CN114130674B - 一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，涉及图书馆智能设备领域。包括固定书架、归还书架、固定支架、驱动装置、纵向移动装置、横向移动装置、换向装置以及夹取装置，其中固定书架和归还书架内部间隔均匀固定设置有若干挡条，地面上横纵均匀排列若干组固定书架，每组固定书架之间留有空隙，地面上固定设置有固定支架，固定支架上固定设置有驱动装置，驱动装置分别与纵向移动装置、横向移动装置、换向装置连接，其中横向移动装置与换向装置连接，换向装置上设置有夹取装置，地面上固定书架之间留有的空隙处交错设置有地面滑轨，夹取装置同时与地面滑轨连接。本发明可以从不同的位置以及方向将书取出或放回。

Description

一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人

技术领域

本发明涉及图书馆智能设备领域，特别涉及一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人。

背景技术

图书馆中一般通过管理人员对书籍进行整理和分类，耗费时间长，容易分类出错，并且不能够及时将分类放置位置错误的书本及时修正，现有技术中，通过机器人识别书籍进行书本的整理摆放能够提高工作效率和准确率，但是现有技术中机器人对书本的夹持不稳定，不能很好适应不同规格的书本，容易在夹持过程中使书本掉落，并且在夹持过程中容易将相邻的书带出，造成其他书籍移位或掉落，并且现有的书本整理机器人一次性能够携带的书较少，需要反复走动进行收取和放置。因此，需要一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人。

公开号为CN108818505A的中国发明专利公开了一种图书馆取书机器人，该发明采用的技术方案为：包括底座，底座上垂直安装有升降座，升降座内沿其竖向设置有凹槽，凹槽内设置有丝杠，丝杠与安装在升降座上的丝杠电机通过联轴器连接；丝杠的顶端安装转电机，旋转电机的上方通过旋转台连接有支撑板；支撑板夹取装置，该机器人通过丝杠电机带动丝杠转动，从而可以方便调节机器人的竖直高度；通过旋转电机带动旋转台转动，进而带动旋转台上的取书装置转动，从而方便了取书；当电动伸缩杆向右压缩的时候，驱动杆带动夹板一起向右运动，从而可以方便夹取书籍。该装置仅实现取书，而针对归还的书籍无法进行定位放回，并且该装置移动范围有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术上的缺陷，提供可以进行自动取放书籍的书籍智能分拣机器人，克服现有技术中无法进行放回以及移动范围过小的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，包括固定书架、归还书架、固定支架、驱动装置、纵向移动装置以及横向移动装置，所述固定支架设置在地面上，所述驱动装置设置在固定支架上，所述驱动装置分别与纵向移动装置和横向移动装置连接，地面上设置有地面滑轨，所述驱动装置和横向移动装置同时还与换向装置连接，所述换向装置上设置有夹取装置；所述换向装置包括设置在驱动装置上的换向锥齿轮一，所述换向锥齿轮一与换向锥齿轮二配合，所述换向锥齿轮二设置在换向传动轴一上，换向传动轴一设置在安装平台上，所述换向传动轴一一端设置有换向齿轮一，所述换向齿轮一与换向齿轮二配合，所述换向齿轮二设置在换向键轴上，所述换向键轴为多边形轴，所述换向键轴上滑动设置有换向锥齿轮三，所述换向锥齿轮三与换向锥齿轮四配合，所述换向锥齿轮四设置在换向传动轴二一端，所述换向传动轴二设置在换向安装板上，所述换向传动轴二另一端上设置有换向锥齿轮五，所述换向锥齿轮五与换向锥齿轮六配合，所述换向锥齿轮六设置在换向传动轴三中部，所述换向传动轴三转动设置在换向安装板上，所述换向传动轴三上设置有拨杆转盘，所述拨杆转盘上设置有拨杆，所述拨杆与槽轮上的槽口配合，所述槽轮设置在换向传动轴四一端，所述换向传动轴四转动设置在换向安装板上；所述夹取装置包括一端与换向传动轴四另一端连接的主升降杆，所述主升降杆另一端滑动设置在地面滑轨内，所述主升降杆上滑动设置有升降台，所述升降台上设置有升降动力源，所述升降动力源的输出轴上设置有升降齿轮，所述升降齿轮与升降齿条配合，所述升降齿条设置在主升降杆上，所述升降台上设置有九十度转位机构，所述九十度转位机构与夹取安装板连接，所述夹取安装板上设置有电磁铁，所述夹取安装板上滑动设置有磁体材质的夹取滑框，所述夹取滑框的框边内侧设置有主动夹紧楔块，所述夹取安装板上固定设置有导杆固定板，所述导杆固定板两侧均设置有滑动导向杆，两侧所述滑动导向杆上均通过夹板弹簧滑动连接有一个夹板，两个所述夹板上均设置有一个被动夹紧楔块，主动夹紧楔块与被动夹紧楔块相配合。

进一步的，所述槽轮上沿圆周均匀分布有四个槽口。

进一步的，所述九十度转位机构包括设置在升降台上的换位支架，所述换位支架上设置有换位动力缸，所述换位支架上还设置有双面滑轨，所述双面滑轨为直角型且为中空状，所述双面滑轨的正反两面分别设置有滑轨槽一和滑轨槽二，所述滑轨槽一中段为弧形滑轨，弧形滑轨两端分别连接一段等长的短直线型滑轨，两短直线型滑轨夹角成九十度，所述滑轨槽二的形状与双面滑轨相同，直角处为短弧形过度，夹角向外侧的方向上延伸出短滑槽，所述双面滑轨内活动设置有换位支撑杆，所述换位支撑杆上端设置有换位滑块二，所述换位滑块二设置在滑轨槽二中，所述换位支撑杆上设置有换位滑块一，所述换位滑块一设置在滑轨槽一中，所述换位滑块一同时与换位动力缸的活塞杆端部转动连接，所述换位支撑杆与夹取安装板连接。

进一步的，所述固定书架和归还书架内部间隔均匀设置有若干挡条。

进一步的，所述驱动装置包括设置在固定支架上的安装平台，所述安装平台上设置有总动力源，所述总动力源的输出轴与驱动主轴连接，所述驱动主轴同时与三组输出组件连接，每组输出组件均与一组开关组件连接，三组输出组件分别与纵向移动装置、横向移动装置、换向装置连接。

进一步的，所述输出组件包括设置在驱动主轴上的驱动齿轮一，所述驱动齿轮一与驱动齿轮二配合，所述驱动齿轮二设置在驱动副轴一一端，所述驱动副轴一设置在安装平台上，所述驱动副轴一的另一端上设置有离合键轴，所述离合键轴上滑动设置有离合凸轮，所述离合凸轮靠近驱动副轴一的一端设置有环状卡槽，所述离合凸轮上相对应的另一端为凸头，所述离合凸轮与上的环状卡槽与开关组件连接，所述输出组件还包括离合凹轮，所述离合凹轮设置在驱动副轴二的一端，所述驱动副轴二设置在安装平台上，所述离合凹轮朝向离合凸轮的一端上设置有凹口，所述凹口的形状与凸头的形状相匹配。

进一步的，所述开关组件包括设置在离合凸轮的环状卡槽内的推板，所述推板同时与推杆一端连接，所述推杆的另一端与电磁开关连接，所述电磁开关设置在安装平台上。

进一步的，所述纵向移动装置包括设置在输出组件上的纵移锥齿轮一，所述纵移锥齿轮一与纵移锥齿轮二配合，所述纵移锥齿轮二设置在纵移传动轴一一端，所述纵移传动轴一设置在安装平台上，所述纵移传动轴一另一端上设置有纵移锥齿轮三，所述纵移锥齿轮三与纵移锥齿轮四配合，所述纵移锥齿轮四设置在纵移传动轴二一端，所述纵移传动轴二设置在安装平台上，所述纵移传动轴二另一端上设置有纵移锥齿轮五，所述纵移锥齿轮五与纵移锥齿轮六配合，所述纵移锥齿轮六固定设置在纵移传动轴三上，所述纵移传动轴三转动设置在安装平台上，所述安装平台上设置有滑动座，所述纵移传动轴三上设置有纵移齿轮一，所述纵移齿轮一与纵移齿轮二配合，所述纵移齿轮二设置在滑动座上，所述纵移齿轮二与纵移齿条配合，所述纵移齿条安装在滑槽座上，所述滑槽座安装在固定支架上，滑槽座上设置有长滑槽，所述滑动座下端设置有滑槽滑块，所述滑槽滑块滑动设置在长滑槽中。

进一步的，所述滑槽滑块可替换为滑轮。

进一步的，所述横向移动装置包括设置在输出组件上的横移锥齿轮一，所述横移锥齿轮一与横移锥齿轮二配合，所述横移锥齿轮二设置在横移传动轴一端，所述横移传动轴设置在安装平台上，所述横移传动轴另一端上设置有横移齿轮一，所述横移齿轮一与横移齿轮二配合，所述横移齿轮二设置在横移丝杆一端，所述横移丝杆设置在安装平台上，所述安装平台上还固定设置有横移导杆，所述换向安装板上设置有螺纹孔和导孔，换向安装板上的螺纹孔与横移导杆成螺纹配合，换向安装板上的导孔与横移导杆滑动配合。

本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明设置的驱动装置，可以分别或同时驱动纵向移动装置、横向移动装置以及换向装置，扩大了本发明能够取放书的范围，并且能够根据需要进行准确定位；(2)本发明设置的换向装置，可以使夹取装置更换不同的方向进行取书及放书；(3)本发明设置的夹取装置，可以将书丛固定书架上取下来，也可以将归还书架内的书放回固定书架；(4)本发明在固定书架和归还书架内设置了多个挡条，可以更加方便夹取以及放回，并且能够帮助准确定位。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图一。

图2为本发明固定书架示意图。

图3为本发明归还书架示意图。

图4为本发明整体结构示意图二。

图5为图4中A处结构放大示意图。

图6为本发明驱动装置局部结构示意图。

图7为图6中B处结构放大示意图。

图8为本发明纵向移动装置局部结构示意图。

图9为图8中C处结构放大示意图。

图10为本发明横向移动装置局部结构示意图。

图11为图10中D处结构放大示意图。

图12为本发明换向装置及夹取装置局部结构示意图。

图13为图12中E处结构放大示意图。

图14为图12中F处结构放大示意图。

图15为图12中G处结构放大示意图。

图16为图12中H处结构放大示意图。

图17为本发明夹取装置局部结构示意图。

图18为图17中I处结构放大示意图。

附图标号：1-固定书架；2-归还书架；3-固定支架；4-驱动装置；5-纵向移动装置；6-横向移动装置；7-换向装置；8-夹取装置；9-挡条；10-安装平台；11-总动力源；12-电磁开关；13-推杆；14-推板；15-驱动主轴；16-驱动齿轮一；17-驱动齿轮二；18-驱动副轴一；19-离合凸轮；20-离合键轴；21-离合凹轮；22-驱动副轴二；23-纵移锥齿轮一；24-纵移锥齿轮二；25-纵移传动轴一；26-纵移锥齿轮三；27-纵移锥齿轮四；28-纵移传动轴二；29-纵移锥齿轮五；30-纵移锥齿轮六；31-纵移传动轴三；32-滑动座；33-纵移齿轮一；34-纵移齿轮二；35-纵移齿条；36-滑槽座；37-横移锥齿轮一；38-横移锥齿轮二；39-横移传动轴；40-横移齿轮一；41-横移齿轮二；42-横移导杆；43-横移丝杆；44-换向锥齿轮一；45-换向锥齿轮二；46-换向传动轴一；47-换向齿轮一；48-换向齿轮二；49-换向键轴；50-换向锥齿轮三；51-换向锥齿轮四；52-换向安装板；53-换向传动轴二；54-换向锥齿轮五；55-换向锥齿轮六；56-换向传动轴三；57-拨杆转盘；58-拨杆；59-槽轮；60-换向传动轴四；61-主升降杆；62-升降台；63-升降齿条；64-升降齿轮；65-升降动力源；66-换位支架；67-换位动力缸；68-换位滑块一；69-换位滑块二；70-换位支撑杆；71-夹取安装板；72-电磁铁；73-夹取滑杆；74-夹取滑框；75-被动夹紧楔块；76-夹板；77-滑动导向杆；78-夹板弹簧；79-导杆固定板。

具体实施方式

在本发明以下的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

实施例：参考图1-图18所示的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其中固定书架1和归还书架2内部间隔均匀固定设置有若干挡条9，地面上横纵均匀排列若干组固定书架1，每组固定书架1之间留有空隙，地面上固定设置有固定支架3，固定支架3的高度高于固定书架1的高度，固定支架3上固定设置有驱动装置4，驱动装置4分别与纵向移动装置5、横向移动装置6、换向装置7连接，其中横向移动装置6与换向装置7连接，换向装置7上设置有夹取装置8，地面上固定书架1之间留有的空隙处交错设置有地面滑轨，夹取装置8同时与地面滑轨连接。

参考图1以及图4-图7所示的驱动装置4，其中安装平台10固定设置在固定支架3上，总动力源11固定设置在安装平台10上，总动力源11的输出轴与驱动主轴15一端固定连接，驱动主轴15另一端转动设置在安装平台10上，驱动主轴15上均匀固定设置有三个驱动齿轮一16，每个驱动齿轮一16均与一个驱动齿轮二17成齿轮配合，三个驱动齿轮二17分别固定设置在三个驱动副轴一18同向的一端，三个驱动副轴一18均转动设置在安装平台10上，三个驱动副轴一18的另一端分别固定连接有一个离合键轴20，三个离合键轴20上均滑动设置有一个离合凸轮19，所有离合凸轮19靠近驱动副轴一18的一端均设置有环状卡槽，所有离合凸轮19的相对应的另一端均为凸头，所有离合凸轮19上的环状卡槽内均设置有推板14一端，所有推板14的另一端分别与一个推杆13的一端固定连接，所有推杆13的另一端分别与一个电磁开关12连接，所有电磁开关12均固定设置在安装平台10上，离合凹轮21设置有三个，三个离合凹轮21分别固定设置在三个驱动副轴二22的一端，三个驱动副轴二22均转动设置在安装平台10上，所有离合凹轮21朝向离合凸轮19的一端上均设置有凹口，凹口的形状与凸头的形状相匹配，离合凹轮21与离合凸轮19非工作状态下为分离状态，本实施例下文中三个驱动副轴二22分别用输出轴一、输出轴二和输出轴三代替。

参考图1以及图8-图9所示的纵向移动装置5，其中纵移锥齿轮一23固定设置在输出轴一上，纵移锥齿轮一23与纵移锥齿轮二24成齿轮配合，纵移锥齿轮二24固定设置在纵移传动轴一25位于安装平台10上侧的一端，纵移传动轴一25穿过安装平台10转动设置在安装平台10上，纵移传动轴一25位于安装平台10下侧的一端上固定设置有纵移锥齿轮三26，纵移锥齿轮三26与纵移锥齿轮四27成齿轮配合，纵移锥齿轮四27固定设置在纵移传动轴二28一端，纵移传动轴二28转动设置在安装平台10下侧，纵移传动轴二28另一端上固定设置有纵移锥齿轮五29，纵移锥齿轮五29与纵移锥齿轮六30成齿轮配合，纵移锥齿轮六30固定设置在纵移传动轴三31中部，纵移传动轴三31转动设置在安装平台10下侧，安装平台10两侧下部分别固定设置有一个滑动座32，纵移传动轴三31两端分别穿过两个滑动座32，且与两个滑动座32成转动连接，纵移传动轴三31两端分别固定设置有一个纵移齿轮一33，两个纵移齿轮一33分别与一个纵移齿轮二34成齿轮配合，两个纵移齿轮二34分别转动设置在两侧的滑动座32上，两个纵移齿轮二34还分别与两个纵移齿条35成齿轮齿条配合，两个纵移齿条35分别固定安装在两个滑槽座36上，两个滑槽座36对称固定安装在固定支架3上，滑槽座36上设置有长滑槽，滑动座32下端设置有滑槽滑块，滑槽滑块滑动设置在长滑槽中，本实施例中滑槽滑块可替换成滑轮，能够进一步提高滑动的流畅性。

参考图1以及图10-图11所示的横向移动装置6，其中横移锥齿轮一37固定设置在输出轴二上，横移锥齿轮一37与横移锥齿轮二38成齿轮配合，横移锥齿轮二38固定设置在横移传动轴39一端，横移传动轴39转动设置在安装平台10上，横移传动轴39另一端上固定设置有横移齿轮一40，横移齿轮一40与横移齿轮二41成齿轮配合，横移齿轮二41固定设置在横移丝杆43一端，横移丝杆43转动设置在安装平台10上，安装平台10上还固定设置有横移导杆42。

参考图1以及图12-图14所示的换向装置7，其中换向安装板52上设置有螺纹孔和导孔，换向安装板52上的螺纹孔与横移导杆42成螺纹配合，换向安装板52上的导孔与横移导杆42滑动配合，换向锥齿轮一44固定设置在输出轴三上，换向锥齿轮一44与换向锥齿轮二45成齿轮配合，换向锥齿轮二45固定设置在换向传动轴一46上，换向传动轴一46转动设置在安装平台10上，换向传动轴一46其中一端固定设置有换向齿轮一47，换向齿轮一47与换向齿轮二48成齿轮配合，换向齿轮二48固定设置在换向键轴49上与换向齿轮一47相同的一端，换向键轴49为多边形轴，换向键轴49上滑动设置有换向锥齿轮三50，换向锥齿轮三50的轴孔形状与换向键轴49配合，换向锥齿轮三50与换向锥齿轮四51成齿轮配合，换向锥齿轮四51固定设置在换向传动轴二53一端，换向传动轴二53转动设置在换向安装板52上，换向传动轴二53另一端上固定设置有换向锥齿轮五54，换向锥齿轮五54与换向锥齿轮六55成齿轮配合，换向锥齿轮六55固定设置在换向传动轴三56中部，换向传动轴三56底端转动设置在换向安装板52上，换向传动轴三56顶端固定设置有拨杆转盘57，拨杆转盘57上固定设置有拨杆58，拨杆58与槽轮59上的槽口配合，槽轮59上沿圆周均匀分布有四个槽口，拨杆58每与槽轮59的槽口配合一次，槽轮59转动九十度，槽轮59固定设置在换向传动轴四60顶端，换向传动轴四60穿过换向安装板52转动设置在换向安装板52上。

参考图1图15-图18所示的夹取装置8，其中主升降杆61顶端与换向传动轴四60位于换向安装板52下侧的一端固定连接，主升降杆61底端滑动设置在地面滑轨内，主升降杆61上滑动设置有升降台62，升降台62上固定设置有升降动力源65，升降动力源65的输出轴上固定设置有升降齿轮64，升降齿轮64与升降齿条63成齿轮齿条配合，升降齿条63与主升降杆61等长且升降齿条63固定设置在主升降杆61上，升降台62上固定设置有换位支架66，换位支架66下端固定设置有换位动力缸67，换位支架66顶端固定设置有双面滑轨，双面滑轨为中空状，且双面滑轨为倒L形且两边相等，双面滑轨的正反两面分别设置有滑轨槽一和滑轨槽二，其中滑轨槽一的形状为中段为弧形滑轨，弧形滑轨两端分别连接一段等长的短直线型滑轨，两短直线型滑轨夹角成九十度，滑轨槽二的形状为与双面滑轨相同的倒L形，L的直角处为短弧形过度，且在沿角平分线向外侧的方向上延伸出一小段短滑槽，该短滑槽与滑轨槽二相连通，双面滑轨内活动设置有换位支撑杆70，换位支撑杆70上端固定设置有换位滑块二69，换位滑块二69滑动设置在滑轨槽二中，换位支撑杆70上还固定设置有换位滑块一68，换位滑块一68设置在换位滑块二69下侧，换位滑块一68滑动设置在滑轨槽一中，换位滑块一68同时与换位动力缸67的活塞杆端部转动连接，换位支撑杆70下端固定设置有夹取安装板71，夹取安装板71上固定设置有电磁铁72，夹取滑杆73滑动设置在夹取安装板71上，夹取滑杆73上设置有夹取滑框74，夹取滑框74为框体，夹取滑框74沿滑动方向上的框边内侧固定设置有主动夹紧楔块，夹取安装板71上固定设置有导杆固定板79，导杆固定板79板面朝向与夹取滑框74滑动方向垂直，导杆固定板79固定设置在夹取安装板71中心线上，导杆固定板79两侧均固定设置有四个滑动导向杆77，两个夹板76通过多个夹板弹簧78分别与导杆固定板79两侧的滑动导向杆77滑动连接，两个夹板76上均固定设置有一个被动夹紧楔块75，主动夹紧楔块与被动夹紧楔块75相配合，本实施例中夹取滑框74的材质为磁体。

本实施例中固定书架1和归还书架2内的挡条9用于固定书，所有的书上均设置有标签，夹取安装板71上设置有扫描装置，可以在夹取书的同时进行扫描书上的标签，每本书在固定书架1上均有固定的位置，扫描装置根据扫描标签的信息确定其在固定书架1上的位置，从而由驱动装置4分别控制纵向移动装置5、横向移动装置6、换向装置7移动到指定位置，并将在归还书架2处夹取的书通过夹取装置8将书放在固定书架1上，同样的，需要取书的时候由终端输入书的编号，系统会根据输入的编号确定书在固定书架1上的位置，并通过驱动装置4驱动纵向移动装置5、横向移动装置6、换向装置7移动到指定位置，并通过夹取装置8来取出指定的书。

本发明具体工作原理如下：

(1)驱动装置4工作原理

工作时，总动力源11驱动驱动主轴15转动，驱动主轴15同时带动三个驱动齿轮一16转动，三个驱动齿轮一16分别带动三个驱动齿轮二17，三个驱动齿轮二17分别带动三个驱动副轴一18，三个驱动副轴一18均通过一个离合键轴20带动其上的离合凸轮19转动，三个离合凸轮19分别由其上设置的推板14进行控制，当电磁开关12通电时开关闭合，同时推动推杆13，推杆13通过推板14推动相应的离合凸轮19，使离合凸轮19与其对应的离合凹轮21进行配合，离合凹轮21驱动相应的驱动副轴二22。

(2)纵向移动装置5工作原理

当输出轴一转动时带动纵移锥齿轮一23进行转动，纵移锥齿轮一23带动纵移锥齿轮二24进行转动，纵移锥齿轮二24通过纵移传动轴一25带动纵移锥齿轮三26进行转动，纵移锥齿轮三26同时与纵移锥齿轮四27配合带动纵移锥齿轮四27转动，纵移锥齿轮四27通过纵移传动轴二28带动纵移锥齿轮五29进行转动，纵移锥齿轮五29与纵移锥齿轮六30配合带动纵移传动轴三31转动，纵移传动轴三31带动其两端的纵移齿轮一33转动，两个纵移齿轮一33分别带动与其相配合的纵移齿轮二34转动，两个纵移齿轮二34分别在两侧的纵移齿条35上运动，并通过滑动座32上的滑块或滑轮带动安装平台10及安装平台10上的结构在滑槽座36上的长滑槽中滑动进行纵向移动。

(3)横向移动装置6工作原理

当输出轴二转动时带动横移锥齿轮一37转动，横移锥齿轮一37通过横移锥齿轮二38带动横移传动轴39进行转动，横移传动轴39带动横移齿轮一40转动，横移齿轮一40与横移齿轮二41配合带动横移丝杆43转动，横移丝杆43配合横移导杆42的导向使换向安装板52进行横向移动。至此本实施例中的换向装置7和夹取装置8可以实现横纵运动。

(4)换向装置7工作原理

当输出轴三转动时带动换向锥齿轮一44进行转动，换向锥齿轮一44通过换向锥齿轮二45带动换向传动轴一46进行转动，换向传动轴一46带动换向齿轮一47进行转动，换向齿轮一47与换向齿轮二48配合带动换向键轴49进行转动，换向键轴49通过其形状与换向锥齿轮三50的轴孔配合带动换向锥齿轮三50转动，由于换向键轴49特殊的形状以及和换向锥齿轮三50的配合，使换向锥齿轮三50可以在换向键轴49上滑动的同时被换向键轴49带动转动，换向锥齿轮三50通过与换向锥齿轮四51配合带动换向传动轴二53进行转动，换向传动轴二53带动换向锥齿轮五54进行转动，换向锥齿轮五54通过与换向锥齿轮六55配合带动换向传动轴三56转动，换向传动轴三56通过其上的拨杆转盘57以及拨杆转盘57上的拨杆58带动槽轮59转动，槽轮59一次转动九十度，可以通过槽轮59转动带动主升降杆61转动，以通过转动次数调整夹取装置8的夹取方向。

(5)夹取装置8工作原理

需要从固定书架1上进行夹取书时，首先由升降动力源65进行驱动，使升降齿轮64转动，升降齿轮64与升降齿条63进行配合带动升降台62沿主升降杆61进行上下移动，移动到合适的位置时，换位动力缸67进行驱动，换位动力缸67推动换位滑块一68沿滑轨槽一竖直方向进行滑动，并带动换位支撑杆70向上移动，同时换位支撑杆70上的换位滑块二69沿滑轨槽二竖直方向进行滑动，由于滑轨槽一和滑轨槽二的形状差异，在换位滑块二69滑动至滑轨槽二上的短滑槽内时，此时换位动力缸67继续推动换位滑块一68滑动，换位滑块一68滑入滑轨槽一的水平方向段内，换位支撑杆70就会向滑轨槽一的水平方向上转动九十度，此时电磁铁72通电，电磁铁72吸引夹取滑框74向电磁铁72进行滑动，夹取滑框74内两侧的主动夹紧楔块分别与两个夹板76上的被动夹紧楔块75配合，使两个夹板76沿导杆固定板79两侧的滑动导向杆77向中间靠拢完成对书的夹取，夹板弹簧78可对夹板76的复位提供弹力。如需要从归还书架2上夹取书放回至固定书架1内，即先驱动电磁铁72在归还书架2上夹取待放回的书，调整位置后，再驱动换位动力缸67将书对准放回。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，包括固定书架(1)、归还书架(2)、固定支架(3)、驱动装置(4)、纵向移动装置(5)以及横向移动装置(6)，所述固定支架(3)设置在地面上，所述驱动装置(4)设置在固定支架(3)上，所述驱动装置(4)分别与纵向移动装置(5)和横向移动装置(6)连接，地面上设置有地面滑轨，其特征在于：

所述驱动装置(4)和横向移动装置(6)同时还与换向装置(7)连接，所述换向装置(7)上设置有夹取装置(8)；

所述换向装置(7)包括设置在驱动装置(4)上的换向锥齿轮一(44)，所述换向锥齿轮一(44)与换向锥齿轮二(45)配合，所述换向锥齿轮二(45)设置在换向传动轴一(46)上，换向传动轴一(46)设置在安装平台(10)上，所述换向传动轴一(46)一端设置有换向齿轮一(47)，所述换向齿轮一(47)与换向齿轮二(48)配合，所述换向齿轮二(48)设置在换向键轴(49)上，所述换向键轴(49)为多边形轴，所述换向键轴(49)上滑动设置有换向锥齿轮三(50)，所述换向锥齿轮三(50)与换向锥齿轮四(51)配合，所述换向锥齿轮四(51)设置在换向传动轴二(53)一端，所述换向传动轴二(53)设置在换向安装板(52)上，所述换向传动轴二(53)另一端上设置有换向锥齿轮五(54)，所述换向锥齿轮五(54)与换向锥齿轮六(55)配合，所述换向锥齿轮六(55)设置在换向传动轴三(56)中部，所述换向传动轴三(56)转动设置在换向安装板(52)上，所述换向传动轴三(56)上设置有拨杆转盘(57)，所述拨杆转盘(57)上设置有拨杆(58)，所述拨杆(58)与槽轮(59)上的槽口配合，所述槽轮(59)设置在换向传动轴四(60)一端，所述换向传动轴四(60)转动设置在换向安装板(52)上；

所述夹取装置(8)包括一端与换向传动轴四(60)另一端连接的主升降杆(61)，所述主升降杆(61)另一端滑动设置在地面滑轨内，所述主升降杆(61)上滑动设置有升降台(62)，所述升降台(62)上设置有升降动力源(65)，所述升降动力源(65)的输出轴上设置有升降齿轮(64)，所述升降齿轮(64)与升降齿条(63)配合，所述升降齿条(63)设置在主升降杆(61)上，所述升降台(62)上设置有九十度转位机构，所述九十度转位机构与夹取安装板(71)连接，所述夹取安装板(71)上设置有电磁铁(72)，所述夹取安装板(71)上滑动设置有磁体材质的夹取滑框(74)，所述夹取滑框(74)的框边内侧设置有主动夹紧楔块，所述夹取安装板(71)上固定设置有导杆固定板(79)，所述导杆固定板(79)两侧均设置有滑动导向杆(77)，两侧所述滑动导向杆(77)上均通过夹板弹簧(78)滑动连接有一个夹板(76)，两个所述夹板(76)上均设置有一个被动夹紧楔块(75)，主动夹紧楔块与被动夹紧楔块(75)相配合。

2.根据权利要求1所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述槽轮(59)上沿圆周均匀分布有四个槽口。

3.根据权利要求1所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述九十度转位机构包括设置在升降台(62)上的换位支架(66)，所述换位支架(66)上设置有换位动力缸(67)，所述换位支架(66)上还设置有双面滑轨，所述双面滑轨为直角型且为中空状，所述双面滑轨的正反两面分别设置有滑轨槽一和滑轨槽二，所述滑轨槽一中段为弧形滑轨，弧形滑轨两端分别连接一段等长的短直线型滑轨，两短直线型滑轨夹角成九十度，所述滑轨槽二的形状与双面滑轨相同，直角处为短弧形过度，夹角向外侧的方向上延伸出短滑槽，所述双面滑轨内活动设置有换位支撑杆(70)，所述换位支撑杆(70)上端设置有换位滑块二(69)，所述换位滑块二(69)设置在滑轨槽二中，所述换位支撑杆(70)上设置有换位滑块一(68)，所述换位滑块一(68)设置在滑轨槽一中，所述换位滑块一(68)同时与换位动力缸(67)的活塞杆端部转动连接，所述换位支撑杆(70)与夹取安装板(71)连接。

4.根据权利要求1所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述固定书架(1)和归还书架(2)内部间隔均匀设置有若干挡条(9)。

5.根据权利要求1所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述驱动装置(4)包括设置在固定支架(3)上的安装平台(10)，所述安装平台(10)上设置有总动力源(11)，所述总动力源(11)的输出轴与驱动主轴(15)连接，所述驱动主轴(15)同时与三组输出组件连接，每组输出组件均与一组开关组件连接，三组输出组件分别与纵向移动装置(5)、横向移动装置(6)、换向装置(7)连接。

6.根据权利要求5所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述输出组件包括设置在驱动主轴(15)上的驱动齿轮一(16)，所述驱动齿轮一(16)与驱动齿轮二(17)配合，所述驱动齿轮二(17)设置在驱动副轴一(18)一端，所述驱动副轴一(18)设置在安装平台(10)上，所述驱动副轴一(18)的另一端上设置有离合键轴(20)，所述离合键轴(20)上滑动设置有离合凸轮(19)，所述离合凸轮(19)靠近驱动副轴一(18)的一端设置有环状卡槽，所述离合凸轮(19)上相对应的另一端为凸头，所述离合凸轮(19)与上的环状卡槽与开关组件连接，所述输出组件还包括离合凹轮(21)，所述离合凹轮(21)设置在驱动副轴二(22)的一端，所述驱动副轴二(22)设置在安装平台(10)上，所述离合凹轮(21)朝向离合凸轮(19)的一端上设置有凹口，所述凹口的形状与凸头的形状相匹配。

7.根据权利要求6所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述开关组件包括设置在离合凸轮(19)的环状卡槽内的推板(14)，所述推板(14)同时与推杆(13)一端连接，所述推杆(13)的另一端与电磁开关(12)连接，所述电磁开关(12)设置在安装平台(10)上。

8.根据权利要求5所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述纵向移动装置(5)包括设置在输出组件上的纵移锥齿轮一(23)，所述纵移锥齿轮一(23)与纵移锥齿轮二(24)配合，所述纵移锥齿轮二(24)设置在纵移传动轴一(25)一端，所述纵移传动轴一(25)设置在安装平台(10)上，所述纵移传动轴一(25)另一端上设置有纵移锥齿轮三(26)，所述纵移锥齿轮三(26)与纵移锥齿轮四(27)配合，所述纵移锥齿轮四(27)设置在纵移传动轴二(28)一端，所述纵移传动轴二(28)设置在安装平台(10)上，所述纵移传动轴二(28)另一端上设置有纵移锥齿轮五(29)，所述纵移锥齿轮五(29)与纵移锥齿轮六(30)配合，所述纵移锥齿轮六(30)固定设置在纵移传动轴三(31)上，所述纵移传动轴三(31)转动设置在安装平台(10)上，所述安装平台(10)上设置有滑动座(32)，所述纵移传动轴三(31)上设置有纵移齿轮一(33)，所述纵移齿轮一(33)与纵移齿轮二(34)配合，所述纵移齿轮二(34)设置在滑动座(32)上，所述纵移齿轮二(34)与纵移齿条(35)配合，所述纵移齿条(35)安装在滑槽座(36)上，所述滑槽座(36)安装在固定支架(3)上，滑槽座(36)上设置有长滑槽，所述滑动座(32)下端设置有滑槽滑块，所述滑槽滑块滑动设置在长滑槽中。

9.根据权利要求8所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述滑槽滑块可替换为滑轮。

10.根据权利要求5所述的一种智慧图书馆书籍智能分拣机器人，其特征在于：所述横向移动装置(6)包括设置在输出组件上的横移锥齿轮一(37)，所述横移锥齿轮一(37)与横移锥齿轮二(38)配合，所述横移锥齿轮二(38)设置在横移传动轴(39)一端，所述横移传动轴(39)设置在安装平台(10)上，所述横移传动轴(39)另一端上设置有横移齿轮一(40)，所述横移齿轮一(40)与横移齿轮二(41)配合，所述横移齿轮二(41)设置在横移丝杆(43)一端，所述横移丝杆(43)设置在安装平台(10)上，所述安装平台(10)上还固定设置有横移导杆(42)，所述换向安装板(52)上设置有螺纹孔和导孔，换向安装板(52)上的螺纹孔与横移导杆(42)成螺纹配合，换向安装板(52)上的导孔与横移导杆(42)滑动配合。

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