CN113243680A - 一种智能家用书架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及日用家具技术领域，特别是一种智能家用书架及其使用方法，包括左竖板、右竖板、连接左竖板和右竖板底部的底座以及连接左竖板和右竖板顶部的顶板，所述左竖板、右竖板之间连接有多个间隔设置的横板，其特征在于：每个所述横板上均设置有多个沿其长度方向依次排列的存书单元，所述底座的中部与顶板之间固定连接有螺纹柱，每个所述横板的底面上且靠近所述螺纹柱均设置有驱动装置，每个所述驱动装置用于驱动对应横板沿螺纹柱的轴向进行移动，所述右竖板的侧部安装有智能控制单元，提供了一种书籍摆放稳定性高、存放的书籍不会发生拱起和卷页的现象、存取书时方便、智能化程度高的一种智能家用书架及其使用方法。

Description

一种智能家用书架及其使用方法

技术领域

本发明涉及日用家具技术领域，特别是一种智能家用书架及其使用方法。

背景技术

书架作为固定和存放书籍的常用工具，由于书架形态、结构的不同，又有书柜、书橱、书隔等其他名称，随着生活水平的提高，现代化的居住宅内通常设置有书房，家用书架则是书房内存储书籍的必备家具；

现有家用书架使用时还存在以下的问题：一、在放置书籍时往往借助书籍自身的重力竖立排列摆放，使得摆放的书籍稳定性不高，容易在取书时导致其余的书籍倾翻跌落，长时间这样存放的书籍还会发生拱起和卷页的现象；二、传统家用书架的放书横板之间的间距无法根据书籍的高度进行调节，造成了空间的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智能家用书架及其使用方法,以解决背景技术中出现的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种智能家用书架，包括左竖板、右竖板、连接左竖板和右竖板底部的底座以及连接左竖板和右竖板顶部的顶板，所述左竖板、右竖板之间连接有多个间隔设置的横板，其特征在于：每个所述横板上均设置有多个沿其长度方向依次排列的存书单元，每个存书单元均包括设于横板上且内部中空设置的基座、设于基座的上表面中部且底部贯穿延伸至基座的内腔的活动柱、一端与活动柱的底部固定连接且另一端与基座的底部表面固定连接的伸缩杆、套设于伸缩杆的外侧且两端分别与活动柱的底部和基座的内腔底部抵紧设置的压缩弹簧、竖直设于基座的内腔且上端与活动柱的底部固定连接的齿条、与齿条的齿面啮合设置的配合齿轮、中部与配合齿轮同轴心固定连接且水平设置于基座的内腔中的丝杆、两个对称设于活动柱的两侧且底部与丝杆的螺纹连接顶部延伸至基座的上表面外侧的移动杆以及两个对称设于活动柱的两侧且底部分别与移动杆的顶部对应连接的夹紧板，所述基座的上表面开设有配合移动杆相互靠近或远离的配合槽，所述基座的上表面的中部开设有可供活动柱上下活动的第一通孔。

优选为：所述底座的中部与顶板之间固定连接有螺纹柱，且每个所述横板均开设有可供螺纹柱穿过的第二通孔，每个所述横板的底面上且靠近所述螺纹柱均设置有驱动装置，每个所述驱动装置用于驱动对应横板沿螺纹柱的轴向进行移动。

优选为：所述驱动装置包括与横板底部固定连接的壳体、与壳体的内壁固定连接的第一电机、与第一电机的输出端同轴心固定连接的第一锥形齿轮以及同轴心套接于螺纹柱上且一侧与第一锥形齿轮啮合设置的第二锥形齿轮，所述壳体上开设有可供螺纹柱活动穿过的第三通孔，所述第二锥形齿轮的中部设置有可供螺纹柱穿过且内壁与螺纹柱的外侧壁螺纹连接的第四通孔。

优选为：每个所述存书单元的背部均对应设置有安装于横板上的顶起装置，每个所述顶起装置均包括倾斜设置于横板的上表面的固定筒、设于固定筒底部的电磁铁、一端与基座的背面铰连接且另一端延伸于固定筒内的推杆、设于固定筒内且电磁铁的磁性相斥的磁块以及设于电磁铁和磁块之间且两端分别与电磁铁和磁块连接的复位弹簧，所述磁块的一端与所述推杆延伸至固定套内的端部固定连接，所述基座的正面底部通过合页与横板的正面连接。

优选为：所述基座的正面竖直安装有挡板，所述挡板与基座的上表面垂直设置且与基座的宽度相等。

优选为：每个所述横板的两侧的侧壁上均固定连接有T型滑块，所述左竖板和右竖板朝向横板的侧壁上竖直开设有与T型滑块适配的滑槽。

优选为：所述右竖板的侧部安装有智能控制单元，所述智能控制单元包括显示器、与显示器电性连接的储存器以及与显示器和储存器电性连接的PLC控制器，所述显示器用于显示存书单元的位置信息、录入对应存入存书单元的书籍名称信息、搜索和显示书籍名称对应的存书单元位置信息以及向PLC控制器传送控制信号，所述储存器用于储存所有存书单元的位置信息以及对应存书单元内书籍的名称信息，所述PLC控制器用于控制所述第一电机和电磁铁的启停。

优选为：相邻所述横板之间均设置有限位感应器，所述限位感应器与智能控制单元电性连接，且向智能控制单元输送限位报警信号。

优选为：每个所述横板上的存书单元均设置有对应主编号，所述显示器上显示的存书单元的位置信息中设置有与主编号对应的副编号。

一种智能家用书架的使用方法，其适用如权利要求1-8任意一项的所述的智能家用书架，其特征在于，包括如下步骤：

S1、存书：从横板上选择一个空置的存书单元，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，将待存放的书籍放入存书单元内后，在显示器对应存书单元中存入书籍的名称信息，使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，关闭电磁阀，存书单元恢复原始位置，完成存书；

S2、取书：在显示器输入书籍名称信息，显示器搜索出对应书籍名称信息存放的相应存书单元的位置信息，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，从对应的存书单元取下书籍。

本发明的有益效果：在书架上设置的存书单元对应单本的书籍或是少量的书籍，进而在取拿书籍时避免其余的书籍倾翻跌落，且当书籍放置在存书单元内时，书籍自身的重力将活动柱向基座的内腔底部下压，带动齿条向下移动，与齿条啮合的配合齿轮转动，带动丝杆转动，与丝杆螺纹连接的两个移动杆经配合槽的限位相互靠近运动，进而与两个移动杆连接的夹紧板相互靠近，将书籍进行夹紧，有效的防止长时间存放的书籍发生拱起和卷页的现象；设置的螺纹柱且每个横板上设置的用于驱动对应横板沿螺纹柱的轴向进行移动的驱动装置，通过控制驱动装置使得对应的横板可以在螺纹柱上进行上下移动，从而调节横板之间的间距，可采用横板的单个调节的方式也可采用多个横板同时调节的方式进行调节，从而可根据书籍的高度对横板之间的间距进行调节，避免空间的浪费，且结构简单；设置的智能控制单元和顶起装置，可通过智能控制单元对顶起装置进行控制，方便对书籍进行存放和取拿，同时，智能控制单元也可对驱动装置进行控制，方便对横板间距的控制操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式结构示意图；

图2为本发明具体实施例中存书单元的结构示意图；

图3为本发明具体实施例中驱动装置的剖视结构示意图；

图4为本发明具体实施例中顶起装置的剖视结构示意图；

图5为本发明具体实施例中智能控制单元的结构示意图；

图6为本发明具体实施例中左竖板的横向剖视图。

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作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。

本发明各实施例具体可参考说明书中所示的图1-图6。

实施例1

本发明公开了一种智能家用书架，包括左竖板1、右竖板2、连接左竖板1和右竖板2底部的底座3以及连接左竖板1和右竖板2顶部的顶板4，所述左竖板1、右竖板2之间连接有多个间隔设置的横板5，在本发明具体实施例1中，每个所述横板5上均设置有多个沿其长度方向依次排列的存书单元51，每个存书单元均51包括设于横板5上且内部中空设置的基座511、设于基座511的上表面中部且底部贯穿延伸至基座511的内腔的活动柱512、一端与活动柱512的底部固定连接且另一端与基座511的底部表面固定连接的伸缩杆513、套设于伸缩513的外侧且两端分别与活动柱512的底部和基座511的内腔底部抵紧设置的压缩弹簧514、竖直设于基座511的内腔且上端与活动柱512的底部固定连接的齿条515、与齿条515的齿面啮合设置的配合齿轮516、中部与配合齿轮516同轴心固定连接且水平设置于基座511的内腔中的丝杆517、两个对称设于活动柱512的两侧且底部与丝杆517的螺纹连接顶部延伸至基座511的上表面外侧的移动杆518以及两个对称设于活动柱512的两侧且底部分别与移动杆518的顶部对应连接的夹紧板519，所述基座511的上表面开设有配合移动杆518相互靠近或远离的配合槽520，所述基座511的上表面的中部开设有可供活动柱512上下活动的第一通孔521。

通过采用上述技术方案，在书架上设置的存书单元对应单本的书籍或是少量的书籍，进而在取拿书籍时避免其余的书籍倾翻跌落，且当书籍放置在存书单元内时，书籍自身的重力将活动柱向基座的内腔底部下压，带动齿条向下移动，同时伸缩杆收缩、压缩弹簧被压缩，与齿条啮合的配合齿轮转动，带动丝杆转动，与丝杆螺纹连接的两个移动杆经配合槽的限位相互靠近运动，进而与两个移动杆连接的夹紧板相互靠近，将书籍进行夹紧，有效的防止长时间存放的书籍发生拱起和卷页的现象；当存书单元内的书籍取出后，压缩弹簧释放弹力将活动柱顶起，活动柱带动齿条向上移动，进而与齿条啮合配合齿轮反转，带动丝杆反转，两个与丝杆螺纹连接的活动杆经配合槽的限位相互远离运动，从而带动分别与两个移动杆连接的夹紧板相互远离。

实施例2

在本发明具体实施例2中，所述底座3的中部与顶板4之间固定连接有螺纹柱31，且每个所述横板5均开设有可供螺纹柱31穿过的第二通孔，每个所述横板5的底面上且靠近所述螺纹柱31均设置有驱动装置6，每个所述驱动装置6用于驱动对应横板5沿螺纹柱31的轴向进行移动。

通过采用上述技术方案，设置的螺纹柱且每个横板上设置的用于驱动对应横板沿螺纹柱的轴向进行移动的驱动装置，通过控制驱动装置使得对应的横板可以在螺纹柱上进行上下移动，从而调节横板之间的间距，可采用横板的单个调节的方式也可采用多个横板同时调节的方式进行调节，从而可根据书籍的高度对横板之间的间距进行调节，避免空间的浪费，且结构简单。

在本发明具体实施例2中，所述驱动装置6包括与横板5底部固定连接的壳体61、与壳体61的内壁固定连接的第一电机62、与第一电机62的输出端同轴心固定连接的第一锥形齿轮63以及同轴心套接于螺纹柱31上且一侧与第一锥形齿轮63啮合设置的第二锥形齿轮64，所述壳体61上开设有可供螺纹柱31活动穿过的第三通孔65，所述第二锥形齿轮64的中部设置有可供螺纹柱31穿过且内壁与螺纹柱31的外侧壁螺纹连接的第四通孔。

通过采用上述技术方案，开启第一电机，第一电机的输出端带动第一锥形齿轮进行转动，从而与第一锥形齿轮啮合的第二锥形齿轮同步转动，第二锥形齿轮由于壳体的限位且与螺纹柱之间为螺纹连接，且当第二锥形齿轮转动时，带动壳体在螺纹柱上下移动，壳体与横板的底部固定连接，从而壳体移动时可带动横板在螺纹柱上移动，进而通过第一电机输出端的正转或者反转，可控制对应横板沿螺纹柱的轴向往复移动，从而调整各个横板之间的间距。

实施例3

在本发明具体实施例3中，每个所述存书单元51的背部均对应设置有安装于横板5上的顶起装置7，每个所述顶起装置7均包括倾斜设置于横板5的上表面的固定筒71、设于固定筒71底部的电磁铁72、一端与基座511的背面铰连接且另一端延伸于固定筒71内的推杆73、设于固定筒71内且电磁铁72的磁性相斥的磁块74以及设于电磁铁72和磁块74之间且两端分别与电磁铁72和磁块74连接的复位弹簧75，所述磁块74的一端与所述推杆73延伸至固定套内的端部固定连接，所述基座511的正面底部通过合页与横板5的正面连接。

通过采用上述技术方案，设置的顶起装置可对存书单元进行顶起，使得存书单元与横板产生倾斜的夹角，进而存书单元内的书籍发生倾斜，一部分的重力转移到基座的上表面，对活动柱的压力减小，使得压缩弹簧恢复部分形变，顶推活动柱上升，带动齿条向上移动，进而与齿条啮合配合齿轮反转，带动丝杆反转，两个与丝杆螺纹连接的活动杆经配合槽的限位相互远离运动，从而带动分别与两个移动杆连接的夹紧板相互远离，方便将书籍取出；通过开启电磁铁，电磁铁产生磁性与磁块相斥，磁块朝向远离电磁铁的方向进行移动，拉伸复位弹簧的同时顶动推杆进行移动，进而推杆推动基座在合页内转动，基座带动书籍倾斜出原始位置，方便人员识别和取拿。

在本发明具体实施例1中，所述基座511的正面竖直安装有挡板5110，所述挡板5110与基座511的上表面垂直设置且与基座511的宽度相等。

通过采用上述技术方案，设置的挡板，顶起装置顶起存书单元时，对书籍进行限位，进而防止书籍掉落。

在本发明具体实施例1中，每个所述横板5的两侧的侧壁上均固定连接有T型滑块500，所述左竖板1和右竖板2朝向横板5的侧壁上竖直开设有与T型滑块500适配的滑槽501。

通过采用上述技术方案，设置的T型滑块与滑槽的配合，对横板进行限位，防止其前后摇摆，同时，在横板上下移动时，对横板进行导向，提高横板移动的稳定性。

实施例4

在本发明具体实施例4中，所述右竖板2的侧部安装有智能控制单元8，所述智能控制单元8包括显示器81、与显示器81电性连接的储存器82以及与显示器81和储存器82电性连接的PLC控制器83，所述显示器81用于显示存书单元51的位置信息、录入对应存入存书单元51的书籍名称信息、搜索和显示书籍名称对应的存书单元51位置信息以及向PLC控制器83传送控制信号，所述储存器81用于储存所有存书单元51的位置信息以及对应存书单元51内书籍的名称信息，所述PLC控制器83用于控制所述第一电机62和电磁铁72的启停。

通过采用上述技术方案，设置的智能控制单元实现了书籍存放的智能化，通过在智能控制单元内存入每个存书单元的位置信息，且通过将放入横板上相应存书单元对应书籍的名称录入到智能控制单元内的对应的存书单元的位置信息内，取书时，通过在智能控制单元内输入书籍名称进行查找，智能控制单元内的显示屏显示出盖书籍存放的存书单元的位置信息，再通过智能控制单元对横板上与存书单元对应的顶起装置进行控制顶起，将书籍取出。

在本发明具体实施例4中，相邻所述横板5之间均设置有限位感应器100，所述限位感应器100与显示器81电性连接，且向显示器81输送限位报警信号。

通过采用上述技术方案，设置的相邻所述横板之间的限位感应器，对相邻横板之间的间距进行限位报警，保证顶起装置能够将存书单元进行顶起，且当横板上的存书单元以及在存书单元内的书籍在被顶起装置顶起前，高度大于限位感应器的限位最大值，限位感应器向智能控制单元输送限位报警信号。

在本发明具体实施例4中，每个所述横板5上的存书单元51均设置有对应主编号，所述显示器81上显示的存书单元51的位置信息中设置有与主编号对应的副编号。

通过采用上述技术方案，设置的横板上的存书单元对应的主编号以及显示器上显示的存书单元的位置信息中对应的副编号，方便人员在存取书籍的时候进行观测和对应操作。

一种智能家用书架的使用方法，其适用如权利要求1-8任意一项的所述的智能家用书架，其特征在于，包括如下步骤：

S1、存书：从横板上选择一个空置的存书单元，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，将待存放的书籍放入存书单元内后，在显示器对应存书单元中存入书籍的名称信息，使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，关闭电磁阀，存书单元恢复原始位置，完成存书；

S2、取书：在显示器输入书籍名称信息，显示器搜索出对应书籍名称信息存放的相应存书单元的位置信息，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，从对应的存书单元取下书籍。

综上所述，本发明提供了一种书籍摆放稳定性高、存放的书籍不会发生拱起和卷页的现象、存取书时方便、智能化程度高的一种智能家用书架及其使用方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能家用书架，包括左竖板、右竖板、连接左竖板和右竖板底部的底座以及连接左竖板和右竖板顶部的顶板，所述左竖板、右竖板之间连接有多个间隔设置的横板，其特征在于：每个所述横板上均设置有多个沿其长度方向依次排列的存书单元，每个存书单元均包括设于横板上且内部中空设置的基座、设于基座的上表面中部且底部贯穿延伸至基座的内腔的活动柱、一端与活动柱的底部固定连接且另一端与基座的底部表面固定连接的伸缩杆、套设于伸缩杆的外侧且两端分别与活动柱的底部和基座的内腔底部抵紧设置的压缩弹簧、竖直设于基座的内腔且上端与活动柱的底部固定连接的齿条、与齿条的齿面啮合设置的配合齿轮、中部与配合齿轮同轴心固定连接且水平设置于基座的内腔中的丝杆、两个对称设于活动柱的两侧且底部与丝杆的螺纹连接顶部延伸至基座的上表面外侧的移动杆以及两个对称设于活动柱的两侧且底部分别与移动杆的顶部对应连接的夹紧板，所述基座的上表面开设有配合移动杆相互靠近或远离的配合槽，所述基座的上表面的中部开设有可供活动柱上下活动的第一通孔。

2.根据权利要求1所述的一种智能家用书架，其特征在于：所述底座的中部与顶板之间固定连接有螺纹柱，且每个所述横板均开设有可供螺纹柱穿过的第二通孔，每个所述横板的底面上且靠近所述螺纹柱均设置有驱动装置，每个所述驱动装置用于驱动对应横板沿螺纹柱的轴向进行移动。

3.根据权利要求2所述的一种智能家用书架，其特征在于：所述驱动装置包括与横板底部固定连接的壳体、与壳体的内壁固定连接的第一电机、与第一电机的输出端同轴心固定连接的第一锥形齿轮以及同轴心套接于螺纹柱上且一侧与第一锥形齿轮啮合设置的第二锥形齿轮，所述壳体上开设有可供螺纹柱活动穿过的第三通孔，所述第二锥形齿轮的中部设置有可供螺纹柱穿过且内壁与螺纹柱的外侧壁螺纹连接的第四通孔。

4.根据权利要求3所述的一种智能家用书架，其特征在于：每个所述存书单元的背部均对应设置有安装于横板上的顶起装置，每个所述顶起装置均包括倾斜设置于横板的上表面的固定筒、设于固定筒底部的电磁铁、一端与基座的背面铰连接且另一端延伸于固定筒内的推杆、设于固定筒内且电磁铁的磁性相斥的磁块以及设于电磁铁和磁块之间且两端分别与电磁铁和磁块连接的复位弹簧，所述磁块的一端与所述推杆延伸至固定套内的端部固定连接，所述基座的正面底部通过合页与横板的正面连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能家用书架，其特征在于：所述基座的正面竖直安装有挡板，所述挡板与基座的上表面垂直设置且与基座的宽度相等。

6.根据权利要求5所述的一种智能家用书架，其特征在于：每个所述横板的两侧的侧壁上均固定连接有T型滑块，所述左竖板和右竖板朝向横板的侧壁上竖直开设有与T型滑块适配的滑槽。

7.根据权利要求6所述的一种智能家用书架，其特征在于：所述右竖板的侧部安装有智能控制单元，所述智能控制单元包括显示器、与显示器电性连接的储存器以及与显示器和储存器电性连接的PLC控制器，所述显示器用于显示存书单元的位置信息、录入对应存入存书单元的书籍名称信息、搜索和显示书籍名称对应的存书单元位置信息以及向PLC控制器传送控制信号，所述储存器用于储存所有存书单元的位置信息以及对应存书单元内书籍的名称信息，所述PLC控制器用于控制所述第一电机和电磁铁的启停。

8.根据权利要求7所述的一种智能家用书架，其特征在于：相邻所述横板之间均设置有限位感应器，所述限位感应器与智能控制单元电性连接，且向智能控制单元输送限位报警信号。

9.根据权利要求8所述的一种智能家用书架，其特征在于：每个所述横板上的存书单元均设置有对应主编号，所述显示器上显示的存书单元的位置信息中设置有与主编号对应的副编号。

10.一种智能家用书架的使用方法，其适用如权利要求1-8任意一项的所述的智能家用书架，其特征在于，包括如下步骤：

S1、存书：从横板上选择一个空置的存书单元，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，将待存放的书籍放入存书单元内后，在显示器对应存书单元中存入书籍的名称信息，使用显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，关闭电磁阀，存书单元恢复原始位置，完成存书；

S2、取书：在显示器输入书籍名称信息，显示器搜索出对应书籍名称信息存放的相应存书单元的位置信息，在显示器上选择对应存书单元的副编号，通过显示器向PLC控制器对选择的存书单元对应的电磁铁传送控制信号，电磁铁接通，产生斥力，书架上对应的存书单元朝向正面方向侧倾，从对应的存书单元取下书籍。

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