CN113963479A - 一种图书馆用自助借阅装置 - Google Patents

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CN113963479A CN202111280629.2A CN202111280629A CN113963479A CN 113963479 A CN113963479 A CN 113963479A CN 202111280629 A CN202111280629 A CN 202111280629A CN 113963479 A CN113963479 A CN 113963479A
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赵娜丽
马素梅
周瑞杰
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Abstract

本发明公开了一种图书馆用自助借阅装置，包括：柜体、链式循环输送机构、目标选取机构和RFID识别器，柜体的外侧设有柜门和输送驱动电机，柜体的表面固定安装有位于目标选取机构下方的输出屉，链式循环输送机构固定安装于柜体的内侧且与输送驱动电机的输出端传动连接，RFID识别器固定安装于目标选取机构的表面。本发明中，通过设置链式输送结构以及自动取料夹爪结构，利用与借阅操作系统通信连接的控制终端进行自动控制链式循环输送机构和目标选取机构的运动，对借阅书籍进行自动取出，从而完成整个借阅操作与自动化取阅操作，自动化程度高，无需人工干预，提高工作效率和自助借阅使用体验。

Description

一种图书馆用自助借阅装置
技术领域
本发明涉及机械自动化技术领域，具体为一种图书馆用自助借阅装置。
背景技术
随着国民经济的发展，人们通过阅读来进行消遣娱乐或提升自己的知识储备的行为也越来越日常化和潮流化，图书馆的借还量也越来越大，出于节省人力成本和提升用户体验的考虑，各种各样的自助借还设备也大量设置在图书馆中。目前的图书馆，都是在每本书上人为贴上一个条码，并将此条码对应的书的信息输入并存储在管理系统中；会员的管理一般采用的是IC卡或者是条码会员证，将会员的条码对应的会员身份信息输入并存储在管理系统中。在会员需要借书的时候，由图书馆工作人员扫描会员的IC卡获取会员身份信息或扫描会员卡的条码以获取会员身份信息，获取会员身份后，逐一扫描书本上的条码并将借书信息与会员信息关联起来存储在管理系统中；当会员还书的时候，由工作人员又逐一地扫描书本上的条码，解除书本信息与会员信息的关联。
在中国专利CN103377525公开了一种自助图书馆的条码操作系统，其与图书管理系统通信连接，包括书架，取书组件，传送组件，条码扫描组件，中央处理模块，实现了对传统附设条码的图书的自助处理，提高了处理效率，扩大了图书借阅的时间适应性；又如中国专利CN101515391公开了一种基于闭架书库的自动化图书管理系统，其采用RFID射频识别技术，机械自动化，网络和计算机技术，图书馆集成管理系统，自助借还终端机，闭架书库管理系统，自助借书系统，自助还书系统和自动化传送系统，最终实现了图书的自动化管理功能。
上述发明创造在降低人力成本，提高借阅效率的同时，大多采用了RFID无线射频识别技术，对图书及书架进行信息化改造，仍需要通过人工进行书籍的取放操作以及RFID扫描记录，无法完成整个取阅的自动化操作，同时需要对传统书架进行较大规模的机械自动化的改造，这种图书管理系统，不但要占用大量的图书馆管理人员，而且效率很低。
发明内容
本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种图书馆用自助借阅装置，包括：柜体、链式循环输送机构、目标选取机构和RFID识别器，所述柜体的外侧设有柜门和输送驱动电机，所述柜体的表面固定安装有位于目标选取机构下方的输出屉，所述链式循环输送机构固定安装于柜体的内侧且与输送驱动电机的输出端传动连接，所述RFID识别器固定安装于目标选取机构的表面；所述链式循环输送机构包括主驱动轴杆、定输送轴杆、提升篮、运动导轨组件和张力保持组件，所述主驱动轴杆和定输送轴杆转动安装于柜体的内侧，所述主驱动轴杆的外侧套接有传动链，所述定输送轴杆的外侧活动套接有输送链，所述提升篮的两端与输送链的表面活动连接；所述目标选取机构包括壳体、电动夹爪和转动安装于壳体内部的平移驱动杆和扭转驱动杆，所述壳体的一侧固定安装有分别与平移驱动杆和扭转驱动杆端部固定连接的驱动电机组，所述电动夹爪滑动套接于扭转驱动杆的外侧，所述RFID识别器嵌入安装于电动夹爪的表面，所述电动夹爪的表面固定安装有扭转导杆。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述链式循环输送机构为触控操作控制面板结构，所述链式循环输送机构的内部搭载有ArchLinuxARM、RaspberryPiOS、UbuntuMATE或WindowsEmbeddedStandard中的一种，所述链式循环输送机构还包括有借阅操作系统和书籍RFID标签索引库。
通过采用上述技术方案，利用链式循环输送机构构建与图书馆管理系统相互适配且通信连接的借阅操作系统，并在系统内预存各种书籍信息和与之对应的RFID标签识别码信息，便于机器自动识别各种书籍。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述借阅操作系统包括用于执行链式循环输送机构、目标选取机构动作指令控制的控制器以及各书籍表面贴设固定的RFID标签，所述控制器的输入端与RFID识别器的输出端电性连接，所述控制器与借阅操作系统通信连接。
通过采用上述技术方案，RFID识别器对运动中电动夹爪前侧的书籍进行RFID扫描，直至扫描到对应书籍RFID标签识别码与调取RFID标签库中对应的标签识别码一致，控制平移驱动杆停止驱动，对用户借阅书籍进行精准识别，从而提高借阅书籍取出的精准性，避免识别取阅错误。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动导轨组件包括外限导轨、内支撑导轨以及固定于提升篮两端的导向块，所述外限导轨、内支撑导轨呈U形结构，所述外限导轨、内支撑导轨之间设有用于导向块导向滑动的运动间隙。
通过采用上述技术方案，利用运动导轨组件对提升篮的运动进行导向，保持提升篮跟随输送链循环运动。
进一步的，所述张力保持组件包括固定于柜体内侧的张力保持推杆以及固定安装于张力保持推杆输出端的抵杆，所述张力保持推杆为双输出推杆结构，所述抵杆呈对称布置于张力保持推杆的两侧且与输送链的表面平行，所述抵杆的表面与提升篮的表面滑动抵接。
通过采用上述技术方案，在循环运动中通过提升篮与抵杆表面的滑动抵接保持提升篮重力下垂，竖直向下，避免内部书籍倾斜掉落。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述提升篮包括提升篮和提升轴杆，所述提升轴杆的两端与输送链的表面活动连接，所述篮架的内侧设有若干分装板，所述分装板呈均匀分布。
通过采用上述技术方案，根据书籍类别放置于各个提升篮的内部进行逐一摆放，实现各类书籍的类别分类，并通过分装板将各书籍进行单一码放，保证书籍之间留有用于电动夹爪穿插的间隙，从而便于夹取。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述平移驱动杆和扭转驱动杆呈平行布置，所述驱动电机组包括分别驱动平移驱动杆运动的丝杆电机与驱动扭转驱动杆旋转的舵机，所述扭转驱动杆的表面设有与电动夹爪相适配的运动导槽，所述导板的表面与平移驱动杆的表面滑动贴合。
通过采用上述技术方案，由驱动电机组驱动平移驱动杆旋转，导板与平移驱动杆的表面贴合，使电动夹爪在扭转驱动杆的表面平移滑动，运动至指定书籍表面，对借阅书籍进行自动取出，从而完成整个借阅操作与自动化取阅操作。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述壳体的两侧开设有弧形导槽，且扭转导杆的两端活动套接于弧形导槽的内侧，所述弧形导槽的圆心与扭转驱动杆的圆心同心。
通过采用上述技术方案，利用弧形导槽对电动夹爪的偏转进行运动导向，使得电动夹爪向一侧倾斜，夹爪伸入对应书籍两侧，对借阅书籍进行自动取出。
本发明所取得的有益效果为：
1.本发明中，通过设置链式输送结构以及自动取料夹爪结构，利用与借阅操作系统通信连接的控制终端进行自动控制链式循环输送机构和目标选取机构的运动，对借阅书籍进行自动取出，从而完成整个借阅操作与自动化取阅操作，自动化程度高，无需人工干预，提高工作效率和自助借阅使用体验。
2.本发明中，通过设置RFID标签系统，利用RFID识别器以及各书籍表面一一对应的RFID标签识别码进行自动扫描识别，并控制目标选取机构的运动对用户借阅书籍进行精准识别，从而提高借阅书籍取出的精准性，避免识别取阅错误。
3.本发明中，通过采用循环式链式输送系统结构，利用链式循环输送机构的旋转运动带动装有各类书籍的提升篮进行环形运动，从而进行各种书籍的取阅，装填容量大，且循环运动可无间断进行多次操作，进一步提升用户使用体验。
附图说明
图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；
图2为本发明一个实施例的柜体内部结构示意图；
图3为本发明一个实施例的链式循环输送机构安装结构示意图；
图4为本发明一个实施例的链式循环输送机构结构示意图；
图5为本发明一个实施例的链式循环输送机构平面结构示意图；
图6为本发明一个实施例的提升篮结构示意图；
图7为本发明一个实施例的目标选取机构结构示意图；
图8为本发明一个实施例的控制指令传输结构示意图。
附图标记：
100、柜体；110、柜门；120、输送驱动电机；130、输出屉；
200、链式循环输送机构；210、主驱动轴杆；220、定输送轴杆；230、提升篮；240、运动导轨组件；250、张力保持组件；231、篮架；232、提升轴杆；233、分装板；241、外限导轨；242、内支撑导轨；243、导向块；251、张力保持推杆；252、抵杆；
300、目标选取机构；310、壳体；320、电动夹爪；330、平移驱动杆；340、扭转驱动杆；350、扭转导杆；360、驱动电机组；321、导板；
400、RFID识别器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。
下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种图书馆用自助借阅装置。
结合图1-8所示，本发明提供的一种图书馆用自助借阅装置，包括：柜体100、链式循环输送机构200、目标选取机构300和RFID识别器400，柜体100的外侧设有柜门110和输送驱动电机120，柜体100的表面固定安装有位于目标选取机构300下方的输出屉130，链式循环输送机构200固定安装于柜体100的内侧且与输送驱动电机120的输出端传动连接，RFID识别器400固定安装于目标选取机构300的表面；链式循环输送机构200包括主驱动轴杆210、定输送轴杆220、提升篮230、运动导轨组件240和张力保持组件250，主驱动轴杆210和定输送轴杆220转动安装于柜体100的内侧，主驱动轴杆210的外侧套接有传动链，定输送轴杆220的外侧活动套接有输送链，提升篮230的两端与输送链的表面活动连接；目标选取机构300包括壳体310、电动夹爪320和转动安装于壳体310内部的平移驱动杆330和扭转驱动杆340，壳体310的一侧固定安装有分别与平移驱动杆330和扭转驱动杆340端部固定连接的驱动电机组360，电动夹爪320滑动套接于扭转驱动杆340的外侧，RFID识别器400嵌入安装于电动夹爪320的表面，电动夹爪320的表面固定安装有扭转导杆350。
在该实施例中，链式循环输送机构200为触控操作控制面板结构，链式循环输送机构200的内部搭载有ArchLinuxARM、RaspberryPiOS、UbuntuMATE或WindowsEmbeddedStandard中的一种，链式循环输送机构200还包括有借阅操作系统和书籍RFID标签索引库。
具体的，利用链式循环输送机构200构建与图书馆管理系统相互适配且通信连接的借阅操作系统，并在系统内预存各种书籍信息和与之对应的RFID标签识别码信息，便于机器自动识别各种书籍。
在该实施例中，借阅操作系统包括用于执行链式循环输送机构200、目标选取机构300动作指令控制的控制器以及各书籍表面贴设固定的RFID标签，控制器的输入端与RFID识别器400的输出端电性连接，控制器与借阅操作系统通信连接。
具体的，RFID识别器400对运动中电动夹爪320前侧的书籍进行RFID扫描，直至扫描到对应书籍RFID标签识别码与调取RFID标签库中对应的标签识别码一致，控制平移驱动杆330停止驱动，对用户借阅书籍进行精准识别，从而提高借阅书籍取出的精准性，避免识别取阅错误。
在该实施例中，运动导轨组件240包括外限导轨241、内支撑导轨242以及固定于提升篮230两端的导向块243，外限导轨241、内支撑导轨242呈U形结构，外限导轨241、内支撑导轨242之间设有用于导向块243导向滑动的运动间隙。
具体的，利用运动导轨组件240对提升篮230的运动进行导向，保持提升篮230跟随输送链循环运动。
进一步的，张力保持组件250包括固定于柜体100内侧的张力保持推杆251以及固定安装于张力保持推杆251输出端的抵杆252，张力保持推杆251为双输出推杆结构，抵杆252呈对称布置于张力保持推杆251的两侧且与输送链的表面平行，抵杆252的表面与提升篮230的表面滑动抵接。
具体的，在循环运动中通过提升篮230与抵杆252表面的滑动抵接保持提升篮230重力下垂，竖直向下，避免内部书籍倾斜掉落。
在该实施例中，提升篮230包括提升篮230和提升轴杆232，提升轴杆232的两端与输送链的表面活动连接，篮架231的内侧设有若干分装板233，分装板233呈均匀分布。
具体的，根据书籍类别放置于各个提升篮230的内部进行逐一摆放，实现各类书籍的类别分类，并通过分装板233将各书籍进行单一码放，保证书籍之间留有用于电动夹爪320穿插的间隙，从而便于夹取。
在该实施例中，平移驱动杆330和扭转驱动杆340呈平行布置，驱动电机组360包括分别驱动平移驱动杆330运动的丝杆电机与驱动扭转驱动杆340旋转的舵机，扭转驱动杆340的表面设有与电动夹爪320相适配的运动导槽，导板321的表面与平移驱动杆330的表面滑动贴合。
具体的，由驱动电机组360驱动平移驱动杆330旋转，导板321与平移驱动杆330的表面贴合，使电动夹爪320在扭转驱动杆340的表面平移滑动，运动至指定书籍表面，对借阅书籍进行自动取出，从而完成整个借阅操作与自动化取阅操作。
在该实施例中，壳体310的两侧开设有弧形导槽，且扭转导杆350的两端活动套接于弧形导槽的内侧，弧形导槽的圆心与扭转驱动杆340的圆心同心。
具体的，利用弧形导槽对电动夹爪320的偏转进行运动导向，使得电动夹爪320向一侧倾斜，夹爪伸入对应书籍两侧，对借阅书籍进行自动取出。
首先将各类书籍贴设一一对应的RFID标签，并将书籍与对应RFID标签识别码录入借阅书籍系统的RFID标签库，根据书籍类别放置于各个提升篮230的内部进行逐一摆放，用户在链式循环输送机构200的表面输入指令由借阅操作系统内部选取对应的借阅书籍，并通过操作系统自动调取RFID标签库中对应的标签识别码；
由控制器控制驱动输送驱动电机120，使主驱动轴杆210、定输送轴杆220转动，在运动导轨组件240和张力保持组件250的导向下提升篮230提升内部书籍进行循环运动，直至对应分类书籍的提升篮230运动至目标选取机构300同一水平高度后停止驱动，由驱动电机组360驱动平移驱动杆330旋转，导板321与平移驱动杆330的表面贴合，使电动夹爪320在扭转驱动杆340的表面平移滑动，同时RFID识别器400对运动中电动夹爪320前侧的书籍进行RFID扫描，直至扫描到对应书籍RFID标签识别码与调取RFID标签库中对应的标签识别码一致，平移驱动杆330停止驱动，由驱动电机组360驱动扭转驱动杆340进行偏转带动电动夹爪320在扭转导杆350的导向下以扭转驱动杆340为圆心偏转，使得电动夹爪320的夹爪端部插入分装板233并对对应书籍进行夹持，夹持完成后，扭转驱动杆340偏转回复将夹取书籍释放自由下落进入输出屉130，用户即可通过输出屉130获取借阅书籍，完成自助借阅。
在本发明中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如，“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，当元件被称为“装配于”、“安装于”、“固定于”或“设置于”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”、“上”、“下”、“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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例，而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种图书馆用自助借阅装置，其特征在于，包括：柜体(100)、链式循环输送机构(200)、目标选取机构(300)和RFID识别器(400)，所述柜体(100)的外侧设有柜门(110)和输送驱动电机(120)，所述柜体(100)的表面固定安装有位于目标选取机构(300)下方的输出屉(130)，所述链式循环输送机构(200)固定安装于柜体(100)的内侧且与输送驱动电机(120)的输出端传动连接，所述RFID识别器(400)固定安装于目标选取机构(300)的表面；
所述链式循环输送机构(200)包括主驱动轴杆(210)、定输送轴杆(220)、提升篮(230)、运动导轨组件(240)和张力保持组件(250)，所述主驱动轴杆(210)和定输送轴杆(220)转动安装于柜体(100)的内侧，所述主驱动轴杆(210)的外侧套接有传动链，所述定输送轴杆(220)的外侧活动套接有输送链，所述提升篮(230)的两端与输送链的表面活动连接，所述运动导轨组件(240)包括外限导轨(241)、内支撑导轨(242)以及固定于提升篮(230)两端的导向块(243)，所述外限导轨(241)、内支撑导轨(242)呈U形结构，所述外限导轨(241)、内支撑导轨(242)之间设有用于导向块(243)导向滑动的运动间隙，所述张力保持组件(250)包括固定于柜体(100)内侧的张力保持推杆(251)以及固定安装于张力保持推杆(251)输出端的抵杆(252)，所述张力保持推杆(251)为双输出推杆结构，所述抵杆(252)呈对称布置于张力保持推杆(251)的两侧且与输送链的表面平行，所述抵杆(252)的表面与提升篮(230)的表面滑动抵接；
所述目标选取机构(300)包括壳体(310)、电动夹爪(320)和转动安装于壳体(310)内部的平移驱动杆(330)和扭转驱动杆(340)，所述壳体(310)的一侧固定安装有分别与平移驱动杆(330)和扭转驱动杆(340)端部固定连接的驱动电机组(360)，所述电动夹爪(320)滑动套接于扭转驱动杆(340)的外侧，所述RFID识别器(400)嵌入安装于电动夹爪(320)的表面，所述电动夹爪(320)的表面固定安装有扭转导杆(350)，所述壳体(310)的两侧开设有弧形导槽，且扭转导杆(350)的两端活动套接于弧形导槽的内侧，所述弧形导槽的圆心与扭转驱动杆(340)的圆心同心。
2.根据权利要求1所述的一种图书馆用自助借阅装置，其特征在于，所述链式循环输送机构(200)为触控操作控制面板结构，所述链式循环输送机构(200)的内部搭载有ArchLinuxARM、RaspberryPiOS、UbuntuMATE或WindowsEmbeddedStandard中的一种，所述链式循环输送机构(200)还包括有借阅操作系统和书籍RFID标签索引库。
3.根据权利要求2所述的一种图书馆用自助借阅装置，其特征在于，所述借阅操作系统包括用于执行链式循环输送机构(200)、目标选取机构(300)动作指令控制的控制器以及各书籍表面贴设固定的RFID标签，所述控制器的输入端与RFID识别器(400)的输出端电性连接，所述控制器与借阅操作系统通信连接。
4.根据权利要求1所述的一种图书馆用自助借阅装置，其特征在于，所述提升篮(230)包括提升篮(230)和提升轴杆(232)，所述提升轴杆(232)的两端与输送链的表面活动连接，所述篮架(231)的内侧设有若干分装板(233)，所述分装板(233)呈均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种图书馆用自助借阅装置，其特征在于，所述平移驱动杆(330)和扭转驱动杆(340)呈平行布置，所述驱动电机组(360)包括分别驱动平移驱动杆(330)运动的丝杆电机与驱动扭转驱动杆(340)旋转的舵机，所述扭转驱动杆(340)的表面设有与电动夹爪(320)相适配的运动导槽，所述导板(321)的表面与平移驱动杆(330)的表面滑动贴合。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114739149A (zh) * 2022-05-19 2022-07-12 南通市恒达机械制造有限公司 砖厂水坯不间断干燥装置

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