CN113733112B - 图书馆机器人 - Google Patents

图书馆机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN113733112B
CN113733112B CN202111025068.1A CN202111025068A CN113733112B CN 113733112 B CN113733112 B CN 113733112B CN 202111025068 A CN202111025068 A CN 202111025068A CN 113733112 B CN113733112 B CN 113733112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
clamping jaw
movement device
axis movement
finger
connecting plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111025068.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113733112A (zh
Inventor
蔡亦潜
黄博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology Weihai
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Weihai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology Weihai filed Critical Harbin Institute of Technology Weihai
Priority to CN202111025068.1A priority Critical patent/CN113733112B/zh
Publication of CN113733112A publication Critical patent/CN113733112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113733112B publication Critical patent/CN113733112B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/08—Gripping heads and other end effectors having finger members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02—Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明涉及一种图书馆机器人，其解决了现有用于图书自动存取、分拣的机器人抓取图书时要求每本书都处于直立情况并且两本书之间存在一定距离，对于非直立状态、相邻两本书之间紧贴无距离则不适用，机器人运动轨迹单一，不能避障，对图书的书别较为麻烦的技术问题，其包括轮式移动平台、升降装置、Y轴运动装置、X轴运动装置和机械手，升降装置与轮式移动平台连接，Y轴运动装置与升降装置连接，X轴运动装置与Y轴运动装置连接，机械手与X轴运动装置连接；机械手设有第一夹爪、第二夹爪和拨动手指。其可广泛应用于图书馆书架上图书的自动存取和分拣。

Description

图书馆机器人
技术领域
本发明涉及图书馆环境下的图书自动存取和分拣技术领域，具体而言，涉及一种图书馆机器人。
背景技术
公共图书馆环境中，书架上书籍胡乱摆放、图书归位繁琐、以及馆藏溢出等的问题较为严重。图书馆管理员往往需要承担图书归位的任务，然而在馆藏数量多的环境下，只采用图书馆管理员对图书进行管理的方式会造成人工成本高昂，图书的归位易造成错误，效率低的技术问题。
目前，有的图书馆应用机器人代替人工进行图书管理，这些机器人能够完成在特定环境中对于图书的抓取，并在固定运动轨道上实现从一个书架到令一个书架之间的运动和对于图书的分辨，但是存在以下的技术缺陷：(1)对于图书的夹取往往要求每本书都处于直立情况并且两本书之间存在一定距离(图书分散排列)，对于非直立状态、相邻两本书之间紧贴无距离则不适用。(2)对于机器人的在图书馆中的运动往往采用在地上铺设铜线的AGV引导小车来实现，这种方式运动轨迹单一，而且无法实现对于运动中的读者的避障。(3)对于图书的识别采用扫码或者加装RFID的方式来辨别，需要对于图书加装外物，对于新进图书的添加较为麻烦。
发明内容
本发明就是为了解决现有用于图书自动存取、分拣的机器人抓取图书时要求每本书都处于直立情况并且两本书之间存在一定距离，对于非直立状态、相邻两本书之间紧贴无距离则不适用，机器人运动轨迹单一，不能避障，对图书的书别较为麻烦的技术问题，提供一种图书以各种方排列的图书馆机器人。
本发明提供一种图书馆机器人，包括轮式移动平台、升降装置、Y轴运动装置、X轴运动装置和机械手，升降装置与轮式移动平台连接，Y轴运动装置与升降装置连接，X轴运动装置与Y轴运动装置连接，机械手与X轴运动装置连接；机械手包括第一夹爪、第二夹爪、第一夹爪支撑杆、第二夹爪支撑杆、第一夹爪驱动杆、第二夹爪驱动杆、基座、夹爪舵机、拨动手指、拨动手指舵机、拨动手指支架和转轴，夹爪舵机与基座连接，第一夹爪的后端与第一夹爪驱动杆铰接，第二夹爪的后端与第二夹爪驱动杆铰接，第一夹爪支撑杆的一端与第一夹爪的中部铰接，第一夹爪支撑杆的另一端与基座铰接，第二夹爪支撑杆的一端与第二夹爪的中部铰接，第二夹爪支撑杆的另一端与基座铰接；第一夹爪和第二夹爪对称布置，第一夹爪驱动杆设有第一圆盘部，第一圆盘部设有多个齿，第二夹爪驱动杆设有第二圆盘部，第二圆盘部上设有多个齿，第一圆盘部上的齿与第二圆盘部上的齿啮合；第二圆盘部与基座转动连接，第一圆盘部的中心与夹爪舵机的输出部连接；拨动手指舵机与拨动手指支架连接，拨动手指与转轴固定连接，转轴的一端与拨动手指支架转动连接，转轴的另一端与拨动手指舵机的输出部连接；拨动手指的末端设有凸起部；拨动手指在X轴方向上位于第一夹爪和第二夹爪之间，拨动手指在Z轴方向上位于第一夹爪的上方；
拨动手指支架和基座分别与X轴运动装置连接。
优选地，第一夹爪的末端设有防滑槽，第二夹爪的末端设有防滑槽。
优选地，Y轴运动装置包括第一直线轴承、第二直线轴承、前支撑板、Y向步进电机、第一同步带轮、前端惰轮、Y方向同步带、第一光轴、第二光轴、第一直线轴承座、第二直线轴承座、X轴运动装置连接板、Y向步进电机支架和前端惰轮连接板，Y向步进电机与Y向步进电机支架连接，第一同步带轮与Y向步进电机的输出轴连接，前端惰轮连接板与前支撑板固定连接，前端惰轮与前端惰轮连接板连接，Y方向同步带连接于第一同步带轮和前端惰轮之间；第一光轴穿过第一直线轴承，第二光轴穿过第二直线轴承，第一直线轴承座与第一直线轴承固定连接，第二直线轴承座与第二直线轴承固定连接，第一光轴的前端与前支撑板固定连接，第二光轴的前端与前支撑板固定连接，第一光轴和第二光轴平行布置；X轴运动装置连接板与第一直线轴承座固定连接，X轴运动装置连接板与第二直线轴承座固定连接；
第一光轴的后端与升降装置固定连接，第二光轴的后端与升降装置固定连接，Y向步进电机支架3与升降装置固定连接；
X轴运动装置包括X向步进电机、第二同步带轮、X方向同步带、惰轮、导轨组件和机械手连接板，第二同步带轮与X向步进电机的输出轴连接，X方向同步带连接于第二同步带轮和惰轮之间，机械手连接板的下部通过同步带连接板与X方向同步带连接，机械手连接板的上部与导轨组件上的滑块连接；
X向步进电机与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接，导轨组件与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接，惰轮与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接；
机械手的拨动手指支架和基座分别与X轴运动装置的机械手连接板固定连接。
优选地，图书馆机器人还包括深度相机，深度相机与Y轴运动装置的末端连接。
优选地，图书馆机器人还包括二维激光雷达，二维激光雷达与轮式移动平台的外壳连接。
本发明还提供使用图书馆机器人的图书取出方法，包括以下步骤：
机械手中的拨动手指舵机动作带动拨动手指向下转动一定角度，进而拨动手指的凸起部下压书架上图书的顶部；
Y轴运动装置动作带动X轴运动装置向后移动一定距离，X轴运动装置带动机械手向后移动一定距离，使图书处于倾斜状态，此时拨动手指舵机工作使第一夹爪、第二夹爪靠拢夹持住图书的右上方部分；
Y轴运动装置工作从而带动X轴运动装置继续后运动，X轴运动装置带动机械手向后运动，第一夹爪和第二夹爪将图书从书架中抽出。
本发明还提供一种图书取出方法，包括以下步骤：
第一步，下压图书的顶部；
第二步，向外拨动图书使图书处于倾斜状态；
第三步，夹持图书的有上方部分；
第四步，使图书向外移动。
本发明的有益效果是：
结构紧凑，设计巧妙。
机械手体积小，机械手结构中采用舵机作为动力源能够兼顾轻便和成本控制。
针对相邻图书紧贴无间距的情况以及图书之间存在一定间距的情况，都能够将图书快速地、顺利取出。对于稍微倒向相邻图书，即横向倾斜的图书，也能适用，也能快速地、顺利地完成取出功能。也是说，本发明适用于书架上分散排练的图书，也适用于紧密排列的图书。
采用的二维激光雷达，能够对环境进行建图和实时避障，保障机器人行驶轨迹的灵活性以及安全性。
采用双目相机对图书进行信息的提取，无需对于图书添加RFID或条形码等外部材料，节约成本且有更大的适应范围。
本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
图1是图书馆机器人的立体图；
图2是图书馆机器人的主视图；
图3是图书馆机器人的后视图；
图4是图书馆机器人的俯视图；
图5是图书馆机器人的左视图；
图6是图书馆机器人的轮式移动平台的结构示意图；
图7是图书馆机器人的升降装置的结构示意图；
图8是图1的局部放大图；
图9是Y轴运动装置的结构示意图；
图10是图9所示Y轴运动装置的俯视图；
图11是图9所示Y轴运动装置的主视图；
图12是图9所示Y轴运动装置的左视图；
图13是X轴运动装置的结构示意图；
图14是图13所示结构的主视图；
图15是图13所示结构的俯视图；
图16是图13所示结构的左视图；
图17是机械手的立体图；
图18是图17所示机械手的主视图；
图19是图17所示机械手的仰视图；
图20是图17所示机械手的左视图；
图21是图17中，基座与夹爪舵机连接，第一夹爪驱动杆与第一夹爪连接以及第二夹爪驱动杆与第二夹爪连接的结构示意图；
图22是图21所示结构的俯视图；
图23是图21所示结构的后视图；
图24是图17中，拨动手指、拨动手指舵机和拨动手指支架连接在一起的结构示意图；
图25是图24所示结构另一视角的立体图；
图26是图24所示结构俯视图；
图27是机械手与X轴运动装置连接的结构示意图；
图28是图书馆机器人工作时的起始位置；
图29是图书馆机器人的机械手向前移动靠近图书的状态示意图；
图30是图书馆机器人中机械手的拨动手指下压图书顶部的状态示意图；
图31是图30中M处的局部放大图；
图32是图书馆机器人中机械手的拨动手指向后移动使图书倾斜，两个夹爪夹持住图书的状态示意图；
图33是图32中N处的局部放大图。
图中符号说明：
1.机械手，1-1.第一夹爪，1-2.第二夹爪，1-3.第一夹爪支撑杆，1-4.第二夹爪支撑杆，1-5.第一夹爪驱动杆，1-6.第二夹爪驱动杆，1-7.基座，1-8.夹爪舵机，1-9.拨动手指，1-10.拨动手指舵机，1-11.拨动手指支架，1-12.转轴；2.X轴运动装置，2-1.X向步进电机，2-2.第二同步带轮，2-3.X方向同步带，2-4.惰轮，2-5.导轨组件，2-5-1滑块，2-6.同步带连接板，2-7.机械手连接板；3.Y轴运动装置，3-1.第一直线轴承，3-2.第二直线轴承，3-3.前支撑板，3-4.Y向步进电机，3-5.第一同步带轮，3-6.前端惰轮，3-7.Y方向同步带，3-8.第一光轴，3-9.第二光轴，3-10.第一直线轴承座，3-11.第二直线轴承座，3-12.X轴运动装置连接板，3-13.Y向步进电机支架，3-14.前端惰轮连接板；4.升降装置，4-1.惰轮，4-3.立柱，4-4.导轨末端限位块，4-5.导轨组件，4-5-1.滑块，4-6.同步带，4-10.第一光轴固定板，4-11.第二光轴固定装置板，4-12.连接板，4-13.第一支架，4-14.第二支架，4-15.底板，4-16.升降步进电机，4-17.同步带连接件；5.轮式移动平台，6.深度相机，7.二维激光雷达；20.目标图书。
具体实施方式
以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示，图书馆机器人包括轮式移动平台5、升降装置4、Y轴运动装置3、X轴运动装置2、机械手1、深度相机6、二维激光雷达7，二维激光雷达7安装在轮式移动平台5的外壳上，升降装置4安装在轮式移动平台5的顶部，Y轴运动装置3与升降装置4连接，X轴运动装置2与Y轴运动装置3连接，机械手1与X轴运动装置2连接。深度相机6安装在Y轴运动装置3的末端。
如图7所示，升降装置4包括惰轮4-1、立柱4-3、导轨末端限位块4-4、导轨组件4-5、同步带4-6、第一光轴固定板4-10、第二光轴固定装置板4-11、连接板4-12、第一支架4-13、第二支架4-14、底板4-15、升降步进电机4-16、同步带连接件4-17，立柱4-3与底板4-15固定连接，第一支架4-13连接于底板4-15和立柱4-3的下部之间，第二支架4-14连接于底板4-15和立柱4-3的下部之间。升降步进电机4-16固定安装在底板4-15上，升降步进电机4-16的输出端连接有同步带轮，惰轮4-1与立柱4-3的顶部连接，同步带4-6连接于惰轮4-1和升降步进电机4-16输出端上同步带轮之间。导轨组件4-5与立柱4-3连接，导轨末端限位块4-4安装在立柱4-3的顶部用来限位。连接板4-12与导轨组件4-5的滑块4-5-1连接，第一光轴固定板4-10、第二光轴固定装置板4-11分别与连接板4-12固定连接。同步带连接件4-17的一端与连接板4-12固定连接，同步带连接件4-17的另一端与同步带4-6连接。升降步进电机4-16工作能够使连接板4-12沿垂直方向上下运动。立柱4-3具体可以选用型材。
升降装置4的底板4-15通过螺钉与轮式移动平台5的顶部固定连接。
如图8-12所示，Y轴运动装置3包括第一直线轴承3-1、第二直线轴承3-2、前支撑板3-3、Y向步进电机3-4、第一同步带轮3-5、前端惰轮3-6、Y方向同步带3-7、第一光轴3-8、第二光轴3-9、第一直线轴承座3-10、第二直线轴承座3-11、X轴运动装置连接板3-12、Y向步进电机支架3-13、前端惰轮连接板3-14，Y向步进电机3-4固定安装在Y向步进电机支架3-13上，第一同步带轮3-5与Y向步进电机3-4的输出轴连接，前端惰轮连接板3-14与前支撑板3-3固定连接，前端惰轮3-6与前端惰轮连接板3-14连接，Y方向同步带3-7连接于第一同步带轮3-5和前端惰轮3-6之间；第一光轴3-8穿过第一直线轴承3-1，第二光轴3-9穿过第二直线轴承3-2，第一直线轴承座3-10与第一直线轴承3-1固定连接，第二直线轴承座3-11与第二直线轴承3-2固定连接，第一光轴3-8的前端与前支撑板3-3固定连接，第二光轴3-9的前端与前支撑板3-3固定连接，第一光轴3-8和第二光轴3-9平行布置；X轴运动装置连接板3-12与第一直线轴承座3-10固定连接，X轴运动装置连接板3-12与第二直线轴承座3-11固定连接。
第一光轴3-8的后端与升降装置4的第一光轴固定板4-10固定连接，第二光轴3-9的后端与升降装置4的第二光轴固定装置板4-11固定连接。Y向步进电机支架3-13与升降装置4的连接板4-12固定连接。
如图13-16所示，X轴运动装置2包括X向步进电机2-1、第二同步带轮2-2、X方向同步带2-3、惰轮2-4、导轨组件2-5、同步带连接板2-6、机械手连接板2-7，第二同步带轮2-2与X向步进电机2-1的输出轴连接，X方向同步带2-3连接于第二同步带轮2-2和惰轮2-4之间，机械手连接板2-7的下部通过同步带连接板2-6与X方向同步带2-3连接，机械手连接板2-7的上部与导轨组件2-5上的滑块2-5-1连接。
结构图8和图9，X向步进电机2-1固定安装在Y轴运动装置3的X轴运动装置连接板3-12上，导轨组件2-5与X轴运动装置连接板3-12连接。惰轮2-4与X轴运动装置连接板3-12连接。Y轴运动装置3工作能够带动X轴运动装置2沿Y轴方向移动，即让X轴运动装置2前后移动，由于机械手1与X轴运动装置2连接，X轴运动装置2前后移动就能使机械手1整体前后移动。
如图17-26所示，机械手1包括第一夹爪1-1、第二夹爪1-2、第一夹爪支撑杆1-3、第二夹爪支撑杆1-4、第一夹爪驱动杆1-5、第二夹爪驱动杆1-6、基座1-7、夹爪舵机1-8、拨动手指1-9、拨动手指舵机1-10、拨动手指支架1-11、转轴1-12，夹爪舵机1-8固定安装在基座1-7上，第一夹爪1-1的后端与第一夹爪驱动杆1-5铰接，第二夹爪1-2的后端与第二夹爪驱动杆1-6铰接，第一夹爪支撑杆1-3的一端与第一夹爪1-1的中部铰接，第一夹爪支撑杆1-3的另一端与基座1-7铰接，第二夹爪支撑杆1-4的一端与第二夹爪1-2的中部铰接，第二夹爪支撑杆1-4的另一端与基座1-7铰接；第一夹爪1-1和第二夹爪1-2对称布置，第一夹爪1-1的末端设有防滑槽1-1-1，第二夹爪1-2的末端设有防滑槽1-2-1；第一夹爪驱动杆1-5设有第一圆盘部1-5-1，第一圆盘部1-5-1设有多个齿，第二夹爪驱动杆1-6设有第二圆盘部1-6-1，第二圆盘部1-6-1上设有多个齿，第一圆盘部1-5-1上的齿与第二圆盘部1-6-1上的齿啮合；第二圆盘部1-6-1与基座1-7转动连接，第一圆盘部1-5-1的中心与夹爪舵机1-8的输出部连接，夹爪舵机1-8动作带动第一圆盘部1-5-1转动，第一圆盘部1-5-1在齿的作用下带动第二圆盘部1-6-1转动，从而实现夹爪舵机1-8动作使第一夹爪驱动杆1-5和第二夹爪驱动杆1-6同时动作，第一夹爪驱动杆1-5和第二夹爪驱动杆1-6动作带动第一夹爪1-1、第二夹爪1-2张开或闭合。拨动手指舵机1-10固定安装在拨动手指支架1-11上，拨动手指1-9与转轴1-12固定连接，转轴1-12的一端与拨动手指支架1-11转动连接，转轴1-12的另一端与拨动手指舵机1-10的输出部连接，拨动手指舵机1-10工作能够使转轴1-12转动，转轴1-12带动拨动手指1-9转动。拨动手指1-9的末端设有凸起部1-9-1。拨动手指1-9在X轴方向上位于第一夹爪1-1和第二夹爪1-2之间，拨动手指1-9在Z轴方向上位于第一夹爪1-1的上方。
如图9、17和27所示，拨动手指支架1-11通过螺钉与X轴运动装置2的机械手连接板2-7固定连接，基座1-7通过螺钉与机械手连接板2-7固定连接，从而将机械手1安装在X轴运动装置2上，X轴运动装置2工作时能够带动整个机械手沿X轴方向移动，即横向移动。
深度相机6固定安装在Y轴运动装置3的前支撑板3-3上。
下面描述图书馆机器人的工作过程：
图书馆机器人上的深度相机6采集书架上摆放的多个图书的图像，放置在轮式移动平台5中的控制器根据深度相机采集的图像信息通过视觉技术识别出目标图书20，控制器指令图书馆机器人的轮式移动平台5运动使整个机器人移动到目标图书20处(采用的二维激光雷达，能够对环境进行建图和实时避障，保障机器人行驶轨迹的灵活性以及安全性)，升降装置4和X轴运动装置2联动使机械手正对目标图书的顶部，如28所示，目标图书20处于直立状态，此时机械手1的第一夹爪1-1、第二夹爪1-2和拨动手指1-9处于初始状态，第一夹爪1-1、第二夹爪1-2和拨动手指1-9远离Y轴运动装置3的前支撑板3-3，拨动手指1-9处于上翘状态，第一夹爪1-1、第二夹爪1-2处于张开状态。
Y轴运动装置3动作使机械手1向前移动(向目标图书方向移动)，机械手1移动到Y轴运动装置3的前支撑板3-3位置，如图29所示，此时机械手的第一夹爪1-1、第二夹爪1-2处于张开状态，拨动手指1-9处于上翘状态。
机械手1中的拨动手指舵机1-10动作带动拨动手指1-9向下转动一定角度，进而拨动手指1-9的末端下压目标图书的顶部，如图30和31所示。
Y轴运动装置动作带动X轴运动装置2按照图32中箭头方向向后移动一定距离，X轴运动装置2带动机械手1向后移动一定距离，由于拨动手指1-9的末端下压目标图书的顶部，从而使目标图书20向右翻转一定角度，目标图书处于倾斜状态(目标图书从一排图书中向外突出)，此时拨动手指舵机1-10工作使第一夹爪1-1、第二夹爪1-2靠拢夹持住目标图书20的右上方部分，如图33所示。
Y轴运动装置继续工作从而带动X轴运动装置2继续向右运动，第一夹爪1-1、第二夹爪1-2将目标图书20从书架上一排图书中抽出，实现取书功能。
前述机器人的工作过程，不要求相邻图书之间必须存在一定距离，图书之间紧贴无距离也可以顺利取出，也就是说机器人适用于相邻图书紧贴无间距的情况，当然也适用于图书之间存在一定间距的情况。
前述机器人工作过程是举例针对直立状态的图书，需要说明的是，对于稍微倒向相邻图书，即横向倾斜的图书，也能适用，也能快速地、顺利地完成取出功能。拨动手指1-9能够作用在目前图书馆书架上大部分图书摆放情况
以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。如果本领域的技术人员受其启示，在不脱离本发明创造构思、精神的情况下，采用其它形式的零件构型、驱动装置以及连接方式不经创造性的设计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 (3)

1.一种使用图书馆机器人的图书取出方法，其特征在于，所述图书馆机器人包括轮式移动平台、升降装置、Y轴运动装置、X轴运动装置和机械手，所述升降装置与轮式移动平台连接，所述Y轴运动装置与升降装置连接，所述X轴运动装置与Y轴运动装置连接，所述机械手与X轴运动装置连接；所述机械手包括第一夹爪、第二夹爪、第一夹爪支撑杆、第二夹爪支撑杆、第一夹爪驱动杆、第二夹爪驱动杆、基座、夹爪舵机、拨动手指、拨动手指舵机、拨动手指支架和转轴，所述夹爪舵机与基座连接，所述第一夹爪的后端与第一夹爪驱动杆铰接，所述第二夹爪的后端与第二夹爪驱动杆铰接，所述第一夹爪支撑杆的一端与第一夹爪的中部铰接，所述第一夹爪支撑杆的另一端与基座铰接，所述第二夹爪支撑杆的一端与第二夹爪的中部铰接，所述第二夹爪支撑杆的另一端与基座铰接；所述第一夹爪和第二夹爪对称布置，所述第一夹爪驱动杆设有第一圆盘部，所述第一圆盘部设有多个齿，所述第二夹爪驱动杆设有第二圆盘部，所述第二圆盘部上设有多个齿，所述第一圆盘部上的齿与第二圆盘部上的齿啮合；所述第二圆盘部与基座转动连接，所述第一圆盘部的中心与夹爪舵机的输出部连接；所述拨动手指舵机与拨动手指支架连接，所述拨动手指与转轴固定连接，所述转轴的一端与拨动手指支架转动连接，转轴的另一端与拨动手指舵机的输出部连接；所述拨动手指的末端设有凸起部；所述拨动手指在X轴方向上位于第一夹爪和第二夹爪之间，所述拨动手指在Z轴方向上位于第一夹爪的上方；
所述拨动手指支架和基座分别与X轴运动装置连接；
所述第一夹爪的末端设有防滑槽，所述第二夹爪的末端设有防滑槽；
所述Y轴运动装置包括第一直线轴承、第二直线轴承、前支撑板、Y向步进电机、第一同步带轮、前端惰轮、Y方向同步带、第一光轴、第二光轴、第一直线轴承座、第二直线轴承座、X轴运动装置连接板、Y向步进电机支架和前端惰轮连接板，所述Y向步进电机与Y向步进电机支架连接，所述第一同步带轮与Y向步进电机的输出轴连接，所述前端惰轮连接板与前支撑板固定连接，所述前端惰轮与前端惰轮连接板连接，所述Y方向同步带连接于第一同步带轮和前端惰轮之间；所述第一光轴穿过第一直线轴承，所述第二光轴穿过第二直线轴承，所述第一直线轴承座与第一直线轴承固定连接，所述第二直线轴承座与第二直线轴承固定连接，所述第一光轴的前端与前支撑板固定连接，所述第二光轴的前端与前支撑板固定连接，所述第一光轴和第二光轴平行布置；所述X轴运动装置连接板与第一直线轴承座固定连接，X轴运动装置连接板与第二直线轴承座固定连接；
所述第一光轴的后端与升降装置固定连接，所述第二光轴的后端与升降装置固定连接，所述Y向步进电机支架与升降装置固定连接；
所述X轴运动装置包括X向步进电机、第二同步带轮、X方向同步带、惰轮、导轨组件和机械手连接板，所述第二同步带轮与X向步进电机的输出轴连接，所述X方向同步带连接于第二同步带轮和惰轮之间，所述机械手连接板的下部通过同步带连接板与X方向同步带连接，机械手连接板的上部与导轨组件上的滑块连接；
所述X向步进电机与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接，所述导轨组件与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接，所述惰轮与Y轴运动装置的X轴运动装置连接板连接；
所述机械手的拨动手指支架和基座分别与X轴运动装置的机械手连接板固定连接；
所述图书取出方法包括以下步骤：
机械手中的拨动手指舵机动作带动拨动手指向下转动一定角度，进而拨动手指的凸起部下压书架上图书的顶部；
Y轴运动装置动作带动X轴运动装置向后移动一定距离，X轴运动装置带动机械手向后移动一定距离，使图书处于倾斜状态，此时拨动手指舵机工作使第一夹爪、第二夹爪靠拢夹持住图书的右上方部分；
Y轴运动装置工作从而带动X轴运动装置继续后运动，X轴运动装置带动机械手向后运动，第一夹爪和第二夹爪将图书从书架中抽出。
2.根据权利要求1所述的使用图书馆机器人的图书取出方法，其特征在于：所述图书馆机器人还包括深度相机，所述深度相机与Y轴运动装置的末端连接。
3.根据权利要求1所述的使用图书馆机器人的图书取出方法，其特征在于：所述图书馆机器人还包括二维激光雷达，所述二维激光雷达与轮式移动平台的外壳连接。
CN202111025068.1A 2021-09-02 2021-09-02 图书馆机器人 Active CN113733112B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111025068.1A CN113733112B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 图书馆机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111025068.1A CN113733112B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 图书馆机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113733112A CN113733112A (zh) 2021-12-03
CN113733112B true CN113733112B (zh) 2024-01-09

Family

ID=78734858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111025068.1A Active CN113733112B (zh) 2021-09-02 2021-09-02 图书馆机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113733112B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114102648B (zh) * 2021-12-21 2022-05-20 南通理工学院 一种语音控制的机器人
CN115504141B (zh) * 2022-11-15 2023-04-07 栖霞市档案馆 一种自整理排序型档案存取输送装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202400531U (zh) * 2011-07-22 2012-08-29 方建军 一种图书馆图书自动上下架装置
CN107877495A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 西安工业大学 一种机器人的夹持型机械手
CN111618867A (zh) * 2020-04-30 2020-09-04 合肥工业大学 一种智能图书管理机器人及其借阅方法
CN213005338U (zh) * 2021-03-01 2021-04-20 科大讯飞(苏州)科技有限公司 一种智能整理书本机器人

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3395061B2 (ja) * 2000-02-21 2003-04-07 学校法人金沢工業大学 図書館の蔵書自動出納システムと図書館の蔵書出納ロボットならびに図書館の蔵書出納ロボットのハンド機構
JP2008192248A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Fujitsu Ltd ライブラリ装置およびライブラリ装置用搬送機構

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202400531U (zh) * 2011-07-22 2012-08-29 方建军 一种图书馆图书自动上下架装置
CN107877495A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 西安工业大学 一种机器人的夹持型机械手
CN111618867A (zh) * 2020-04-30 2020-09-04 合肥工业大学 一种智能图书管理机器人及其借阅方法
CN213005338U (zh) * 2021-03-01 2021-04-20 科大讯飞(苏州)科技有限公司 一种智能整理书本机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
图书馆图书自动存取机器人的研究与应用;方建军 等;《图书馆建设》(第07期);第79-83段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113733112A (zh) 2021-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113733112B (zh) 图书馆机器人
NL7908548A (nl) Draaibare video-inrichting voor computerbestuurde, elektronische stelsels voor het centreren, richten en transporteren van artikelen.
CN207172080U (zh) 一种图书馆用智能图书整理装置
CN1881002A (zh) 显微镜的自动进片装置
CN111721204A (zh) 尺寸检测设备
CN204673256U (zh) 汽车传动轴上卡紧环自动装配装置
CN103048157B (zh) 病理石蜡标本自动识别机及采用它的检测小车和控制方法
CN100336635C (zh) 一种五自由度立体视觉监控装置
CN109808793B (zh) 一种搬运小车及其使用方法
CN112945957B (zh) 一种自动加载玻片的高精密显微扫描平台
CN208840899U (zh) 一种双驱龙门结构
CN106181340A (zh) 汽车传动轴上卡紧环自动装配装置
CN2715932Y (zh) 一种五自由度立体视觉监控装置
CN111810802A (zh) 升降平台及激光直接成像设备
CN107686005B (zh) 一种键帽自动扫码取料设备
CN108801942B (zh) 水稻分蘖计数的线阵激光成像方法
CN215868286U (zh) 一种线阵扫描型的机器视觉教学实验平台
CN109108672A (zh) 一种双驱龙门结构
CN210546475U (zh) 一种smt板涨缩量测分类仪
CN112757987B (zh) 智能图书管理机器人
CN104924307A (zh) 图书atm机中图书抓取机械手二次定位系统及其方法
CN210119202U (zh) 一种模板尺寸智能光学检测装置
CN114239625B (zh) 一种带自动标定摄像仪及毫米波雷达的扫码设备
CN101422835A (zh) 一种带钢板轮廓扫描机构的钢板切割机
CN112591355A (zh) 一种图书自动夹取装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant