CN112109999B - 一种图书姿态调整系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于图书分离输送技术领域，具体公开了一种图书姿态调整系统，包括发书单元，以及剔除单元和整理单元中的至少一个，发书单元为图书姿态调整系统的起始单元；发书单元包括分离装置,分离装置包括用于将书本转移至剔除单元或整理单元的分离机构；剔除单元包括第一传送带、可将书本从第一传送带上剔除的剔除机构、以及用于检测书本的识别机构；整理单元用于对书本位置进行调整。本方案实现书本的分离、异常剔除和整理，使书本贴标之前始终是按照一定的规律输送至贴标机处的，便于贴标机直接对书本进行贴标。

Description

一种图书姿态调整系统及方法

技术领域

本发明属于图书分离输送技术领域，尤其涉及一种图书姿态调整系统及方法。

背景技术

图书贴标是将记载有图书分类号、书次号或者辅助区分号的标签贴在书脊或者书面上，以方便工作人员管理和借阅者查询，目前，大多数图书馆仍在采用手工贴标的方式为图书贴标，而图书馆往往书本数量较多，手工贴标方法不仅效率低、工作量大，而且贴标的质量也参差不齐。

为了提高贴标效率，减轻劳动强度，现有技术CN107303960A和CN108706171A公开了一些自动贴标的装置，无需人工参与，大大提高了工作效率，降低了成本及工人的劳动强度，然而，为了贴标的高效和准确性，图书在贴标之前是需要规划整理的，例如将图书的底封面朝上，书脊一侧朝向左方等等，目前图书贴标前的整理通常都是人工完成的，不仅效率低下，而且工作强度大，人工成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图书姿态调整系统及方法，进行书本的分离、异常剔除和整理，使书本贴标之前始终是按照一定的规律输送至贴标机处的，便于贴标机直接对书本进行贴标。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种图书姿态调整系统，包括发书单元，以及剔除单元和整理单元中的至少一个，发书单元为图书姿态调整系统的起始单元；

发书单元包括分离装置, 分离装置包括用于将书本转移至剔除单元或整理单元的分离机构；

剔除单元包括第一传送带、可将书本从第一传送带上剔除的剔除机构、以及用于检测书本的识别机构；

整理单元位于用于对书本位置进行调整。

本方案的原理：待贴标签的图书通过发书单元传输至剔除单元或整理单元上，剔除单元上的识别机构对第一传送带上的书本数量或正方面等特征进行识别，当检测到书本重叠的数量有两本以上或指定书面未朝向指定的一侧时则启动剔除机构将书本从第一传送带上剔除，反之，则将书本输送至下一单元；书本输送至整理单元时对书本位置进行整理，使书本的书脊或文字朝向指定的一侧，使书本的底封面或正封面朝向指定的一侧，然后再输送至下一单元。

本发明还涉及一种图书姿态调整方法，使用上述的图书姿态调整系统，包括以下步骤，

1）图书分离，将图书堆叠在分离装置处，然后通过分离机构将图书一本一本转移至第一传送带上；

2）书本传送至第一传送带上，书本移动至识别机构处时识别机构对书本数量进行识别，当书本数量只有一本或指定书面朝向指定的一侧时第一传送带将书本输送至整理单元，当识别机构检测到有两本以上的书本重叠在一起或指定书面未朝向指定的一侧时剔除机构启动，剔除机构将书本从第一传送带上剔除；

3）图书整理，书本输送至整理单元后对书本位置进行整理，使书本的书脊或文字朝向指定的方向，使书本的底封面朝向指定的方向。

本方案的有益效果：本方案通过机械的方式实现了书本的分离、异常剔除和整理，使书本贴标之前始终是按照一定的规律输送至贴标机处的，便于贴标机直接对书本进行贴标，而且提升了图书整理的精确性，大大的提高了贴标效率，进而提高了图书的入库速度，降低了成本及工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3和图4为实施例中活动书架的示意图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6和7为实施例中输送装置的示意图；

图8为图7中B-B的剖视图；

图9为实施例中入料底板的示意图；

图10为实施例中推料机构推动活动书架时的状态示意图；

图11为图10的正视图；

图12为图11中C-C的剖视图；

图13为图12中D-D的剖视图；

图14为实施例中提升装置的示意图；

图15为图14的正视图；

图16图15中E-E的剖视图；

图17为实施例中剔除机构的示意图；

图18为实施例中翻转单元的示意图；

图19为实施例中翻转机构的示意图；

图20为实施例中夹紧件Ⅰ或夹紧件Ⅱ的立体示意图；

图21为图20中F-F处的一种剖面示意图；

图22为实施例中翻转单元的一种安装示意图；

图23为实施例中翻转单元的另一种安装示意图；

图24为实施例中旋转单元的一种安装示意图；

图25为实施例中旋转单元的另一种安装示意图；

图26为实施例中旋转单元未画出第一侧板和罩壳的一种主视示意图；

图27为实施例中旋转单元未画出第一侧板和罩壳的一种俯视示意图。

说明书附图中的附图标记包括：堆叠装置100、输送装置200、提升装置300、分离装置400、剔除装置500、翻转装置600、旋转装置700、书架滑板101、限位板102、退让槽103、第二滑轨104、书架板105、托板106、第一书架侧板107、立板108、减重孔109、第二滑块110、移动板111、第一滚轮112、万向轮113、第二滚轮114、入料底板201、第一滑轨202、托块203、输送电机204、第一链条205、螺杆206、第一链轮207、支撑盘208、第二链轮209、定位块210、推料机构211、推板212、提升板301、固定板302、第三滑轨303、第三滑块304、升降把手305、固定块306、第二链条307、安装板308、提升电机309、配重柱310、第三链轮311、支撑板401、直线运动单元402、分布板403、升降气缸404、吸盘405、输送带406、第一传送带501、移动机构502、安装架503、托辊504、托辊支架505、导向杆506、剔除板508、图书509、旋转电机601、旋转轴602、夹紧件Ⅰ603、夹紧件Ⅱ604、旋转气缸605、传动组件606、活动夹板607、凸块608、固定夹板609、转动轴610、调节块Ⅰ611、调节块Ⅱ612、滚轮Ⅰ613、滚轮Ⅱ614、皮带615、连接块616、中心轴618、限位块Ⅰ619、限位块Ⅱ620、卡块621、卡槽622、U形槽623、连接轴624、第三传送带625、第一电机701、第一带轮702、第二带轮703、传动带704、齿轮Ⅰ705、齿轮Ⅱ706、滚轴Ⅰ707、滚轴Ⅱ708、旋转带709、第一侧板710、第二侧板711、支架712、滚动轴Ⅰ713、滚动轴Ⅱ714、环形槽Ⅰ715、环形槽Ⅱ716、线圈Ⅰ717、环形槽Ⅲ718、环形槽Ⅴ719、线圈Ⅱ720、辅助轮Ⅰ721、辅助轮Ⅱ722、滚轴723、罩壳724、旋转盘725、第二电机726。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例基本如附图1和图2所示：一种图书姿态调整系统，包括发书单元，以及剔除单元和整理单元中的至少一个，发书单元为图书姿态调整系统的起始单元；

发书单元包括分离装置, 分离装置包括用于将书本转移至剔除单元或整理单元的分离机构；

剔除单元包括第一传送带、可将书本从第一传送带上剔除的剔除机构、以及用于检测书本的识别机构；

整理单元位于用于对书本位置进行调整。

本方案的原理：待贴标签的图书通过发书单元传输至剔除单元或整理单元上，剔除单元上的识别机构对第一传送带上的书本数量或正反面等特征进行识别，当检测到书本重叠的数量有两本以上或指定书面未朝向指定的一侧时则启动剔除机构将书本从第一传送带上剔除，反之，则将书本输送至下一单元；书本输送至整理单元时对书本位置进行整理，使书本的书脊或文字朝向指定的一侧，使书本的底封面或正封面朝向指定的一侧，然后再输送至下一单元。

本方案的有益效果：本方案通过机械的方式实现了书本的分离、除双和整理，使书本贴标之前始终是按照一定的规律输送至贴标机处的，便于贴标机直接对书本进行贴标，而且提升了图书整理的精确性，大大的提高了贴标效率，进而提高了图书的入库速度，降低了成本及工人的劳动强度。

参见图3-16，在其他实施例中发书单元包括堆叠装置100、输送装置200、提升装置300和分离装置400，当然发书单元也不仅限于本实施例中描述的装置，比如还可以为公开号CN102923475B公开的书本分离输送装置等。

输送装置200包括入料底板201，堆叠装置100包括多个滑动安装于入料底板201上的活动书架，本实施例中以活动书架的数量是七个为例，入料底板201为可容纳全部活动书架的长板，且入料底板201的长度大于十三个活动书架的长度。入料底板201的底部安装有多个万向轮113，而为了实现入料底板201的定位，入料底板201底面上还设有若干个高度可调节的支撑脚，支撑脚包括底盘和固定于底盘上的螺杆206，入料底板201上开设有与螺杆206配合的螺纹孔，螺杆206上部螺纹配合于螺孔中，螺杆206上还螺纹配合有锁紧螺母，需要调节支撑脚的高度时，拧松锁紧螺母，然后拧动螺杆206使螺杆206上升或者下降，当底盘低于万向轮113时即可实现对入料底板201的支撑，当底盘高于万向轮113时即可解除对入料底板201的支撑，此时入料底板201整体即可移动。

每个活动书架均包括书架滑板101、书架板105以及多个书架侧板。每个书架滑板101均滑动安装在入料底板201上，具体地，入料底板201上沿左右方向上安装有两条第一滑轨202，两条第一滑轨202分别位于入料底板201上的前后两侧，且每条第一滑轨202均由入料底板201左端持续至右端。每个书架滑板101的底面上均固定有与第一滑轨202滑动配合的第一滑块，使书架滑板101通过第一滑轨202与第一滑块的配合实现在入料底板201上的左右移动。七个活动书架的书架滑板101之间依次固定连接，具体地，相邻两个书架滑板101之间设有连接块，连接块两端分别通过螺钉固定在两个书架滑板101上，从而实现相邻两块书架滑板101的固定相连，即，将七个活动书架连接为了一个整体，当在入料底板201上移动一个活动书架时会带动另外的活动书架一起移动。

活动书架中书架板105沿前后方向滑动安装于书架滑板101上，具体地，书架滑板101上沿前后方向上固定安装有两条第二滑轨104，书架板105底面上通过螺钉固定有与两条第二滑轨104滑动配合的第二滑块110，使书架板105能够在书架滑板101上前后移动。

本实施例中每个活动书架均包括两个第一书架侧板107和一个第二书架侧板，第一书架侧板107和第二书架侧板均为竖向设置的，两个第一书架侧板107分别插接或者通过螺钉固定在书架板105表面上的左右两侧。第二书架侧板包括多个间隔且并排设置的立板108，本实施例中立板108的数量有七个，立板108下端通过螺钉固定在书架板105上。两个第一书架侧板107顶部之间通过螺钉固定连接连杆，七个立板108的上端依次通过螺钉固定在连杆上。七个立板108构成的第二书架侧板和两个第一书架侧板107之间围成了可堆叠书本的空间。

每个书架板105上均竖向设置有若干间隔设置的托板106，本实施例中托板106的数量与立板108数量相同，各个托板106分别与各个立板108相对并分别通过螺钉固定连接于一体。

入料底板201上的左部通过螺钉固定安装有支撑架，支撑架上通过螺钉固定有输送电机204，输送电机204的输出轴竖直向下设置。入料底板201上设有传送链组件，传送链组件包括第一链轮207、第二链轮209和第一链条205，第一链轮207固定安装在输送电机204的输出轴上，第二链轮209转动安装在入料底板201的中部，且第二链轮209位于最左侧的书架滑板101下方，第一链条205缠绕在第一链轮207和第二链轮209上。第一链条205一侧通过螺钉固定连接有托块203，托块203通过螺钉与最左侧的书架滑板101左端固定连接。当输送电机204驱动第一链轮207转动时能够带动第一链条205在第一链轮207和第二链轮209之间循环移动，第一链条205移动则能够通过托块203带动活动书架左右移动。

为了便于实现对书架板105的移动限位，本实施例中每个活动书架与入料底板201之间均设有限位组件，具体地，限位组件包括限位板102，限位板102为长条形板状件，限位板102的长度与入料底板201长度相同，限位板102通过螺钉固定安装在入料底板201的侧边上，且限位板102顶面与书架板105顶面基本上平齐。

每个书架板105靠近限位板102的一侧均通过螺钉固定有移动板111，移动板111由书架板105侧边延伸至限位板102的上方。移动板111的底面上转动配合有四个第一滚轮112，四个第一滚轮112中两个第一滚轮112位于限位板102的内侧，另外两个第一滚轮112位于限位板102的外侧，使限位板102位于内外两侧的第一滚轮112之间，且内外侧的第一滚轮112均与限位板102相抵，即，前后两侧的第一滚轮112之间的间隙构成了限位槽，限位板102刚好位于限位槽中，从而当活动书架整体移动时第一滚轮112对书架板105的前后运动进行了限位，使书架板105始终位于书架滑板101的正上方。

限位板102的中间位置处开设有退让槽103，退让槽103的槽宽大于左右两个第一滚轮112背对一侧之间的距离，使移动板111能够穿过退让槽103，进而使书架板105能够前后移动，初始状态下，最左侧书架板105上的移动板111刚好与退让槽103正对。并且，退让槽103相对的两端均开设有倒角，使限位板102能够更容易的嵌入两组第一滚轮112之间形成的限位槽中。如此设置，当活动书架左右移动时第一滚轮112能够对书架板105的移动进行导向，而且第一滚轮112还能作为限位件使书架板105没有位于退让槽103处时对书架板105的前后移动进行限位，使书架板105无法前后移动，只有当书架板105上的移动板111让槽103时才能实现前后方向上的移动。

入料底板201位于退让槽103处还设有推料机构211，推料机构211包括本实施例中推料机构211为气缸结构，气缸结构包括推料气缸和将推料气缸罩住的外罩，气缸结构整体通过螺钉固定在入料底板201的外侧，推料气缸的输出轴端部通过螺钉固定有推板212，推板212两侧通过螺钉固定有支板，两个支板的前端固定有左右朝向的定位块210，上述的定位块210、支板和推料气缸输出轴均位于退让槽103的上方。每个移动板111的顶部均转动安装有两组第二滚轮114，每组第二滚轮114都有两个第二滚轮114，两组第二滚轮114之间的间隙构成了定位槽，定位槽的宽度略大于推板212的宽度，使定位块210能够插入定位槽中。初始状态下，推料气缸的输出轴未伸出，定位块210位于退让槽103的正上方，此时定位块210与两组第二滚轮114之间的定位槽左右正对，使活动书架移动到退让槽103处时定位块210能够直接插入定位槽中。

书本发放单元包括取书机构和发书机构，取书机构包括箱体和机架，机架整体为龙门柱结构，机架通过螺钉固定在箱体朝向入料底板201的一侧，机架位于入料底板201正对推料气缸的外侧，箱体朝向入料底板201的一侧呈敞口状。箱体内左右两侧均通过螺钉固定安装有竖向设置的安装板308，每块安装板308上均通过螺钉固定安装有两个第三滑轨303，两块安装板308上的第三滑轨303之间设有提升组件，具体地，提升组件包括固定板302，固定板302位于左右两侧的第三滑轨303之间，固定板302左右两端均通过螺钉固定有连接板，连接板侧壁上通过螺钉固定有第三滑块304，左右两侧的第三滑块304分别滑动安装在左右两侧的第三滑轨303上，使固定板302能够在箱体内进行上下移动。固定板302朝向入料底板201的一侧还通过螺钉固定有六块连接板，使固定板302上总共固定有八块连接板，八块连接板均向箱体的敞口处延伸。

八块连接板远离固定板302的一端均一体成型有竖向设置的插板，每个书架板105的前侧均开设有八个插入口，初始状态下，八块插板分别正对八个插入口，且插板的厚度小于插入口的宽度，使插板能够进入插入口中。八块插板的上端均一体成型有提升板301，八块提升板301的顶边位于同一水平高度上，且初始状态下，提升板301顶部的高度小于托板106顶部的高度。并且，八块提升板301为等间距设置，使八块提升板301之间形成七个插入间隙，且这七个插入间隙分别正对七块托板106，使七块托板106能够插入八块提升板301形成的七个插入间隙中。

机架两侧设有提升机构，本实施例中提升机构为链传动机构，具体地，机架顶部通过轴承配合的方式转动安装有转轴，机架上还固定有提升电机309，提升电机309输出轴与转轴连接用于驱动转轴转动，转轴上固定套接有两个第三链轮311，两个第三链轮311上均啮合有第二链条307，第二链条307为非闭环的。第二链条307位于第三链轮311内侧的下端通过螺钉固定有固定块306，第二链条307的另一端通过螺钉固定有配重柱310，配重柱310的重量满足使第二链条307位于链轮外侧的部分始终保持绷紧状态，并且当第二链条307一端位于机架底部时第二链条307另一端刚好位于机架上部。第二链条307下端的固定块306与连接板侧边之间连接有升降把手305，具体地，升降把手305整体呈“L”型，升降把手305一端与固定块306通过螺钉固定连接，安装板308上开设有竖向的导向槽，导向槽位于两个第三滑轨303之间，升降把手305另一端穿过导向槽并与连接板通过螺钉固定连接。可以理解的是，提升机构还可以选用本领域中其他常见的结构，例如油缸、丝杠提升机构等。在一些实施例中，机架内左右两侧的上部均通过螺钉固定安装有过渡轮座，过渡轮座整体为块状构件，过渡轮座上转动安装有过渡链轮，过渡链轮位于固定块306的上方，第二链条307上部与过渡链轮啮合。

发书机构包括吸附组件和输送带结构，输送带结构位于箱体上，本实施例中输送带结构选用本领域中常规的输送带406即可，在此不再进行详细叙述。吸附组件包括支撑板401，支撑板401通过螺钉固定于机架的顶部，且支撑板401横跨于提升板301和输送带406的上方，即支撑板401前部位于输送带406的正上方，支撑板401后部位于提升板301的正上方。支撑板401底部固定安装有直线运动单元402，本实施例中直线运动单元402为无杆气缸，具体选用亚德客RMT XS系列无杆气缸，该无杆气缸包括滑座，滑座可沿支撑板401往返水平移动。滑座底部通过螺钉固定有分布板403，且分布板403与支撑板401相互垂直。分布板403底部由左端至右端均匀并排有多个升降气缸404，本实施例中升降气缸404有七个，升降气缸404的输出轴竖直朝下设置，每个升降气缸404的输出轴下端均固定连接有连接头，每个连接头的下端均螺纹固定有真空吸盘405，真空吸盘405通过管路外接有真空泵。在一些实施例中，机架上还设有对射式光电传感器，对射式光电传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端固定安装于固定架上部的左右两侧，提升板301上升时可运动至发射端与接收端之间。对射式光电传感器与提升电机309通过继电器电连接，当有物品阻隔了发射端与接收端之间的信号传输则会控制提升电机309停止。

参见图17，剔除单元包括第一传送带501，第一传送带501相接于输送带406的末端，第一传送带501为发书单元至整理单元方向输送，第一传送带501上设有剔除机构，剔除机构包括固定安装于第一传送带501上方的安装架503，安装架503上设有移动机构502以及由移动机构502驱动移动的剔除板508，剔除板508下端与第一传送带501表面之间具有预定的间距。

在本发明中，移动机构502可以是现有技术中的电动丝杆，也可以是带有滑轨和滑块的电动直线单元等。移动机构502两端可以通过焊接、粘接、紧固件连接等方式固定在安装架503上。在本实施例中，安装架503是固定在第一传送带501两侧的支撑架，在其它实施例中，安装架503还可以是固定在其它位置并将移动机构502固定在第一传送带501上方的结构。

进一步地，安装架503上还固定有识别机构，识别机构和移动机构502均与控制器连接。在一些实施例中识别机构还可以设置在输送带上，当书本从分离机构转移至输送带上时就马上对书本进行识别。识别机构将检测到的图书509信号发送给控制器，控制器根据图书509是否有重叠来发送直线单元是否工作的指令。在本实施例中，识别机构识别图书509是否有重叠采用的是现有技术中的图像识别技术，即通过现有的图像采集装置和视觉系统从图书509的图片、高度、宽度、位置和颜色等各方面综合判断图书509是否有重叠。在本实施例中，识别机构的图像采集装置可以固定在安装架503或其它任何可以对剔除装置500前或剔除装置500位置的图书509进行图像采集的位置。在另一实施例中，识别机构还可以是其它能够识别图书509是否有重叠的识别机构。在其它实施例中，识别图书509是否有重叠，甚至还可以通过人工识别。

进一步地，剔除板508呈“L”形。剔除板508呈“L”形有利于在既能从第一传送带501上剔除重叠的图书509，又能保证剔除板508结构强度的情况下降低剔除板508的重量。

进一步地，剔除板508下端和第一传送带501之间的距离是0-10mm。剔除板508下端和第一传送带501之间的距离是0-10mm的作用是避免图书509重叠在一起后因高度较低而无法被剔除板508剔除。在本实施例中，第一传送带501水平设置，剔除板508下端和第一传送带501之间的以剔除板508刚好不与第一传送带501接触而产生干涉的最短距离为宜。

进一步地，第一传送带501侧面设置有倾斜导向装置。倾斜导向装置的作用是当重叠的图书509被剔除板508剔出第一传送带501后，重叠的图书509能够沿着倾斜导向装置进入其它待处理位置。

进一步地，倾斜导向装置是斜板。

进一步地，倾斜导向装置是包括托辊支架505和托辊504的输送带406，托辊504转动设置在托辊支架505上。包括托辊支架505和托辊504的输送带406相较于斜板更有利于对剔除的图书509进行移动和导向。

进一步地，还包括与剔除板508运动方向相同的导向杆506，导向杆506两端分别固定在安装架503上，移动机构502移动设置在导向杆506上。导向杆506的作用是对移动机构502和剔除板508起到导向的作用。

整理单元位于第一传送带501的尾端，整理单元包括翻转装置600和旋转装置700。

参见图18-23，翻转装置600包括翻转机构和正反检测机构，翻转机构包括旋转电机601和固定在旋转电机601输出端的旋转轴602，旋转轴602上方固定有夹紧件Ⅰ603，旋转轴602下方固定有夹紧件Ⅱ604。

工作原理在于：当图书509处于夹紧件Ⅰ603和夹紧件Ⅱ604之间，旋转电机601接收到图书509需要翻转的信号时，夹紧件Ⅰ603和夹紧件Ⅱ604夹紧图书509，旋转电机601工作，旋转轴602旋转，从而使得图书509翻转。

进一步地，夹紧件Ⅰ603和夹紧件Ⅱ604中心对称，夹紧件Ⅰ603和夹紧件Ⅱ604均包括旋转气缸605、传动组件606、活动夹板607和带有凸块608的固定夹板609；旋转气缸605的一端铰接在固定夹板609上，传动组件606通过转动轴610转动设置在凸块608上并与旋转气缸605的活塞端固定连接，活动夹板607固定在传动组件606下部，固定夹板609固定在旋转轴602上；固定夹板609和活动夹板607分别处于旋转轴602的两侧。工作原理在于：当图书509处于夹紧件Ⅰ603的固定夹板609和夹紧件Ⅱ604的活动夹板607之间，旋转电机601和旋转气缸605接收到图书509需要翻转的信号时，旋转电机601工作，旋转轴602旋转，夹紧件Ⅰ603上固定夹板609和夹紧件Ⅱ604上活动夹板607夹住图书509一侧绕旋转轴602旋转180°，从而实现对图书509的翻转；翻转机构下次工作时，图书509将置于夹紧件Ⅱ604的固定夹板609和夹紧件Ⅰ603的活动夹板607之间夹紧并进行翻转。

活动夹板607和固定夹板609夹紧图书509的工作原理在于:旋转气缸605工作，旋转气缸605输出端的活塞伸出，传动组件606在旋转气缸605的活塞作用下绕转动轴610转动，使得活动夹板607往下压，活动夹板607往下压紧配合相对应的固定夹板609即可夹紧图书509。

在本实施例中，翻转机构设置在第三传送带625上，当图书509需要夹紧翻转时，第三传送带625将图书509传送至夹紧件Ⅰ603的固定夹板609和夹紧件Ⅱ604的活动夹板607之间或者夹紧件Ⅱ604的固定夹板609和夹紧件Ⅰ603的活动夹板607之间。

进一步地，旋转轴602上方固定有两个以上的夹紧件Ⅰ603，旋转轴602下方固定有与两个以上夹紧件Ⅰ603分别对应的两个以上夹紧件Ⅱ604。如图19所示，旋转轴602上方固定有两个夹紧件Ⅰ603，旋转轴602下方固定有与两个夹紧件Ⅰ603分别对应的两个夹紧件Ⅱ604。两个夹紧件Ⅰ603和两个夹紧件Ⅱ604的作用可以是同时对两个不同位置的不同图书509同时进行夹紧翻转；也可以用来同时夹紧同一本图书509，使得图书509的夹紧更稳定，翻转更容易。在其他实施例中还可以是旋转轴602上方固定有三个以上夹紧件Ⅰ603，旋转轴602下方固定有与三个以上夹紧件Ⅰ603分别对应的三个以上夹紧件Ⅱ604。

进一步地，传动组件606包括调节块Ⅰ611、调节块Ⅱ612、滚轮Ⅰ613、滚轮Ⅱ614、皮带615和连接块616；滚轮Ⅰ613通过转动轴610转动固定在调节块Ⅰ611上，滚轮Ⅱ614通过中心轴618转动固定在调节块Ⅱ612上，滚轮Ⅰ613和滚轮Ⅱ614之间通过皮带615连接；活动夹板607通过连接块616与中心轴618固定连接。调节块Ⅰ611、调节块Ⅱ612、滚轮Ⅰ613、滚轮Ⅱ614、皮带615和连接块616的作用是保证活动夹板607向下压的过程能保持水平，避免活动夹板607倾斜向下压。保证活动夹板607向下压的过程能保持水平的调节过程中，调节块Ⅱ612与调节块Ⅰ611之间可以有一定的相对运动，皮带615逐渐涨紧，滚轮Ⅰ613、滚轮Ⅱ614、皮带615和中心轴618转动一定角度使得活动夹板607转动一定角度，从而使得活动夹板607向下压的过程中能够保持水平。

进一步地，调节块Ⅰ611或调节块Ⅱ612上固定有限位块Ⅰ619，限位块Ⅰ619上固定有限位块Ⅱ620，限位块Ⅱ620与调节块Ⅰ611或调节块Ⅱ612之间形成与皮带615相匹配的间隙，皮带615设置在间隙内。限位块Ⅰ619和限位块Ⅱ620的作用是对皮带615进行限位，避免皮带615从滚轮Ⅰ613或/和滚轮Ⅱ614上掉落。在本实施例中，调节块Ⅰ611和调节块Ⅱ612上分别固定有限位块Ⅰ619，限位块Ⅰ619上固定有限位块Ⅱ620；在另一实施例中，调节块Ⅰ611或调节块Ⅱ612上固定有限位块Ⅰ619，限位块Ⅰ619上固定有限位块Ⅱ620。

进一步地，调节块Ⅰ611上固定有卡块621，调节块Ⅱ612上开设有与卡块621相对应的卡槽622，卡块621设置在卡槽622内。卡块621和卡槽622的作用是增加调节块Ⅰ611和调节块Ⅱ612的连接强度，避免调节块Ⅰ611和调节块Ⅱ612仅通过皮带615连接的情况下连接不牢靠。卡块621可以通过焊接、黏结或紧固件连接等固定方式固定在调节块Ⅰ611上。

进一步地，为了降低加工成本，固定夹板609上固定有U形槽623，旋转气缸605的另一端通过连接轴624铰接在U形槽623内。

正反检测机构与识别机构相同也采用现有技术中的图像采集装置和与图像采集装置连接并带有控制器的视觉系统，旋转电机601和旋转气缸605均与控制器连接。图像采集装置和视觉系统从图书509的图片、高度、宽度、位置和颜色等各方面综合判断图书509是否需要翻转。

参见图24-27，旋转装置700包括可旋转180度的旋转台，旋转台上设有用于识别书本书脊的旋转检测机构，旋转台上设有传送机构。旋转台包括第二电机726和固定在第二电机726的输出端的旋转盘725；传送机构包括驱动装置、滚轴Ⅰ707、滚轴Ⅱ708、旋转带709，以及均固定在旋转盘725上的第一侧板710和第二侧板711；驱动装置驱动滚轴Ⅰ707转动；滚轴Ⅰ707和滚轴Ⅱ708通过旋转带709连接；滚轴Ⅰ707的两端和滚轴Ⅱ708的两端均分别转动固定在第一侧板710和第二侧板711上。

工作原理在于：当图书509传送至旋转带709上，第二电机726和驱动装置接收到图书509需要旋转的信号时，旋转盘725由第二电机726驱动转动从而可实现图书509的旋转；驱动装置工作带动滚轴Ⅰ707转动，在滚轴Ⅰ707和滚轴Ⅱ708的作用下，旋转带709运动从而可实现图书在旋转带709上的传送。

在本实施例中，第二电机726的输出端固定有固定轴，旋转盘725固定在固定轴上。

进一步地，在本实施例中，驱动装置包括第一电机701、第一带轮702、第二带轮703、传动带704、齿轮Ⅰ705和固定在滚轴Ⅰ707上的齿轮Ⅱ706，第一带轮702固定在第一电机701的输出端并通过传动带704和第二带轮703连接，齿轮Ⅰ705固定在第二带轮703一侧并与齿轮Ⅱ706啮合。该结构的驱动装置具有传动效率高、结构强度高和使用寿命长的优点。驱动装置的工作原理在于：第一电机701工作带动第一带轮702转动，在传动带704的传动下，第二带轮703转动，第二带轮703带动齿轮Ⅰ705转动，齿轮Ⅰ705带动齿轮Ⅱ706转动，齿轮Ⅱ706传动使得滚轴Ⅰ707转动，最终实现旋转带709的传动。第一电机701可以固定在旋转盘725或第一侧板710等能够支撑固定第一电机701的位置。在另一实施例中，驱动装置可以仅包括第一电机701，第一电机701的输出端直接与滚轴Ⅰ707连接；但是第一电机701的输出端直接与滚轴Ⅰ707连接存在第一电机701使用寿命低、需要较大功率的第一电机701才能驱动滚轴Ⅰ707转动的缺点。在其它实施例中，驱动装置还可以是其它可以驱动滚轴Ⅰ707转动的装置。

进一步地，在本实施例中，还包括支架712和支撑轴，支架712固定在旋转盘725上，支撑轴两端分别固定在支架712和第一侧板710上；第二带轮703和齿轮Ⅰ705转动设置在支撑轴上。支架712和支撑轴的作用是在不影响第二带轮703和齿轮Ⅰ705转动的情况下支撑第二带轮703和齿轮Ⅰ705。在另一实施例中，第二带轮703和齿轮Ⅰ705还可以通过销轴、紧固件等转动固定在第一侧板710或任何其它可以支撑第二带轮703和齿轮Ⅰ705的位置。

进一步地，旋转带709的前方转动设置有滚动轴Ⅰ713；旋转带709的后方转动设置有滚动轴Ⅱ714。在本实施例中，旋转带709的前方的旋转盘725上设置有倒U形架Ⅰ，倒U形架Ⅰ上转动设置有滚动轴Ⅰ713；旋转带709的后方的旋转盘725上设置有倒U形架Ⅱ，倒U形架Ⅱ上转动设置有滚动轴Ⅱ714。滚动轴Ⅰ713和滚动轴Ⅱ714的作用是进一步便于旋转带709与传送机构前方和后方的传送带对接，实现图书509的传送。

进一步地，滚动轴Ⅰ713和滚轴Ⅰ707上分别开设有环形槽Ⅰ715和环形槽Ⅱ716，滚动轴Ⅰ713和滚轴Ⅰ707通过设置在环形槽Ⅰ715和环形槽Ⅱ716内的线圈Ⅰ717连接；滚动轴Ⅱ714和滚轴Ⅱ708上分别开设有环形槽Ⅲ718和环形槽Ⅴ719，滚动轴Ⅱ714和滚轴Ⅱ708通过设置在环形槽Ⅲ718和环形槽Ⅴ719内的线圈Ⅱ720连接。线圈Ⅰ717的作用是便于滚动轴Ⅰ713和滚轴Ⅰ707同步转动，从而进一步便于旋转带709与传送机构后方的传送带对接；线圈Ⅱ720的作用是便于滚动轴Ⅱ714和滚轴Ⅱ708同步转动，从而进一步便于旋转带709与传送机构前方的传送带对接。环形槽Ⅰ715和环形槽Ⅱ716的作用是对线圈Ⅰ717的位置进行限位；环形槽Ⅲ718和环形槽Ⅴ719的作用是对线圈Ⅱ720进行限位。

进一步地，滚动轴Ⅰ713前方设置有辅助轮Ⅰ721；滚轴Ⅱ708后方设置有辅助轮Ⅱ722。由于旋转盘725前方或后方的传送带对接的面积较小，辅助轮Ⅰ721和辅助轮Ⅱ722的作用是再进一步便于旋转带709与旋转盘725前方和后方的传送带对接，实现图书509的传送。辅助轮Ⅰ721和辅助轮Ⅱ722的设置方式可以与滚动轴Ⅰ713和滚轴Ⅱ708一样的方式转动设置，也可以通过其它方式固定设置或转动设置。

进一步地，为了使旋转带709进一步张紧，第一侧板710和固定Ⅱ之间还转动设置有一个以上的滚轴Ⅰ707，旋转带709呈波浪形绕在滚轴Ⅰ707上。在本实施例中，滚轴Ⅰ707的个数是两个，在其它实施例中，滚轴Ⅱ708的个数还可以是一个、三个或四个以上。

进一步地，还包括有罩壳724，第一电机701、第一带轮702、第二带轮703、传动带704、齿轮Ⅰ705和齿轮Ⅱ706部分或全部设置在罩壳724内。罩壳724的作用一是防尘，二是避免外部对第一电机701、第一带轮702、第二带轮703、传动带704、齿轮Ⅰ705或齿轮Ⅱ706产生干涉。罩壳724可以通过焊接、黏结、紧固件固定等方式固定在第一侧板710、旋转盘725或其它与第一电机701、第一带轮702、第二带轮703、传动带704、齿轮Ⅰ705和齿轮Ⅱ706对应并可固定住罩壳724的位置。

在本实施例中，为了实现整体装置的自动化，旋转检测机构也包括图像采集装置和与图像采集装置连接并带有控制器的视觉系统，第二电机726和第一电机701均与控制器连接。图像采集装置和视觉系统从图书509的图片、高度、宽度、位置和颜色等各方面综合判断图书509是否需要旋转传送。

本实施例中识别机构、翻转检测机构和旋转检测机构虽然均包括图像采集装置和视觉系统，但是其在三种机构中所运行的程序不同，识别功能也有所不同，识别机构中主要是用于识别书本的数量，翻转检测机构中主要用于识别书本的正反面，旋转检测机构中主要用于识别书本的书脊侧。

本发明还涉及一种图书姿态调整方法，使用上述的图书姿态调整系统，包括以下步骤，

1）图书堆叠，将待贴标签的图书509依次堆叠在各个活动书架的托板106上，直到每个活动书架上的图书509数量饱和；

2）图书输送，启动输送电机204，输送电机204通过第一链轮207带动第一链条205移动，第一链条205移动则能够通过托块203带动活动书架向左移动，直到活动书架上移动板111正对退让槽103，由于本实施例中最左侧的活动书架初始状态下就是正对退让槽103，所以可以不用执行此步骤，当需要右侧的活动书架运动到退让槽103处时才执行此步骤；

3）图书发放，当活动书架运动到退让槽103处时推板212会插入两组第二滚轮114之间形成的定位槽中，然后启动推料气缸，推料气缸通过推板212将书架板105向提升板301方向推动，由于各个插板正对书架板105的插入口，各个托板106正对各个提升板301形成的插入间隙，所以书架板105向前移动时会运动至提升板301下方，然后再启动提升电机309，提升电机309带动第三链轮311转动，从而带动第二链条307移动，第二链条307通过升降把手305带动提升板301整体向上移动，当提升板301上升至接触到书本时会将书本一起提升，当最上端的书本上升至对射式光电传感器的发射端和输出端之间时提升电机309会停止，此时升降气缸404带动真空吸盘405向下移动，直到真空吸盘405接触到书本，然后启动真空泵使真空吸盘405对最上层的书本进行吸附，吸附完成后提升气缸带动书本上升，然后再启动直线运动单元402，直线运动单元402带动书本向输送带406方向移动，当书本运输至输送带406上方时关闭真空泵使书本掉落至输送带406上，输送带406将书本传输至第一传送带501上，同时直线运动单元402带动真空吸盘405回到提升板301的上方，进行下一书本的发放；同时，在真空吸盘405转运书本的过程中，提升气缸将最上层的书本向上提升后，对射式光电传感器的发射端和输出端之间没有书本进行遮挡，此时会启动提升电机309继续通过提升板301带动书本上升，直到最上层的书本阻隔在发射端和输出端之间；

4）图书剔除，书本传送至第一传送带501上，识别机构对第一传送带501上的书本数量进行识别，当书本数量只有一本时第一传送带501将书本输送至整理单元，当识别机构检测到书本有两本以上的重叠时移动机构502运动，带动剔除板508将叠在一起的图书509剔出第一传送带501；当不使用图书翻转的结构时，使图书堆叠时使图书的指定面始终朝向指定的方向，在此情形下，当有图书传输至剔除机构时，剔除机构同时对图书的正反面和数量进行识别，当图书数量或者正反面不符时则剔除；

5）图书翻转，书本由第一传送带501输送至第三传送带625处，当书本运动到活动夹板607与固定夹板609之间时第三传送带625停止，此时翻转检测机构对第三传送带625上的书本正反面进行识别，当书本为指定的面朝上时将书本输送至整理单元，本实施例中指定图书509正面朝上，当翻转检测机构检测到书本的反面朝上时，旋转电机601工作，旋转轴602旋转，夹紧件Ⅰ603上固定夹板609和夹紧件Ⅱ604上活动夹板607夹住图书509一侧绕旋转轴602旋转180°，从而实现对图书509的翻转；翻转机构下次工作时，图书509将置于夹紧件Ⅱ604的固定夹板609和夹紧件Ⅰ603的活动夹板607之间夹紧并进行翻转，翻转完成后活动夹板607松开图书509，启动第三传送带625将图书509输送至旋转装置700处；

6）图书旋转，书本由第三传送带625输送至旋转带709处，当书本位于旋转带709中部时旋转带709停止，旋转检测装置对书本进行识别，当书本书脊朝向指定的一侧时启动旋转带709将书本输送至整理单元，当书本书脊朝向相反的一侧时，旋转盘725由第二电机726驱动转动180°从而可实现图书509的旋转，旋转180°后启动旋转带709将书本输送至下一工位。

Claims (16)

1.一种图书姿态调整系统，其特征在于：包括发书单元，以及剔除单元和整理单元中的至少一个，发书单元为图书姿态调整系统的起始单元；

发书单元包括分离装置（400）, 分离装置（400）包括用于将书本转移至剔除单元或整理单元的分离机构；

发书单元还包括入料底板（201），入料底板（201）上滑动安装有书架滑板（101）、书架滑板（101）上滑动安装有书架板（105），且书架板（105）的可移动方向与书架滑板（101）的可移动方向垂直，入料底板（201）上设有限位板（102），书架板（105）靠近限位板（102）的一侧设有移动板（111），移动板（111）移动配合于限位板（102）上，且限位板（102）上开设有可供移动板（111）通过的退让槽（103），退让槽（103）与分离装置（400）相对；

所述书架板（105）上固定有若干间隔设置的托板（106），每相邻两个托板（106）之间构成插入间隙，所述发书单元还包括提升装置（300），提升装置（300）包括机架以及沿竖向方向滑动安装于机架上的若干提升板（301），机架上还设有驱动提升板（301）升降的提升机构，提升板（301）位于分离机构的下方，当移动板（111）正对退让槽（103）时各提升板（301）分别正对若干托板（106）之间形成的多个插入间隙中，提升板（301）位于机架底部时其顶部高度小于托板（106）顶部的高度；

剔除单元包括第一传送带（501）、可将书本从第一传送带（501）上剔除的剔除机构、以及用于检测书本的识别机构；

整理单元用于对书本位置进行调整。

2.根据权利要求1所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述入料底板（201）位于退让槽（103）处设有推料机构（211），推料机构（211）包括推板（212）以及驱动推板（212）朝提升板（301）方向伸缩的动力源，推板（212）上固定连接有定位块（210），移动板（111）上开设有可插入定位块（210）的定位槽，定位块（210）未伸出时位于定位槽随移动板（111）移动的轨迹上，定位槽移动至定位块（210）处时定位块（210）可插入定位槽中与定位槽卡合。

3.根据权利要求1或2所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述提升机构包括转动安装于机架顶部的第三链轮（311）以及驱动第三链轮（311）转动的提升电机（309），第三链轮（311）上啮合有第二链条（307），第二链条（307）两端均位于第三链轮（311）的下方，第二链条（307）一端与提升板（301）固定配合，第二链条（307）另一端固定有使第二链条（307）始终绷紧的配重柱（310）。

4.根据权利要求1或2所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述分离机构包括输送带（406）、吸附组件、水平移动组件和竖直移动组件，输送带（406）位于机架上部并与剔除单元相接，水平移动组件包括固定于机架顶部的支撑板（401），支撑板（401）横跨于输送带（406）与提升板（301）的上方，支撑板（401）上设有直线运动单元（402），竖直移动组件固定于直线运动单元（402）上，吸附组件包括至少一个吸盘（405），吸盘（405）固定连接于由竖直移动组件上并由竖直移动组件驱动升降。

5.根据权利要求1或2所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述剔除机构包括固定安装于第一传送带（501）上方的安装架（503），安装架（503）上设有移动机构（502）以及由移动机构（502）驱动移动的剔除板（508），剔除板（508）下端与第一传送带（501）表面之间具有预定的间距。

6.根据权利要求1或2所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述整理单元包括旋转装置和/或翻转装置，当所述整理单元同时包括旋转装置和翻转装置时，旋转装置相接于翻转装置的前端或后端。

7.根据权利要求6所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：旋转装置（700）包括可旋转180度的旋转台以及用于识别书本书脊和/或文字方向的旋转检测机构，旋转检测机构位于旋转台上或旋转台前方，旋转台上设有传送机构。

8.根据权利要求7所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述旋转台包括第二电机（726）和固定在第二电机（726）的输出端的旋转盘（725）；传送机构包括驱动组件、滚轴Ⅰ（707）、滚轴Ⅱ（708）、旋转带（709）、以及均固定在旋转盘（725）上的第一侧板（710）和第二侧板（711）；驱动组件驱动滚轴Ⅰ（707）转动；滚轴Ⅰ（707）和滚轴Ⅱ（708）通过旋转带（709）连接；滚轴Ⅰ（707）的两端和滚轴Ⅱ（708）的两端均分别转动固定在第一侧板（710）和第二侧板（711）上。

9.根据权利要求8所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：驱动装置包括第一电机（701）、第一带轮（702）、第二带轮（703）、传动带（704）、齿轮Ⅰ（705）和固定在滚轴Ⅰ（707）上的齿轮Ⅱ（706），第一带轮（702）固定在第一电机（701）的输出端并通过传动带（704）和第二带轮（703）Ⅱ连接，齿轮Ⅰ（705）固定在第二带轮（703）Ⅱ一侧并与齿轮Ⅱ（706）啮合。

10.根据权利要求9所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：旋转带（709）的前方转动设置有滚动轴Ⅰ（713）；旋转带（709）的后方转动设置有滚动轴Ⅱ（714），滚动轴Ⅰ（713）和滚轴Ⅰ（707）上分别开设有环形槽Ⅰ（715）和环形槽Ⅱ（716），滚动轴Ⅰ（713）和滚轴Ⅰ（707）通过设置在环形槽Ⅰ（715）和环形槽Ⅱ（716）内的线圈Ⅰ（717）连接；滚动轴Ⅱ（714）和滚轴Ⅱ（708）上分别开设有环形槽Ⅲ（718）和环形槽Ⅴ（719），滚动轴Ⅱ（714）和滚轴Ⅱ（708）通过设置在环形槽Ⅲ（718）和环形槽Ⅴ（719）内的线圈Ⅱ（720）连接。

11.根据权利要求6所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：翻转装置（600）包括第三传送带（625），第三传送带（625）上设有用于识别书本正反面的正反检测机构，第三传送带（625）上还设有可将书本进行翻转的翻转机构。

12.根据权利要求11所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：所述翻转机构包括旋转电机（601）以及固定在旋转电机（601）输出端的旋转轴（602），旋转轴（602）上方固定有夹紧件Ⅰ（603），旋转轴（602）下方固定有夹紧件Ⅱ（604）。

13.根据权利要求12所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：夹紧件Ⅰ（603）和夹紧件Ⅱ（604）中心对称，夹紧件Ⅰ（603）和夹紧件Ⅱ（604）均包括翻转气缸、传动组件（606）、活动夹板（607）和带有凸块（608）的固定夹板（609）；翻转气缸的一端铰接在固定夹板（609）上，传动组件（606）通过转动轴（610）转动设置在凸块（608）上并与翻转气缸的活塞端固定连接，活动夹板（607）固定在传动组件（606）下部，固定夹板（609）固定在旋转轴（602）上；固定夹板（609）和活动夹板（607）分别处于旋转轴（602）的两侧。

14.根据权利要求13所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：传动组件（606）包括调节块Ⅰ（611）、调节块Ⅱ（612）、滚轮Ⅰ（613）、滚轮Ⅱ（614）、皮带（615）和连接块（616）；滚轮Ⅰ（613）转动安装于调节块Ⅰ（611）上，滚轮Ⅱ（614）转动安装在调节块Ⅱ（612）上，滚轮Ⅰ（613）和滚轮Ⅱ（614）之间通过皮带（615）连接；活动夹板（607）固定于调节块Ⅱ（612）下侧。

15.根据权利要求14所述的一种图书姿态调整系统，其特征在于：调节块Ⅰ（611）或调节块Ⅱ（612）上固定有限位块Ⅰ（619），限位块Ⅰ（619）上固定有限位块Ⅱ（620），限位块Ⅱ（620）与调节块Ⅰ（611）或调节块Ⅱ（612）之间形成与皮带（615）相匹配的间隙，皮带（615）设置在间隙内，调节块Ⅰ（611）上固定有卡块（621），调节块Ⅱ（612）上开设有与卡块（621）相对应的卡槽（622），卡块（621）设置在卡槽（622）内。

16.一种图书姿态调整方法，使用如权利要求1-15中任一项权利要求所述的图书姿态调整系统，其特征在于：包括以下步骤，

1）图书分离，将图书堆叠在分离装置（400）处，然后通过分离机构将图书一本一本转移至第一传送带（501）上；

2）图书剔除，书本传送至第一传送带（501）上，书本移动至识别机构处时识别机构对书本进行识别，当书本数量只有一本且该书本指定书面朝向指定的一侧时第一传送带（501）将书本输送至整理单元，当识别机构检测到书本数量只有一本且指定书面未朝向指定的一侧，或者检测到有两本以上的书本重叠在一起时剔除机构启动，剔除机构将书本从第一传送带（501）上剔除；

3）图书整理，书本输送至整理单元后对书本位置进行整理，使书本的书脊和/或文字朝向指定的方向，使书本的底封面或正封面朝向指定的方向。

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