CN111953792B - 一种图书馆书籍智能管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图书馆书籍智能管理系统，包括空间划分模块、标签读取模块、虚拟服务器和图书信息中继模块，其管理方法为，将每个楼层的图书馆内空间根据图书使用功能划分为多个图书游离点，并通过标签读取器，构建每个区域的书籍读取边界；为区域设定路径点，并为区域的路径点到每个书架规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；通过标签读取模块读取书籍的电子标签，由虚拟服务器进行分析，将产生的异常书籍信息发送至图书信息中继模块，图书信息中继模块再将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；当移动终端接入虚拟服务器，并向虚拟服务器发送图书查找指令，虚拟服务器将异常书籍信息和书籍虚拟路径发送至移动终端。
Description
技术领域
本发明涉及图书馆书籍智能管理技术领域，具体涉及一种图书馆书籍智能管理系统及方法。
背景技术
在现有的图书馆中，书籍的流动状态较为复杂，单个楼层中的图书可能会存在多种状态，而这些图书可以看做是游离在楼层中的分子，而由于这些书籍存在多种状态，包括，从书架上拿取阅览并归还书架；从书架上拿取阅览未归还书架，放置在阅读位置上；从书架上拿取并被借阅，但遗留在阅读位置上；以及从书架上拿取并被借阅，但遗留在其他楼层的借阅位置上；上述问题，很大一部分问题是图书管理员和系统无法及时察觉的，这就造成书籍在图书馆内和馆外的流动复杂性增加，造成无法准确的定位书籍，其他阅读者，也无法准确的查找书籍。
发明内容
本发明的目的在于提供一种图书馆书籍智能管理系统及方法，以解决现有技术中图书馆内书籍的流动复杂性较大，现有书籍管理技术无法对书籍进行准确定位，以及其他阅读者，也无法准确的查找书籍的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种图书馆书籍智能管理系统，包括空间划分模块、标签读取模块、虚拟服务器和图书信息中继模块；
所述空间划分模块，将所述图书馆内空间划分为多个图书游离点，多个所述图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域；
所述空间划分模块为所述书桌区域和所述图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为所述书桌区域和所述图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
所述标签读取模块，设置在图书游离点中，用于读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至所述图书信息中继模块；
所述图书信息中继模块，并联接入各个楼层的虚拟服务器，用于接收异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
并在相应楼层的某一图书游离点的标签读取模块再次读取异常书籍的电子标签时，从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该所述异常书籍所在的所述图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
所述虚拟服务器响应连接至所述虚拟服务器的移动终端发送的图书查找指令。
作为本发明的一种优选方案，所述标签读取模块包括主动标签读取模块和触发标签读取模块，其中，
所述触发标签读取模块设置在书架区域的每个书架用于存储书籍的单元格上，用于在设定的触发条件下对书籍的电子标签信息进行读取，并将读取结果发送至虚拟服务器中，由虚拟服务器形成图书虚拟放置位；
所述主动标签读取模块，设置在书架区域、书桌区域以及图书暂存区域的边缘，用于主动的读取进入该区域的书籍的电子标签信息。
作为本发明的一种优选方案，基于所述主动标签读取模块读取的电子标签信息，与所述虚拟服务器内存储的图书信息进行对比，若在本虚拟服务器上不存在该电子标签信息，则由虚拟服务器处理为异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至图书信息中继模块，由所述图书信息中继模块将异常书籍信息发送至相应的虚拟服务器；
在所述信息类型为异常书籍信息的情况下，虚拟服务器判断图书的放置合理性，并根据判断结果决定是否将异常书籍信息发送至图书信息中继模块。
作为本发明的一种优选方案，在所述移动终端接入并发送图书查找请求时，移动终端对所述异常书籍信息进行管理，包括：判断接收到的信息的信息类型；
在所述信息类型为异常书籍信息的情况下，移动终端从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该异常书籍所在的图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
在所述信息类型为正常书籍信息的情况下，虚拟服务器根据图书查找指令从图书虚拟放置位中提取正常书籍信息，并发送至移动终端。
作为本发明的一种优选方案，在所述信息类型为正常书籍信息的情况下，所述虚拟服务器给予所述正常书籍所在的所述单元格的所述触发标签读取模块一个触发信号，所述触发标签读取模块对所述单元格内书籍进行再次扫描，更新所述虚拟服务器中的所述图书虚拟放置位的图书信息。
作为本发明的一种优选方案，还包括接收虚拟服务器控制指令，跟随所述虚拟路径行走的智能服务机器人，所述机器人包括主体机构、检测识别装置、书籍整理模块以及无线控制模块；
所述主体机构，通过折叠变形的方式与书架上设置的腔室结合，以及根据所述无线控制模块的指令完成自动化路径导航行走；
其中，无线控制模块无线连接移动终端和虚拟服务器；
所述检测识别装置，安装在所述主体机构上，用于采集书架上的书籍的图像信息和读取设置在书籍上的标签信息，并将采集的图像信息和读取的标签信息发送至无线控制模块，无线控制模块生成控制主体机构和书籍整理模块工作的指令信号；
书籍整理模块，接收无线控制模块的指令信号，并跟随主体机构完成折叠变形，用于对书架上的书籍进行抓取、翻转和放置。
作为本发明的一种优选方案，所述主体机构包括通过固定轴安装在所述检测识别装置两侧的主撑杆，以及通过第一滚珠轴承转动连接在所述固定轴上的角度杆，并通过安装在所述检测识别装置上的舵机驱动所述角度杆绕所述固定轴转动，所述舵机的输出轴通过差速器连接位于所述检测识别装置两侧的所述固定轴，所述主撑杆和所述角度杆的底部均设置有微型电机驱动转动的麦克纳姆轮；
所述主撑杆通过设置在其内侧表面上的滑动槽安装有变位板，所述书籍整理模块安装在所述变位板上；
所述变位板通过设置在其两端的滑动耳块嵌入所述滑动槽中，所述滑动槽中设置有驱动所述滑动耳块在所述滑动槽中直线移动的第一伸缩机构，所述第一伸缩机构的顶部通过第二滚珠轴承与所述滑动耳块转动连接，位于所述变位板两侧的中间位置设置有转动轴，且所述转动轴与所述角度杆通过第三滚珠轴承转动连接，所述角度杆中设置有第二伸缩机构，且所述第二伸缩机构的顶部与所述转动轴转动连接；
所述第一伸缩机构拉动所述滑动耳块在所述滑动槽移动，使所述变位板绕所述转动轴转动至水平位置。
作为本发明的一种优选方案，所述书籍整理模块包括镜像铰接在所述变位板上的两块折叠板体，以及设置在所述折叠板体的端部，用于驱动两块所述折叠板体以与所述变位板铰接处为轴心相向转动的角度驱动机构；
两块所述折叠板体上通过定角度球铰机构安装有角度夹持板，所述定角度球铰机构包括通过微型马达驱动转动的内芯轴和套装在所述内芯轴上的外套轴，以及设置在所述外套轴端部的球铰头，所述球铰头转动安装在所述角度夹持板的几何中心位置，所述内芯轴延伸至所述球铰头的端部末端固定安装有与所述角度夹持板表面贴合的薄片转动盘，位于所述角度驱动机构一侧的所述折叠板体上设置有铰接所述角度夹持板端部的微型气缸；
在所述微型气缸的作用下，所述球铰头在所述内芯轴所在的直径形成的表面内做圆心转动。
本发明提供了一种图书馆书籍智能管理系统的管理方法，包括具体步骤：
S100、将每个楼层的所述图书馆内空间根据图书使用功能划分为多个图书游离点，多个所述图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域，并通过标签读取器，构建每个区域的书籍读取边界；
S200、为所述书桌区域和所述图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为所述书桌区域和所述图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
S300、标签读取模块读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至并连在各个楼层之间的图书信息中继模块，图书信息中继模块再将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
S400、当移动终端接入虚拟服务器，并向虚拟服务器发送图书查找指令，虚拟服务器将异常书籍信息和书籍虚拟路径发送至移动终端。
作为本发明的一种优选方案，所述标签读取器读取设置在书籍上的电子标签，其中电子标签包含的信息包括书籍所述楼层、书籍科目、书籍基本信息以及书籍借阅状态。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过划分图书馆中的每个楼层的图书阅读功能区域，并通过标签读取器读取进入该区域的所有的书籍信息，能够集中化管理位于该区域中的所有书籍，并且当书籍在多个图书游离点之间流动时，均能够被及时的检测到，能够准确的定位该书籍的实时状态，也便于图书管理员快速的查找到目标书籍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供管理系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供主体机构的结构示意图；
图3为本发明实施例提供书籍整理模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供角度驱动机构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供第一伸缩机构或第二伸缩机构的结构示意图；
图6为本发明实施例提书架的结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-主体机构；2-检测识别装置；3-书籍整理模块；4-无线控制模块；5-第一伸缩机构；6-第二伸缩机构；7-角度驱动机构；8-定角度球铰机构；9-主体框架；
101-固定轴；102-主撑杆；103-第一滚珠轴承；104-角度杆；105-舵机；106-微型电机；107-麦克纳姆轮；108-滑动槽；109-变位板；110-滑动耳块；111-第二滚珠轴承；112-转动轴；113-第三滚珠轴承；114-承载板；115-U形开槽；
201-外壳体；202-摄像头组件；203-红外传感组件；204-标签信息读取组件；
301-折叠板体；302-角度夹持板；
501-动作装置；502-滑动单元；
701-直齿轮；702-角度舵机；
801-微型马达；802-内芯轴；803-外套轴；804-球铰头；805-薄片转动盘；806-微型气缸；
901-放置腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在现有的图书馆中，书籍的流动状态较为复杂，单个楼层中的图书可能会存在多种状态，而这些图书可以看做是游离在楼层中的分子，而由于这些书籍存在多种状态，包括，从书架上拿取阅览并归还书架；从书架上拿取阅览未归还书架，放置在阅读位置上；从书架上拿取并被借阅，但遗留在阅读位置上；以及从书架上拿取并被借阅，但遗留在其他楼层的借阅位置上；上述问题，很大一部分问题是图书管理员和系统无法及时察觉的，这就造成书籍在图书馆内和馆外的流动复杂性增加，造成无法准确的定位书籍，其他阅读者，也无法准确的查找书籍。
为此，如图1所示，本发明提供了一种图书馆书籍智能管理系统，包括空间划分模块、标签读取模块、虚拟服务器和图书信息中继模块；
空间划分模块，将图书馆内空间划分为多个图书游离点，多个图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域，图书游离点，是根据该图书馆的该楼层的图书功能区进行划分，并且可以通过空间划分模块进行主动的增加或者减少图书游离点的设置，其中图书暂存区域可位于图书管理员处，用于图书管理员主动的整理的书籍进行管理；
进行空间划分模块的好处是，能够集中化管理位于该区域中的所有书籍，并且当书籍在多个图书游离点之间流动时，均能够被及时的检测到，能够准确的定位该书籍的实时状态，也便于图书管理员快速的查找到目标书籍；
空间划分模块为书桌区域和图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为书桌区域和图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
虚拟服务器配合空间划分模块模拟出书桌区域和图书暂存区域的边界，并在该边界上随机选取一个点作为，该区域连接其他区域的起始点，由于图书馆的面积并不会太大，动态规划路线的意义并不是太大，又容易造成服务器数据处理太过于复杂。
标签读取模块，设置在图书游离点中，用于读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至图书信息中继模块；
图书信息中继模块，并联接入各个楼层的虚拟服务器，用于接收异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
并在相应楼层的某一图书游离点的标签读取模块再次读取异常书籍的电子标签时，从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该异常书籍所在的图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
虚拟服务器响应连接至虚拟服务器的移动终端发送的图书查找指令。
标签读取模块包括主动标签读取模块和触发标签读取模块，其中，
触发标签读取模块设置在书架区域的每个书架用于存储书籍的单元格上，用于在设定的触发条件下对书籍的电子标签信息进行读取，并将读取结果发送至虚拟服务器中，由虚拟服务器形成图书虚拟放置位；
主动标签读取模块，设置在书架区域、书桌区域以及图书暂存区域的边缘，用于主动的读取进入该区域的书籍的电子标签信息。
基于主动标签读取模块读取的电子标签信息，与虚拟服务器内存储的图书信息进行对比，若在本虚拟服务器上不存在该电子标签信息，则由虚拟服务器处理为异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至图书信息中继模块，由图书信息中继模块将异常书籍信息发送至相应的虚拟服务器；
在信息类型为异常书籍信息的情况下，虚拟服务器判断图书的放置合理性，并根据判断结果决定是否将异常书籍信息发送至图书信息中继模块。
在移动终端接入并发送图书查找请求时，移动终端对异常书籍信息进行管理，包括：判断接收到的信息的信息类型；
在信息类型为异常书籍信息的情况下，移动终端从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该异常书籍所在的图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
在信息类型为正常书籍信息的情况下，虚拟服务器根据图书查找指令从图书虚拟放置位中提取正常书籍信息，并发送至移动终端。
在信息类型为正常书籍信息的情况下，虚拟服务器给予正常书籍所在的单元格的触发标签读取模块一个触发信号，触发标签读取模块对单元格内书籍进行再次扫描，更新虚拟服务器中的图书虚拟放置位的图书信息。
由于现有的智能服务机器人大多以人形状态存在，并以液晶触摸显示板形成机器人面部，同时在内部集成微型电脑来进行控制工作，这种类型的服务机器人造价高昂，并且在同一图书馆的馆内无法同时布置多个，在虚拟服务器获取多个移动终端发送的图书查找指令时，服务机器人的服务响应需要时间，并且很容易存在撞倒的风险，而在现有的简易的智能服务机器人中，大多在折叠或变形状态完成后需要外力的扶持才能够进行其位置的放置，在折叠或变形完成后也存在被撞倒的风险。
为此，设计一种结构简单，能够广泛的应用图书馆的每个楼层的自动折叠变形机器人，来接收虚拟路径的行走指令，可有效的帮助图书管理员进行对分部在各个图书游离点的书籍进行整理，并输送至相应的书架上，极大的降低了管理员的书籍整理工作。
如图2和图5所示，还包括接收虚拟服务器控制指令，跟随虚拟路径行走的智能服务机器人，本发明提供了一种图书馆智能服务机器人，包括主体机构1、检测识别装置2、书籍整理装置3以及无线控制模块4；
主体机构1，通过折叠变形的方式与书架上设置的腔室结合，以及根据无线控制模块4的指令完成自动化路径导航行走；
其中，无线控制模块4无线连接移动终端，无线终端具体为手机，电脑，并且手机是以扫码的方式连接无线控制模块4并发送相应的指令，具体的可通过手机终端的微型中的小程序软件实现；
检测识别装置2，安装在主体机构1上，用于采集书架上的书籍的图像信息和读取设置在书籍上的标签信息，并将采集的图像信息和读取的标签信息发送至无线控制模块4，无线控制模块4生成控制主体机构1和书籍整理模块3工作的指令信号；
书籍整理模块3，接收无线控制模块4的指令信号，并跟随主体机构1完成折叠变形，用于对书架上的书籍进行抓取、翻转和放置。
由于现有的智能服务机器人大多以人形状态存在，并以液晶触摸显示板形成机器人面部，同时在内部集成微型电脑来进行控制工作，这种类型的服务机器人造价高昂，并且在同一图书馆的馆内无法同时布置多个，很容易存在撞倒的风险，而在现有的简易的智能服务机器人中，大多在折叠或变形状态完成后需要外力的扶持才能够进行其位置的放置，在折叠或变形完成后也存在被撞倒的风险。
为此，本发明中的主体机构1包括通过固定轴101安装在检测识别装置2两侧的主撑杆102，以及通过第一滚珠轴承103转动连接在固定轴101上的角度杆104，角度杆104位于主撑杆102的内侧，且角度杆104的宽度为主撑杆102的宽度的2/3。
并通过安装在检测识别装置2上的舵机105驱动角度杆104绕固定轴101转动，舵机105的输出轴通过差速器连接位于检测识别装置2两侧的固定轴101。
其中主撑杆102转动套装在固定轴101上，舵机105通过驱动差速器带动位于监测装置2两侧的固定轴101转动，进而带动角度杆104转动，使主撑杆102和角度杆104之间的角度增大，此时主体机构1完成展开动作，并且由于采用差速器连接固定轴101，使位于监测识别装置2两侧的角度杆104能够实现差速转动。
主撑杆102通过设置在其内侧表面上的滑动槽108安装有变位板109，书籍整理模块3安装在变位板109上。
变位板109通过设置在其两端的滑动耳块110嵌入滑动槽108中，滑动槽108中设置有驱动滑动耳块110在滑动槽108中直线移动的第一伸缩机构5，第一伸缩机构5的顶部通过第二滚珠轴承111滑动耳块110转动连接，位于变位板109两侧的中间位置设置有转动轴112，且转动轴112与角度杆104通过第三滚珠轴承113转动连接，角度杆104中设置有第二伸缩机构6，且第二伸缩机构6的顶部与转动轴112转动连接；
在第一伸缩机构5拉动滑动耳块110在滑动槽108移动至变位板109绕转动轴112转动至水平位置。
在变位板109两侧的第一伸缩机构5以差速方式驱动滑动耳块110移动至滑动槽108的顶部时，一侧角度杆104在变位板109的带动下先与主撑杆102的竖直状态保持一致；
在变位板109两侧的第二伸缩机构6以同步速度驱动转动轴112沿角度杆104做直线运动。
当一侧的角度杆104完全折叠至主撑杆102内侧时，位于该侧的第一伸缩机构5的直线移动速率与固定轴101的角速度同步，此时由于另一侧的第一伸缩机构5的直线移动速率与该侧的固定轴101的角速度不同，进而在第一伸缩机构5，进而第一伸缩机构5通过变位板109作用在角度杆104拉力，将使得角度杆还与主撑杆102之间存在一定的夹角；
进一步地，此时一侧的角度杆与主撑杆102重叠作为一个支撑点，位于另一侧的角度杆104由于和主撑杆102还存在夹角，位于另一侧的角度杆104和主撑杆102则独立为两个支撑点，进而在地面上形成一个三角形的支撑状态，该状态是一个稳定的状态，从而保证在主机机构1的整体在折叠变形的过程中依然能够保持稳定的状态，直至完成折叠。
本发明中，主撑杆102和角度杆104的底部均设置有微型电机106驱动转动的麦克纳姆轮107，微型电机106在主体机构1展开和折叠时配合舵机105进行扭矩的输出，此时无线控制模块通过耦合器将微型电机106和舵机105进行控制信号进行耦合，在主体机构1完成折叠或展开时，将两者解耦合，微型电机106驱动麦克纳姆轮107独立工作。
优选的是，本发明采用麦克纳姆轮107作为角度杆104和主撑杆102的移动装置，根据麦克纳姆轮107的工作原理能够使得其进行多方向的移动，并且利用同侧的角度杆104和主撑杆102的麦克纳姆轮107在相对方向上的运动抵消，使得上述中形成地面上形成一个三角形的支撑状态为可能，普通的滚动轮无法实现该过程。
其中，第一滚珠轴承103、第二滚珠轴承111以及第三滚珠轴承113的作用均是用来抵消主体机构1在变形和折叠过程中的固定轴101与角度杆104、第一伸缩机构5与滑动耳块110、转动轴112与角度杆104连接处的扭力造成的连接位置的转动变形。
本发明中的书籍整理模块3包括镜像铰接在变位板109上的两块折叠板体301，在变位板109转动至水平位置后，两块折叠板体301在角度驱动机构7的作用下展开。
角度驱动机构7设置在折叠板体301的端部，用于驱动两块折叠板体301以与变位板109铰接处为轴心相向转动；
两块折叠板体301上通过定角度球铰机构8安装有角度夹持板302，定角度球铰机构8包括通过微型马达801驱动转动的内芯轴802和套装在内芯轴802上的外套轴803，以及设置在外套轴803端部的球铰头804，球铰头804转动安装在角度夹持板302的几何中心位置，内芯轴802延伸至球铰头804的端部末端固定安装有与角度夹持板302表面贴合的薄片转动盘805，位于角度驱动机构7一侧的折叠板体301上设置有铰接角度夹持板302端部的微型气缸806。
本发明纵，定角度球铰机构8相当于提供角度夹持板302一个支点，并通过微型气缸806的伸长或收缩来控制角度夹持板302一端相对于角度夹持板302之间的距离变化，则角度夹持板302的另一端则相应的产生变化。
位于两侧折叠板体301上的角度夹持板302前端的距离将发生增大或减小的变化，该变化过程能够在夹持不同厚度的书籍进行调节。
在进行书籍的整理工作时，角度驱动机构7驱动两块折叠板体301转动至竖直位置，根据检测识别装置2的检测和无线控制模块4的分析结果，控制微型气缸806调节两个角度夹持板302的端部的距离，再由微型电机驱106驱动麦克纳姆轮107转动，使主体机构1整体靠近书架上的书籍，此时角度夹持板302插入目标书籍与其相邻两个书籍之间的缝隙中，微型气缸806继续工作，进一步减少两个角度夹持板302的端部距离，进而实现对书籍的夹持和抓取。
当书架上书籍存在放置异常时，例如将书籍的书脊侧朝向书架的内部放置，此时在上述的基础上，薄片转动盘805已经与书籍的表面接触并夹持，此时微型电机驱106驱动麦克纳姆轮107转动，使主体机构1整体远离书架，将目标书籍从书架上取出，微型马达801开始工作，通过驱动内芯轴802转动，带动薄片转动盘805转动，进而带动书籍翻转。
由于当书籍的书脊侧朝向书架的内部放置时，识别检测装置2对于目标书籍和相邻书籍之间的间隙检测将不明显，此时可通过角度夹持板302直接伸入目标书籍的书页内进行夹持。
优选的是，角度夹持板302始终夹持在书籍中间位置，在转动完成后依然保持从书架上取出的状态，再次是的主体机构1靠近书架，则可以将书籍放入原位置。
其中，角度夹持板302的纵截面呈等腰梯形，薄片转动盘805转动的过程中，则能够对书籍由角度夹持板302直接伸入目标书籍的书页内进行夹持的两侧的书页进行整理。
在上述的操作下，无论书籍在书架上处于何种状态均能够被整理。
在微型气缸806的作用下，球铰头804在内芯轴802所在的直径形成的表面内做圆心转动，来实现角度夹持板302和薄片805能够与球铰头804同步转动，同时又能够通过微型马达801通过驱动内芯轴802带动薄片转动盘805转动。
球铰头804的在内芯轴802穿入和穿出的半径上设置有供内芯轴802在球铰头804转动时相配合的扇形槽。
角度驱动机构7包括角度舵机702和固定安装在折叠板体301端部且折叠板体301的转动中心相同的直齿轮701，且两个折叠板体301的直齿轮701相互啮合，角度舵机702的输出轴连接在其中一个直齿轮701的半径上。
检测识别装置2包括用于在其内部集成控制系统、电源的外壳体201，以及设置在外壳体上的摄像头组件202、红外传感组件203以及标签信息读取组件204，其中标签信息读取组件204读取的标签具体为设置在书籍的书脊上的RFID电子标签，控制系统电性连接无线控制模块4。
进一步地，本发明中的检测识别装置2具体通过摄像头组件202通过对红传感器组件203在障碍物上投射的特殊光斑的特征及分布的视觉识别来进行目标书籍和相邻书籍之间的间隙位置的判断，并叠加超声波传感器阵列对书籍的距离扫描结果，进而模拟出书籍在书架上的位置，通过卷积神经网络提取器对目标书籍和相邻书籍之间的间隙位置提取，通过控制系统分析处理成微型气缸806的行程、驱动麦克纳姆轮107的微型电机106的工作。
其中，第一伸缩机构5为多段滑轨，且多段滑轨的每个滑动单元502通过独立的动作装置501驱动，多段滑轨的每个滑动单元502依次滑动连接，在靠近主撑杆102底部的多段滑轨的滑动单元上铰接有承载板114，承载板114两侧中间转动连接在角度杆104上，且承载板114两侧也通过滚珠轴承连接至角度杆104上。
本发明中的第二伸缩机构6可以是与第一伸缩机构5相同的多段滑轨，具体为双段滑轨机构。
第一伸缩机构5采用多段滑轨的方式，则能够实现不同步的驱动承载板114和变位板109的工作状态，并可根据实际的需求驱动承载板114或变位板109工作，承载板114可在动作装置501驱动滑动单元502的直线运动的作用下以及其连接角度杆104的位置为转动中心进行圆周转动，直至承载板114转动至水平位置，配合书籍整理模块3对书籍的抓取后的放置。
进一步地，通过每个动作装置501控制每个滑动单元502的滑动，进而能够精确的进行变位板109的位置调节，并且为了第一伸缩机构5或第二伸缩机构与书架的适配性，第一伸缩机构5的每个滑动单元502的长度可以与书架的每个单元格的高度相同，这样动作装置501的动作行程的极限位置即可以实现变位板109的位置精确定位。
球铰头804位于变位板109的端部，使球铰头804尽可能的接触至书籍的中间位置，且变位板109的中间位置设置有U形开槽115，用于提供薄片转动盘805在夹持书籍后的翻转空间。
如图6所示，本发明提供了一种用于配合上述图书馆智能服务机器人的书架，包括主体框架9，以及设置在主体框架的长度方向上的端部用于收纳服务机器人的放置腔901，放置腔901内设置有用于以插接方式为检测识别装置2的电源供电的连接市电的接线端子。
在主体机构1进入放置腔901时，在变位板109两侧的第一伸缩机构5以差速方式驱动滑动耳块110移动至滑动槽108的顶部时，一侧角度杆104在变位板109的带动下先与主撑杆102的竖直状态保持一致，此时位于该侧的微型电机106驱动麦克纳姆轮107的移动方向沿放置腔901的长度方向，使一侧的角度杆104和主撑杆102先进入放置腔901中。
本发明提供了一种上述的图书馆书籍智能管理系统的管理方法，包括具体步骤：
S100、将每个楼层的图书馆内空间根据图书使用功能划分为多个图书游离点，多个图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域，并通过标签读取器，构建每个区域的书籍读取边界；
S200、为书桌区域和图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为书桌区域和图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
S300、标签读取模块读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至并连在各个楼层之间的图书信息中继模块，图书信息中继模块再将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
S400、当移动终端接入虚拟服务器，并向虚拟服务器发送图书查找指令，虚拟服务器将异常书籍信息和书籍虚拟路径发送至移动终端。
标签读取器读取设置在书籍上的电子标签，其中电子标签包含的信息包括书籍楼层、书籍科目、书籍基本信息以及书籍借阅状态。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (10)
1.一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于，包括空间划分模块、标签读取模块、虚拟服务器和图书信息中继模块；
所述空间划分模块，将所述图书馆内空间划分为多个图书游离点，多个所述图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域；
所述空间划分模块为所述书桌区域和所述图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为所述书桌区域和所述图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
所述标签读取模块，设置在图书游离点中，用于读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至所述图书信息中继模块；
所述图书信息中继模块，并联接入各个楼层的虚拟服务器，用于接收异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
并在相应楼层的某一图书游离点的标签读取模块再次读取异常书籍的电子标签时，从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该所述异常书籍所在的所述图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
所述虚拟服务器响应连接至所述虚拟服务器的移动终端发送的图书查找指令。
2.根据权利要求1所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：所述标签读取模块包括主动标签读取模块和触发标签读取模块，其中，
所述触发标签读取模块设置在书架区域的每个书架用于存储书籍的单元格上，用于在设定的触发条件下对书籍的电子标签信息进行读取，并将读取结果发送至虚拟服务器中，由虚拟服务器形成图书虚拟放置位；
所述主动标签读取模块，设置在书架区域、书桌区域以及图书暂存区域的边缘，用于主动的读取进入该区域的书籍的电子标签信息。
3.根据权利要求2所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：基于所述主动标签读取模块读取的电子标签信息，与所述虚拟服务器内存储的图书信息进行对比，若在本虚拟服务器上不存在该电子标签信息，则由虚拟服务器处理为异常书籍信息，并将异常书籍信息发送至图书信息中继模块，由所述图书信息中继模块将异常书籍信息发送至相应的虚拟服务器；
在所述信息类型为异常书籍信息的情况下，虚拟服务器判断图书的放置合理性，并根据判断结果决定是否将异常书籍信息发送至图书信息中继模块。
4.根据权利要求3所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：在所述移动终端接入并发送图书查找请求时，移动终端对所述异常书籍信息进行管理，包括：判断接收到的信息的信息类型；
在所述信息类型为异常书籍信息的情况下，移动终端从虚拟服务器中调取异常书籍的借阅状态和以该异常书籍所在的图书游离点到相应书架的虚拟化路径；
在所述信息类型为正常书籍信息的情况下，虚拟服务器根据图书查找指令从图书虚拟放置位中提取正常书籍信息，并发送至移动终端。
5.根据权利要求4所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：在所述信息类型为正常书籍信息的情况下，所述虚拟服务器给予所述正常书籍所在的所述单元格的所述触发标签读取模块一个触发信号，所述触发标签读取模块对所述单元格内书籍进行再次扫描，更新所述虚拟服务器中的所述图书虚拟放置位的图书信息。
6.根据权利要求5所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：还包括接收虚拟服务器控制指令，跟随所述虚拟路径行走的智能服务机器人，所述机器人包括主体机构(1)、检测识别装置(2)、书籍整理模块(3)以及无线控制模块(4)；
所述主体机构(1)，通过折叠变形的方式与书架上设置的腔室结合，以及根据所述无线控制模块(4)的指令完成自动化路径导航行走；
其中，无线控制模块(4)无线连接移动终端和虚拟服务器；
所述检测识别装置(2)，安装在所述主体机构(1)上，用于采集书架上的书籍的图像信息和读取设置在书籍上的标签信息，并将采集的图像信息和读取的标签信息发送至无线控制模块(4)，无线控制模块(4)生成控制主体机构(1)和书籍整理模块(3)工作的指令信号；
书籍整理模块(3)，接收无线控制模块(4)的指令信号，并跟随主体机构(1)完成折叠变形，用于对书架上的书籍进行抓取、翻转和放置。
7.根据权利要求6所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：所述主体机构(1)包括通过固定轴(101)安装在所述检测识别装置(2)两侧的主撑杆(102)，以及通过第一滚珠轴承(103)转动连接在所述固定轴(101)上的角度杆(104)，并通过安装在所述检测识别装置(2)上的舵机(105)驱动所述角度杆(104)绕所述固定轴(101)转动，所述舵机(105)的输出轴通过差速器连接位于所述检测识别装置(2)两侧的所述固定轴(101)，所述主撑杆(102)和所述角度杆(104)的底部均设置有微型电机(106)驱动转动的麦克纳姆轮(107)；
所述主撑杆(102)通过设置在其内侧表面上的滑动槽(108)安装有变位板(109)，所述书籍整理模块(3)安装在所述变位板(109)上；
所述变位板(109)通过设置在其两端的滑动耳块(110)嵌入所述滑动槽(108)中，所述滑动槽(108)中设置有驱动所述滑动耳块(110)在所述滑动槽(108)中直线移动的第一伸缩机构(5)，所述第一伸缩机构(5)的顶部通过第二滚珠轴承(111)与所述滑动耳块(110)转动连接，位于所述变位板(109)两侧的中间位置设置有转动轴(112)，且所述转动轴(112)与所述角度杆(104)通过第三滚珠轴承(113)转动连接，所述角度杆(104)中设置有第二伸缩机构(6)，且所述第二伸缩机构(6)的顶部与所述转动轴(112)转动连接；
所述第一伸缩机构(5)拉动所述滑动耳块(110)在所述滑动槽(108)移动，使所述变位板(109)绕所述转动轴(112)转动至水平位置。
8.根据权利要求7所述的一种图书馆书籍智能管理系统，其特征在于：所述书籍整理模块(3)包括镜像铰接在所述变位板(109)上的两块折叠板体(301)，以及设置在所述折叠板体(301)的端部，用于驱动两块所述折叠板体(301)以与所述变位板(109)铰接处为轴心相向转动的角度驱动机构(7)；
两块所述折叠板体(301)上通过定角度球铰机构(8)安装有角度夹持板(302)，所述定角度球铰机构(8)包括通过微型马达(801)驱动转动的内芯轴(802)和套装在所述内芯轴(802)上的外套轴(803)，以及设置在所述外套轴(803)端部的球铰头(804)，所述球铰头(804)转动安装在所述角度夹持板(302)的几何中心位置，所述内芯轴(802)延伸至所述球铰头(804)的端部末端固定安装有与所述角度夹持板(302)表面贴合的薄片转动盘(805)，位于所述角度驱动机构(7)一侧的所述折叠板体(301)上设置有铰接所述角度夹持板(302)端部的微型气缸(806)；
在所述微型气缸(806)的作用下，所述球铰头(804)在所述内芯轴(802)所在的直径形成的表面内做圆心转动。
9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的图书馆书籍智能管理系统的管理方法，其特征在于，包括具体步骤：
S100、将每个楼层的所述图书馆内空间根据图书使用功能划分为多个图书游离点，多个所述图书游离点包括书架区域、书桌区域以及图书暂存区域，并通过标签读取器，构建每个区域的书籍读取边界；
S200、为所述书桌区域和所述图书暂存区域设定唯一路径点，并根据图书馆内地形为所述书桌区域和所述图书暂存区域的路径点到每个书架区域规划虚拟路径，并将虚拟路径存至虚拟服务器；
S300、标签读取模块读取设置在书籍上的电子标签以获得书籍信息，并将读取的书籍信息输送至虚拟服务器，虚拟服务器分析书籍信息，将产生的异常书籍信息发送至并连在各个楼层之间的图书信息中继模块，图书信息中继模块再将异常书籍信息发送至相应楼层的虚拟服务器上；
S400、当移动终端接入虚拟服务器，并向虚拟服务器发送图书查找指令，虚拟服务器将异常书籍信息和书籍虚拟路径发送至移动终端。
10.根据权利要求9所述的一种图书馆书籍智能管理方法，其特征在于，所述标签读取器读取设置在书籍上的电子标签，其中电子标签包含的信息包括书籍所述楼层、书籍科目、书籍基本信息以及书籍借阅状态。
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