装形成框架结构，架体1上设有由隔板1-1分隔而成的若干层架，每层层架均可作为书籍放置位置，每层层架上均竖向并排地安装有若干书盒2，每个书盒2内均能够放置一本书籍，每个书盒2均能够沿书盒2的宽度方向前后滑动地安装于隔板1-1上，每层层架上均安装有一套用于带动书盒2伸缩运动的离合式驱动机构3。如图2和图3所示，该离合式驱动机构3包括驱动电机3-1、传动轴3-2、电磁离合器3-3和书盒推拉机构3-4，传动轴3-2水平横向安装于成排的书盒2后部，驱动电机3-1的输出轴与传动轴3-2传动连接，传动轴3-2上间隔设有若干独立控制的电磁离合器3-3，每个书盒2的后部均对应设置一组电磁离合器3-3，书盒2与书盒推拉机构3-4相连接，书盒推拉机构3-4与相应的电磁离合器3-3传动连接，在电磁离合器3-3接合时，传动轴3-2旋转通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制书盒2前后移动。工作时，驱动电机3-1带动传动轴3-2旋转，控制相应的电磁离合器3-3通电，此时即可通过该电磁离合器3-3将传动轴3-2的动力传递给对应书盒2的书盒推拉机构3-4，实现对应书盒2的推出，方便用户拿取书籍，在书籍取走后，驱动电机3-1反向旋转即可将书盒2拉回。采用该方案，利用一组电机即可控制一排或两排用于放置书籍的成排书盒，通过对应的电磁离合器使得所需书盒推出或收回，实现了成排书盒的独立智能控制，方便读者拿取或自动取还书机械手抓取书籍，同时便于书籍的统一管理和查阅，结构设计简单紧凑，控制方便灵活，且电磁离合器响应快速，提高了书盒推拉响应速度，改善了读者取书的体验，方案可实施性和实用性强。另外，为了便于图书架的移动，在架体1的底部还设有具有自锁功能的万向轮1-2。
参见图3和图4所示，在本实施例中，书盒2的底部设有底座2-1，底座2-1固定安装于隔板1-1上，底座2-1上沿书盒2的宽度方向设有水平设置的书盒滑轨2-4，书盒滑轨2-4上设有书盒滑块2-5，书盒滑块2-5与书盒2的底部固定连接，使得书盒2的主体部分能够相对于底座2-1前后滑动；电磁离合器3-3通过书盒推拉机构3-4与书盒2相连接，用于带动书盒2在底座2-1上前后滑动，提高了书盒2的滑移顺畅性，并且保证了书盒2的滑移稳定性。本实施例中的书盒推拉机构3-4优选采用同步带机构，其包括第一传动齿轮3-4-1、同步带3-4-2、同步带轮3-4-3和第二传动齿轮3-4-4，第一传动齿轮3-4-1同轴安装于相应的电磁离合器3-3上，同步带3-4-2通过两端的同步带轮3-4-3安装于底座2-1上，同步带3-4-2与书盒滑块2-5固定连接，第二传动齿轮3-4-4与同步带3-4-2靠近书盒2后部的同步带轮3-4-3同轴连接，且第二传动齿轮3-4-4与第一传动齿轮3-4-1啮合传动。采用上述的书盒推拉机构3-4，不仅结构紧凑，传动稳定，而且将书盒2与同步带机构组合为一个整体，便于书盒在图书架上的模块化安装，便于书架的合理安排和制作。当然，书盒推拉机构3-4的具体结构并不局限于同步带机构的设计，还可以采用其他将旋转运动转换为直线运动的机构，如齿轮齿条传动机构等，在此不再一一赘述。如图4所示，在本实施例中优选地，在书盒2的两侧壁上设有便于拿取书籍的缺口2-2，该缺口2-2设于靠近书盒2开口一侧的侧壁上，形状可设计为半圆形或矩形等，以便于在书盒2伸出时能够更好地方便读者或自动取还书机械手拿取书籍，具体在取书时，在书盒2向外伸出后，利用缺口2-2设计可以直接拿取书籍或将书籍插入书盒2内，便于书籍的拿取和插入，使得取书和还书操作更加灵活方便。另外，在书盒2的两侧壁上还设有用于夹紧不同厚度书籍的弹性夹板2-3，该弹性夹板2-3可在书盒2的高度方向上间隔设有两组，利用弹性夹板2-3夹持书籍，能够保证不同厚度的书籍都能够很好地固定在书盒2内，提高了书盒2对不同厚度书籍的适用性。该弹性夹板2-3优选为为广角V形弹性金属片结构，弹性夹板2-3的两端分别插设于书盒2的对应侧壁插槽内，并向书盒2内部凸起，在书籍插入书盒2时，弹性夹板2-3弹性变形夹住书籍，使得较薄的书籍也能够在书盒2内稳定固定，不仅便于夹紧书籍，而且制作简单，对书本的损伤小。
接图1和图2所示，为了提高图书架的利用率，在本实施例中，书盒2在架体1的层架上沿横向双排相背成排设置，相应地，每排书盒2的后部均设置一根具有若干电磁离合器3-3的传动轴3-2，两根传动轴3-2的同侧端部分别设有从动齿轮3-6，驱动电机3-1的输出轴上安装有主动齿轮3-5，主动齿轮3-5分别与两根传动轴3-2上的从动齿轮3-6相啮合，利用驱动电机3-1可驱动两根传动轴3-2同时旋转，从而能够控制双排书盒的推出或拉回。
本实施例的一种离合式智能自动取书图书架，既可以用于读者自助取书还书，也可以用于智能图书馆的自动取还书系统。在用于读者自助取书还书时，该智能自动取书图书架，还包括控制系统，该离合式智能自动取书图书架的各层层架上分别设有与各个书盒2位置相对应的控制按键，各个控制按键均与控制系统电连接，控制系统分别与驱动电机3-1和各个电磁离合器3-3的控制电路电连接，用于根据控制按键的控制信号控制驱动电机3-1和对应的电磁离合器3-3执行相应的动作。本实施例的一种离合式智能自动取书图书架的控制方法，其包括以下步骤：
S1、读者找到所要查阅的书籍，按下书籍所在的书盒2下方的控制按钮，控制系统控制驱动电机3-1和与该书盒2对应的电磁离合器3-3工作，驱动电机3-1旋转带动传动轴3-2旋转，进而通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制对应的书盒2向外推出；
S2、读者将书籍取出，控制系统根据取书完成信号控制驱动电机3-1反向旋转，通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制对应的书盒2向内拉回。
每组书盒2的控制按钮可采用单按钮或双按钮设计，采用单按钮时，按一下控制取书动作，再按一下控制书盒拉回动作；采用双按钮时，一个按钮负责取书动作，另一个按钮负责书盒拉回动作。具体工作过程可详细说明如下：
按下控制按钮发出取书命令，控制系统控制对应书盒2的电磁离合器3-3通电接合，同时控制驱动电机3-1旋转，此时传动轴3-2旋转带动电磁离合器3-3旋转，电磁离合器3-3带动第一传动齿轮3-4-1旋转，第一传动齿轮3-4-1通过第二传动齿轮3-4-4带动同步带3-4-2旋转，进而利用同步带3-4-2拉动目标书盒2的主体部分在底座2-1上向前滑出，书盒2到位后，驱动电机3-1停止工作，便于读者拿取书籍；
之后，当读者按下控制按钮发出书盒收回命令，控制系统控制驱动电机3-1反向旋转，此时电磁离合器3-3依然保持通电接合，使得同步带3-4-2反向转动将书盒2拉回原位。
这里，当多位读者一起或先后按下取书按钮时，可以分别控制对用的电磁离合器3-3通电接合，将对应的书盒2推出，实现多人同时取书。当有读者按下书盒收回按钮时，此时其他电磁离合器3-3均断电脱离，电机反转即可将对应的书盒2收回，实现了书籍拿取与书盒收回不干扰，满足的多名读者同时查阅书籍的需要，使用更加灵活方便。
在用于智能图书馆的自动取还书系统时，本实施例的一种离合式智能自动取书图书架的控制方法，该离合式智能自动取书图书架在控制系统控制下，配合自动取还书机械手进行书籍的自动拿取和归还，包括以下步骤：
S1、取书时，用户索引到相应书籍，并向控制系统发出取书命令，控制系统根据取书命令控制驱动电机3-1和与该书盒2对应的电磁离合器3-3工作，驱动电机3-1旋转带动传动轴3-2旋转，进而通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制对应的书盒2向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手移动至相应的书盒2前方，将被推出的书籍取走；取书完成后，控制系统控制驱动电机3-1反向旋转，通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制对应的书盒2向内拉回；
S2、还书时，用户向控制系统发出还书命令，控制系统根据所还书籍信息找到对应的书盒2，并控制驱动电机3-1和与该书盒2对应的电磁离合器3-3工作，通过书盒推拉机构3-4控制对应的空置书盒2向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手带着所要归还的书籍移动至相应的书盒2前方，并将书籍插入已伸出的书盒2内；之后，控制系统控制驱动电机3-1反向旋转，通过电磁离合器3-3带动书盒推拉机构3-4控制对应的书盒2连同所归还的书籍向内拉回。
自动取还书机械手可采用现有智能图书馆中的机械手装置，如专利申请号201910062454.4中记载的夹书装置等。控制系统也可采用现有智能图书馆中的控制方法，用户在电脑或其他终端显示设备上查找相应的书籍，控制系统即可根据该书籍所在地址进行自动取书；还书时则可通过扫描书籍上的条形码来识别书籍原有存放地址，从而实现书籍的自动准确归还。至于机械手装置和智能控制系统的其他原理均可采用现有技术，在此就不再赘述。
本发明的一种离合式智能自动取书图书架及其控制方法，其采用离合式驱动机构控制各个书盒的推拉，离合式驱动机构利用一组电机控制一排用于放置书籍的成排书盒，通过对应的电磁离合器使得所需书盒推出或收回，实现了成排书盒的独立智能控制，使所要查阅的书籍被推出，方便读者或机械手的拿取，便于书籍的统一管理和查阅，结构设计简单紧凑，控制方便灵活，且电磁离合器响应快速，提高了书盒推拉响应速度，改善了读者取书的体验，方案可实施性和实用性强。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
以上示意性地对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种离合式智能自动取书图书架，包括架体(1)，所述的架体(1)上设有由隔板(1-1)分隔而成的若干层架，每层层架上均竖向并排地安装有若干书盒(2)，每个书盒(2)均能够沿书盒(2)的宽度方向前后滑动地安装于隔板(1-1)上，其特征在于：每层层架上均安装有一套离合式驱动机构(3)，所述的离合式驱动机构(3)包括驱动电机(3-1)、传动轴(3-2)、电磁离合器(3-3)和书盒推拉机构(3-4)，所述的传动轴(3-2)水平横向安装于成排的书盒(2)后部，所述的驱动电机(3-1)的输出轴与传动轴(3-2)传动连接，所述的传动轴(3-2)上间隔设有若干独立控制的电磁离合器(3-3)，每个书盒(2)的后部均对应设置一组电磁离合器(3-3)，所述的书盒(2)与书盒推拉机构(3-4)相连接，所述的书盒推拉机构(3-4)与相应的电磁离合器(3-3)传动连接，在电磁离合器(3-3)接合时，传动轴(3-2)旋转通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制书盒(2)前后移动。
2.根据权利要求1所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的书盒(2)的底部设有底座(2-1)，所述的底座(2-1)固定安装于隔板(1-1)上，所述的底座(2-1)上沿书盒(2)的宽度方向设有水平设置的书盒滑轨(2-4)，所述的书盒滑轨(2-4)上设有书盒滑块(2-5)，所述的书盒滑块(2-5)与书盒(2)的底部固定连接；所述的电磁离合器(3-3)通过书盒推拉机构(3-4)与书盒(2)相连接，用于带动书盒(2)在底座(2-1)上前后滑动。
3.根据权利要求2所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的书盒推拉机构(3-4)包括第一传动齿轮(3-4-1)、同步带(3-4-2)、同步带轮(3-4-3)和第二传动齿轮(3-4-4)，所述的第一传动齿轮(3-4-1)同轴安装于相应的电磁离合器(3-3)上，所述的同步带(3-4-2)通过两端的同步带轮(3-4-3)安装于底座(2-1)上，所述的同步带(3-4-2)与书盒滑块(2-5)固定连接，所述的第二传动齿轮(3-4-4)与同步带(3-4-2)靠近书盒(2)后部的同步带轮(3-4-3)同轴连接，且第二传动齿轮(3-4-4)与第一传动齿轮(3-4-1)啮合传动。
4.根据权利要求3所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的书盒(2)的两侧壁上设有便于拿取书籍的缺口(2-2)。
5.根据权利要求4所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的书盒(2)的两侧壁上还设有用于夹紧不同厚度书籍的弹性夹板(2-3)。
6.根据权利要求5所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的弹性夹板(2-3)为广角V形弹性金属片结构，所述的弹性夹板(2-3)的两端分别插设于书盒(2)的对应侧壁插槽内，并向书盒(2)内部凸起。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：所述的书盒(2)在架体(1)的层架上沿横向双排相背成排设置，每排书盒(2)的后部均设置一根具有若干电磁离合器(3-3)的传动轴(3-2)，两根传动轴(3-2)的同侧端部分别设有从动齿轮(3-6)，所述的驱动电机(3-1)的输出轴上安装有主动齿轮(3-5)，所述的主动齿轮(3-5)分别与两根传动轴(3-2)上的从动齿轮(3-6)相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种离合式智能自动取书图书架，其特征在于：还包括控制系统，该离合式智能自动取书图书架的各层层架上分别设有与各个书盒(2)位置相对应的控制按键，各个控制按键均与控制系统电连接，所述的控制系统分别与驱动电机(3-1)和各个电磁离合器(3-3)的控制电路电连接，用于根据控制按键的控制信号控制驱动电机(3-1)和对应的电磁离合器(3-3)执行相应的动作。
9.一种权利要求8所述的离合式智能自动取书图书架的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、读者找到所要查阅的书籍，按下书籍所在的书盒(2)下方的控制按钮，控制系统控制驱动电机(3-1)和与该书盒(2)对应的电磁离合器(3-3)工作，驱动电机(3-1)旋转带动传动轴(3-2)旋转，进而通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制对应的书盒(2)向外推出；
S2、读者将书籍取出，控制系统根据取书完成信号控制驱动电机(3-1)反向旋转，通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制对应的书盒(2)向内拉回。
10.一种权利要求1所述的离合式智能自动取书图书架的控制方法，该离合式智能自动取书图书架在控制系统控制下，配合自动取还书机械手进行书籍的自动拿取和归还，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取书时，用户索引到相应书籍，并向控制系统发出取书命令，控制系统根据取书命令控制驱动电机(3-1)和与该书盒(2)对应的电磁离合器(3-3)工作，驱动电机(3-1)旋转带动传动轴(3-2)旋转，进而通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制对应的书盒(2)向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手移动至相应的书盒(2)前方，将被推出的书籍取走；取书完成后，控制系统控制驱动电机(3-1)反向旋转，通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制对应的书盒(2)向内拉回；
S2、还书时，用户向控制系统发出还书命令，控制系统根据所还书籍信息找到对应的书盒(2)，并控制驱动电机(3-1)和与该书盒(2)对应的电磁离合器(3-3)工作，通过书盒推拉机构(3-4)控制对应的空置书盒(2)向外推出；同时，控制系统控制自动取还书机械手带着所要归还的书籍移动至相应的书盒(2)前方，并将书籍插入已伸出的书盒(2)内；之后，控制系统控制驱动电机(3-1)反向旋转，通过电磁离合器(3-3)带动书盒推拉机构(3-4)控制对应的书盒(2)连同所归还的书籍向内拉回。
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