CN115649711A - 一种无人档案库房高精度定位装置及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人档案库房高精度定位装置及定位方法，涉及档案存储的技术领域，解决了传统的档案储存机构采用人工储存，不仅需要雇佣专业的档案管理人员，也很难避免档案的损毁、丢失且工作效率较低的问题，本发明通过电控方式实现整体的自动化运转，用户从定点式档案存取柜或移动式档案存取柜放入档案后，并在人机交互结界面输入存/取档案指令，配合档案分隔板中光学传感器，四轴天钩桁架结构带动档案夹取机构前往协同密集架对应位置完成档案存取，不仅实现了对档案室的自动化存取流程，同时可以实现用户远程调用小车完成档案存取，整体结构简单紧凑，保密性优良，提高了档案室管理的自动化效率。

Description

一种无人档案库房高精度定位装置及定位方法

技术领域

本发明涉及档案存储的技术领域，尤其涉及一种无人档案库房高精度定位装置及定位方法。

背景技术

随着科技的高速发展，档案存储逐渐数字化。尽管如此，传统实体档案室在社会中依然具有其必要性。所谓档案，是人类社会活动中直接形成保存起来以备查考的文件。传统的档案储存机构采用人工储存，由人工负责统计、存取、管理，将档案依照一定的顺序排放，形成定位数据。这种人工存储方式不仅需要雇佣专业的档案管理人员，也很难避免档案的损毁、丢失且工作效率较低。

发明内容

针对上述产生的传统的档案储存机构采用人工储存，不仅需要雇佣专业的档案管理人员，也很难避免档案的损毁、丢失且工作效率较低的问题，本发明的目的在于提供一种无人档案库房高精度定位装置及定位方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种无人档案库房高精度定位装置，其中，包括：四轴天钩桁架结构A、协同密集架B、档案夹取机构C、定点式档案存取柜D和移动式档案存取柜E，所述四轴天钩桁架结构A围绕所述协同密集架B设置，所述档案夹取机构C安装在所述四轴天钩桁架结构A上，通过所述四轴天钩桁架结构A调节档案夹取机构C与协同密集架B的相对位置，所述定点式档案存取柜D和所述移动式档案存取柜E均设于四轴天钩桁架结构A的外侧，通过所述档案夹取机构C对位于协同密集架B上的档案进行抓取，并移送至所述定点式档案存取柜D和/或所述移动式档案存取柜E，或者通过所述档案夹取机构C对所述定点式档案存取柜D和/或所述移动式档案存取柜E内的档案进行抓取，并移送至所述协同密集架B上。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述四轴天钩桁架结构A包括：X轴机构1、辅助定位连接杆2、立柱3、Y轴机构4和Z轴机构5，通过多个所述立柱3和多个所述辅助定位连接杆2连接形成桁架底座，平行设置的两个所述X轴机构1安装在所述桁架底座上，Y轴机构4的两端分别和两个所述X轴机构1连接，所述Y轴机构4安装在所述桁架底座上，所述Y轴机构4和所述Z轴机构5连接。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述四轴天钩桁架结构A还包括：Y轴电机6、Z轴电机7、X轴电机10、X轴电机支架11和传动杆12，所述Y轴机构4上设有Y轴齿条8和Y轴导轨9，所述Y轴电机6和所述Z轴电机7均安装在所述Y轴机构4上，所述Y轴机构4上安装有所述X轴电机支架11，所述X轴电机10安装在所述X轴电机支架11上，所述传动杆12与所述X轴电机10连接，通过所述X轴电机10控制所述Y轴机构4和所述Z轴机构5沿所述X轴机构1移动，通过所述Y轴电机6驱动所述Y轴齿条8带动所述Z轴机构5沿所述Y轴导轨9移动。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述四轴天钩桁架结构A还包括：X轴拖链13、减速器15和X轴承接板16，所述X轴机构1上设有X轴齿条14和X轴向导轨17，每一个所述X轴机构1和所述Y轴机构4通过一个所述X轴承接板16连接，所述X轴承接板16上安装有一个所述减速器15，所述Y轴机构4上安装有所述X轴拖链13，传动杆12的每一个端部和一个所述减速器15连接，所述X轴电机10通过所述传动杆12驱动所述减速器15带动所述Y轴机构4沿所述X轴向导轨17移动。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述四轴天钩桁架结构A还包括：档案夹爪机构20、防撞护罩21和光学传感器22，所述Z轴机构5上设有所述丝杠18和所述Z轴导轨19，Z轴机构5的下端安装有所述防撞护罩21和所述光学传感器22，所述档案夹爪机构20安装在所述丝杠18上，所述档案夹爪机构20安装在所述丝杠18上，通过所述Z轴电机7驱动所述丝杠18带动所述档案夹爪机构20沿所述Z轴导轨19移动。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述四轴天钩桁架结构A还包括：A轴电机、盖板23、谐波减速器24、A轴电机护罩25、Z轴滑轨基座26和A轴旋转底板27，所述A轴电机护罩25和所述档案夹爪机构20连接，所述A轴电机安装在所述A轴电机护罩25内，所述A轴旋转底板27和所述A轴电机通过所述谐波减速器24连接，所述盖板23安装在所述A轴电机护罩25上，所述Z轴滑轨基座26安装在所述A轴旋转底板27上，通过所述A轴电机驱动所述谐波减速器24带动所述A轴旋转底板27在水平方向转动。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述协同密集架B包括：框架架体、内部层板、底部驱动轮、驱动电机和分隔板，每一个所述框架架体上安装有多排所述内部层板，每一个框架架体的下表面安装有所述底部驱动轮，每一个所述框架架体上安装有一个所述驱动电机，所述驱动电机用于驱动与其连接的所述底部驱动轮，每一个内部层板上安装有一个所述分隔板，所述分隔板包括：侧板28和底板29，每一个所述底板29安装在一个所述内部层板上，每一个所述底板29上安装有多个等间距设置的所述侧板28。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述档案夹取机构C包括：光学测距传感器30、夹爪电机、夹爪滑轨31、RFID天线32、RFID读写器33、侧托34和底托35，所述RFID天线32安装在所述A轴电机护罩25上，所述夹爪滑轨31和所述Z轴滑轨基座26连接，两个所述侧托34和一个所述底托35均安装在所述夹爪滑轨31上，所述光学测距传感器30和所述RFID读写器33均安装在所述档案夹爪机构20上，所述夹爪电机安装与所述夹爪滑轨31连接，通过所述夹爪电机驱动两个所述侧托34沿所述夹爪滑轨31移动。

上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，所述定点式档案存取柜D上设有档案存取窗口38、人机交互触摸屏40和定点式档案存取柜电控机构43，所述定点式档案存取柜D上安装有所述丝杠电机36和所述升降门37，通过所述丝杠电机36控制升降门37的启闭，所述定点式档案存取柜D上还设有人脸识别39、指纹识别41和ID卡识别42；

所述移动式档案存取柜E上设有移动式档案存取柜档案存取窗口44，所述移动式档案存取柜E内安装有所述移动式档案存取柜电控机构45，移动式档案存取柜E的下方安装有AGV小车46。

一种无人档案库房高精度定位方法，适用于上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，包括：定点式档案存入方法、定点式档案取出方法、用户定位档案存入方法和用户定位档案取出方法；

所述定点式档案存入方法包括：

A1：客户通过定点式档案存取柜D进行信息认证；

A2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

A3：客户将档案放入定点式档案存取柜D；

A4：四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C对位于定点式档案存取柜D内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至协同密集架B的存取位置，档案夹取机构C将档案放置在协同密集架B上；

所述定点式档案取出方法包括：

B1：客户通过定点式档案存取柜D进行信息认证；

B2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

B3：协同密集架B将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至位于协同密集架B上的档案的存取位置，档案夹取机构C对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C将档案放置在定点式档案存取柜D内；

B4：客户从定点式档案存取柜D内取出档案；

所述用户定位档案存入方法包括：

C1：客户通过定点式档案存取柜D进行远程信息认证；

C2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

C3：移动式档案存取柜E移动至客户的定位位置，客户将档案放入移动式档案存取柜E后，移动式档案存取柜E移动至移动式档案存取柜E的指定存取位置；

C4：四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至移动式档案存取柜E，档案夹取机构C对位于移动式档案存取柜E内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至协同密集架B的存取位置，档案夹取机构C将档案放置在协同密集架B上；

所述用户定位档案取出方法包括：

D1：客户通过定点式档案存取柜D进行远程信息认证；

D2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

D3：协同密集架B将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至位于协同密集架B上的档案的存取位置，档案夹取机构C对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C将档案放置在移动式档案存取柜E内；

D4：移动式档案存取柜E移动至客户的定位位置，客户从移动式档案存取柜E将取出档案后，移动式档案存取柜E移动至移动式档案存取柜E的指定存取位置。

本发明由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：

(1)本发明在机构上一一承接，通过电控方式实现整体的自动化运转，主要电动元件包括电机以及传感器，整体流程也可由手动操作或上位机控制。用户从定点式档案存取柜或移动式档案存取柜放入档案后，并在人机交互结界面输入存/取档案指令，配合档案分隔板中光学传感器，四轴天钩桁架结构带动档案夹取机构前往协同密集架对应位置完成档案存取；

(2)本发明不仅实现了对档案室的自动化存取流程，同时可以实现用户远程调用小车完成档案存取，整体结构简单紧凑，保密性优良，提高了档案室管理的自动化效率。

附图说明

图1是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的结构示意图。

图2是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的俯视示意图。

图3是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的四轴天钩桁架结构的结构示意图。

图4是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的Y轴机构的结构示意图。

图5是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的X轴机构与Y轴机构的连接处的结构示意图。

图6是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的Z轴机构的结构示意图。

图7是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的A轴运动机构的结构示意图。

图8是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的协同密集架的结构示意图。

图9是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的分隔板的结构示意图。

图10是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的档案夹取机构的结构示意图。

图11是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的定点式档案存取柜的结构示意图。

图12是本发明的一种无人档案库房高精度定位装置的移动式档案存取柜的结构示意图。

附图中：A、四轴天钩桁架结构；B、协同密集架；C、档案夹取机构；D、定点式档案存取柜；E、移动式档案存取柜；1、X轴机构；2、辅助定位连接杆；3、立柱；4、Y轴机构；5、Z轴机构；6、Y轴电机；7、Z轴电机；8、Y轴齿条；9、Y轴导轨；10、X轴电机；11、X轴电机支架；12、传动杆；13、X轴拖链；14、X轴齿条；15、减速器；16、X轴承接板；17、X轴向导轨；18、丝杠；19、Z轴导轨；20、档案夹爪机构；21、防撞护罩；22、光学传感器；23、盖板；24、谐波减速器；25、A轴电机护罩；26、Z轴滑轨基座；27、A轴旋转底板；28、侧板；29、底板；30、光学测距传感器；31、夹爪滑轨；32、RFID天线；33、RFID读写器；34、侧托；35、底托；36、丝杠电机；37、升降门；38、档案存取窗口；39、人脸识别；40、人机交互触摸屏；41、指纹识别；42、ID卡识别；43、定点式档案存取柜电控机构；44、移动式档案存取柜档案存取窗口；45、移动式档案存取柜电控机构；46、AGV小车。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

请参照图1至图12所示，示出了一种无人档案库房高精度定位装置，其中，包括：四轴天钩桁架结构A、协同密集架B、档案夹取机构C、定点式档案存取柜D和移动式档案存取柜E，四轴天钩桁架结构A围绕协同密集架B设置，档案夹取机构C安装在四轴天钩桁架结构A上，通过四轴天钩桁架结构A调节档案夹取机构C与协同密集架B的相对位置，定点式档案存取柜D和移动式档案存取柜E均设于四轴天钩桁架结构A的外侧，通过档案夹取机构C对位于协同密集架B上的档案进行抓取，并移送至定点式档案存取柜D和/或移动式档案存取柜E，或者通过档案夹取机构C对定点式档案存取柜D和/或移动式档案存取柜E内的档案进行抓取，并移送至协同密集架B上。

进一步，在一种较佳实施例中，四轴天钩桁架结构A包括：X轴机构1、辅助定位连接杆2、立柱3、Y轴机构4和Z轴机构5，通过多个立柱3和多个辅助定位连接杆2连接形成桁架底座，平行设置的两个X轴机构1安装在桁架底座上，Y轴机构4的两端分别和两个X轴机构1连接，Y轴机构4安装在桁架底座上，Y轴机构4和Z轴机构5连接。

进一步，在一种较佳实施例中，四轴天钩桁架结构A还包括：Y轴电机6、Z轴电机7、X轴电机10、X轴电机支架11和传动杆12，Y轴机构4上设有Y轴齿条8和Y轴导轨9，Y轴电机6和Z轴电机7均安装在Y轴机构4上，Y轴机构4上安装有X轴电机支架11，X轴电机10安装在X轴电机支架11上，传动杆12与X轴电机10连接，通过X轴电机10控制Y轴机构4和Z轴机构5沿X轴机构1移动，通过Y轴电机6驱动Y轴齿条8带动Z轴机构5沿Y轴导轨9移动。

进一步，在一种较佳实施例中，四轴天钩桁架结构A还包括：X轴拖链13、减速器15和X轴承接板16，X轴机构1上设有X轴齿条14和X轴向导轨17，每一个X轴机构1和Y轴机构4通过一个X轴承接板16连接，X轴承接板16上安装有一个减速器15，Y轴机构4上安装有X轴拖链13，传动杆12的每一个端部和一个减速器15连接，X轴电机10通过传动杆12驱动减速器15带动Y轴机构4沿X轴向导轨17移动。

进一步，在一种较佳实施例中，四轴天钩桁架结构A还包括：档案夹爪机构20、防撞护罩21和光学传感器22，Z轴机构5上设有丝杠18和Z轴导轨19，Z轴机构5的下端安装有防撞护罩21和光学传感器22，档案夹爪机构20安装在丝杠18上，档案夹爪机构20安装在丝杠18上，通过Z轴电机7驱动丝杠18带动档案夹爪机构20沿Z轴导轨19移动。

进一步，在一种较佳实施例中，四轴天钩桁架结构A还包括：A轴电机、盖板23、谐波减速器24、A轴电机护罩25、Z轴滑轨基座26和A轴旋转底板27，A轴电机护罩25和档案夹爪机构20连接，A轴电机安装在A轴电机护罩25内，A轴旋转底板27和A轴电机通过谐波减速器24连接，盖板23安装在A轴电机护罩25上，Z轴滑轨基座26安装在A轴旋转底板27上，通过A轴电机驱动谐波减速器24带动A轴旋转底板27在水平方向转动。

进一步，在一种较佳实施例中，协同密集架B包括：框架架体、内部层板、底部驱动轮、驱动电机和分隔板，每一个框架架体上安装有多排内部层板，每一个框架架体的下表面安装有底部驱动轮，每一个框架架体上安装有一个驱动电机，驱动电机用于驱动与其连接的底部驱动轮，每一个内部层板上安装有一个分隔板，分隔板包括：侧板28和底板29，每一个底板29安装在一个内部层板上，每一个底板29上安装有多个等间距设置的侧板28。

进一步，在一种较佳实施例中，档案夹取机构C包括：光学测距传感器30、夹爪电机、夹爪滑轨31、RFID天线32、RFID读写器33、侧托34和底托35，RFID天线32安装在A轴电机护罩25上，夹爪滑轨31和Z轴滑轨基座26连接，两个侧托34和一个底托35均安装在夹爪滑轨31上，光学测距传感器30和RFID读写器33均安装在档案夹爪机构20上，夹爪电机安装与夹爪滑轨31连接，通过夹爪电机驱动两个侧托34沿夹爪滑轨31移动。

进一步，在一种较佳实施例中，定点式档案存取柜D上设有档案存取窗口38、人机交互触摸屏40和定点式档案存取柜电控机构43，定点式档案存取柜D上安装有丝杠电机36和升降门37，通过丝杠电机36控制升降门37的启闭，定点式档案存取柜D上还设有人脸识别39、指纹识别41和ID卡识别42；

移动式档案存取柜E上设有移动式档案存取柜档案存取窗口44，移动式档案存取柜E内安装有移动式档案存取柜电控机构45，移动式档案存取柜E的下方安装有AGV小车46。

一种无人档案库房高精度定位方法，适用于上述的无人档案库房高精度定位装置，其中，包括：定点式档案存入方法、定点式档案取出方法、用户定位档案存入方法和用户定位档案取出方法；

定点式档案存入方法包括：

A1：客户通过定点式档案存取柜D进行信息认证；

A2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

A3：客户将档案放入定点式档案存取柜D；

A4：四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C对位于定点式档案存取柜D内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至协同密集架B的存取位置，档案夹取机构C将档案放置在协同密集架B上；

定点式档案取出方法包括：

B1：客户通过定点式档案存取柜D进行信息认证；

B2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

B3：协同密集架B将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至位于协同密集架B上的档案的存取位置，档案夹取机构C对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C将档案放置在定点式档案存取柜D内；

B4：客户从定点式档案存取柜D内取出档案；

用户定位档案存入方法包括：

C1：客户通过定点式档案存取柜D进行远程信息认证；

C2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

C3：移动式档案存取柜E移动至客户的定位位置，客户将档案放入移动式档案存取柜E后，移动式档案存取柜E移动至移动式档案存取柜E的指定存取位置；

C4：四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至移动式档案存取柜E，档案夹取机构C对位于移动式档案存取柜E内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至协同密集架B的存取位置，档案夹取机构C将档案放置在协同密集架B上；

用户定位档案取出方法包括：

D1：客户通过定点式档案存取柜D进行远程信息认证；

D2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜D发起档案存取工作；

D3：协同密集架B将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至位于协同密集架B上的档案的存取位置，档案夹取机构C对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构A控制档案夹取机构C移动至定点式档案存取柜D，档案夹取机构C将档案放置在移动式档案存取柜E内；

D4：移动式档案存取柜E移动至客户的定位位置，客户从移动式档案存取柜E将取出档案后，移动式档案存取柜E移动至移动式档案存取柜E的指定存取位置。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。

本发明在上述基础上还具有如下实施方式：

本发明的进一步实施例中，本发明提出了一种新型的档案室自动化存储方法，可有效的用自动化机构代替人力，提高工作效率。

本发明的进一步实施例中，主体结构主要包括四轴天钩桁架机构、协同密集架机构、档案夹取机构、定点式档案存取柜、移动式档案存取柜等几个部分。

本发明的进一步实施例中，四轴天钩桁架机构，是以龙门桁架的形式构建了四轴机械结构，用于档案的抓取与运送。龙门桁架由立柱支撑，立柱间通过定位件固定，从顶部为机械臂提供X轴、Y轴两向模组运行功能，保证机械臂的全向运行范围并实现在X、Y两轴上的高速运动。同时机械臂具有Z轴抬升和A轴旋转的功能，有效保障抓臂在垂直方向和前后左右四周运行的灵活性。桁架的四轴机构设计充分考虑桁架重载和档案高精度定位需求，并能够匹配各类标准的档案室库房规格，进行结构上长度的延展。

本发明的进一步实施例中，协同密集架机构，为多列智能密集档案架组合而成可根据档案室规格增减，智能密集档案架单列架体为6层，6节，双侧合计792个单元格，在架体上设计并配置单元格分隔板，用于档案的精确定位。并能够自动实现指定列开启，锁定，解锁，关闭的功能，密集架开合位置开度距离检测和位置计算，计算机械手拾取密集架档案时位置信息，定位精度为±0.5mm。

本发明的进一步实施例中，档案夹取机构，其配置在机械臂上，装配了丰富的精密化执行器传感检测系统，包括定位检测、RFID检测、力矩检测等，整体设计上保障抓取过程定位的准确性并满足力矩控制要求，能够保证兼容不同档案盒的形变、重量、内部文件厚度等一定程度变化因素。同时在多个方向安装了防撞保护，可以起到防止档案与机构因意外因素遭到损毁。

本发明的进一步实施例中，定点式档案存取柜，作为档案库房与用户的对接窗口，布置于库房墙体处，连通库房内外。柜体包含档案存取窗口与人机交互面板，操作屏具有保密措施。仅在通过指纹、刷卡、人脸识别的人员身份验证后，用户方可将档案放置到档案存取窗口内的分割板中，通过操作触摸屏实现自动入库存档。分割板内置有光学传感器，单次操作可自由放置多册档案，工作效率较高。

本发明的进一步实施例中，移动式档案存取柜，功能与上述的定点式存取柜柜体相仿。不同之处在于其作为用户对接窗口，将柜体搭载于AGV小车上，柜体中加装了通讯系统，能够在远程收到用户的使用请求后主动前往用户所在处进行档案收纳工作，并自动将档案运往库房于机械臂闲时完成档案入库。

本发明的进一步实施例中，本发明装置的整体结构及布局如图1所示。包括四轴天钩桁架机构A、协同密集架机构B、档案夹取机构C、定点式档案存取柜D、移动式档案存取柜E。其中档案夹取机构C搭载在四轴天钩桁架机构A的机械臂上，可在平面空间内移动。移动式档案存取柜E可在载入的地图中移动，图中位置仅为示意。

本发明的进一步实施例中，四轴天钩桁架机构A如图3所示，立柱3间以辅助定位连接杆2连接，二者组合构成桁架底座，用于保障整体机构相对精度，同时能够稳定承载顶部各个运动轴单元X轴机构1、Y轴机构4、Z轴机构5。

本发明的进一步实施例中，立柱3整体由方管和铁板焊接后，在大型龙门铣床完成多面一次加工，确保整体安装精度。立柱由顶部轴模组支撑平台，中部支撑杆，连接件定位面及底部承重底托组成。由于为主要受力机构，底座内向加粗提高承载力，底托开孔，项目调试完成后可通过化学螺栓固定于地面，整体表面喷漆处理。

本发明的进一步实施例中，辅助定位连接杆2分长距离和短距离两类，用于匹配档案室设计规格，提高相对精度。辅助定位连接杆通过方管焊接侧板实现，再通过龙门铣床对端面进行二次加工，整体表面喷漆处理。连接杆可将桁架底座连接成密闭单元，通过加工精度约束整个框架的安装定位误差。

本发明的进一步实施例中，X轴机构1、Y轴机构4均采用齿条导轨模组的驱动方式。X轴机构1两侧为对称结构，X轴电机10搭载于X轴电机支架11机构上，驱动由X轴承载板16定位的传动杆12。传动杆12经过减速器15带动X轴齿条14。X轴齿条14带动桁架主体机构包含Y轴、Z轴机构在X轴方向导轨17上运动。齿条14采用斜齿，可满足长距离，大负载运行方式，可有效减少间隙和运行噪声。电气线路通过X轴拖链13跟随桁架移动，Y轴机构4运动模式与X轴机构1相仿，区别在于Y轴机构4由Y轴电机7直接驱动Y轴齿条8带动滑轮组在Y轴导轨9上运动。

本发明的进一步实施例中，Z轴机构5行程较短，因需搭载档案夹取机构，故结构空间要求紧凑，精度要求高，且对承载力要求不大，所以采用丝杠18与导轨19配合的驱动方式带动档案夹爪机构20，整体定位精度和稳定性更高。Z轴机构5下侧装有防撞护罩21与多个光学传感器22，可应对机械臂移动中的各类突发情况。

本发明的进一步实施例中，因为抓臂要完成多个方向的旋转与定位，用于双侧密集架入库和外侧存取柜档案的衔接，本四轴天钩桁架结构设计A轴运动机构图7用于抓臂的旋转动作，A轴运动机构主体由盖板23和A轴电机护罩25保护搭载于Z轴滑轨基座26上。其电机置于A轴电机护罩内部25，并采用专用谐波减速器24驱动，平稳性高间隙小，可实现A轴向上的精准定位。档案夹取机构C则搭载于A轴旋转底板27上。

本发明的进一步实施例中，协同密集架B如图8所示，密集架架体主要由框架架体，内部层板，底部驱动轮与驱动电机组成，分为固定列及移动列。独立架体配置有变速电机和智能控制器，独立架体可动作，相互架体可配合开启，开度范围为800-1000mm可调。单侧密集架尺寸为长5190mm*高2585mm*宽550mm，内部分为6层6列，单列内部空间为长740mm*575mm，装有档案分隔板，图9所示。密集架外侧无隔板，可实现双侧存档。档案分隔板用于实现档案位于密集架中的定位，由于数量众多，要求满足占地空间小，成本低，定位精度高及易于安装的要求。因此通过开模方式，注塑制作ABS材质的塑料分隔板，分隔板设计为侧板28和底板29的结构，通过设计模具，实现批量注塑生产，11组拼接后固定于密集架内层隔板上。

本发明的进一步实施例中，档案夹取机构C如图10所示，侧托34在电机的驱动下，在水平滑轨31上开合完成档案的夹取动作，滑轨31边缘装有力矩检测器，可适应不同规格、重量档案文件的夹取作业。上方装有光学测距感应器30，用于配合协同密集架B中的分隔板，通过对距离的实时测量使底托35伸入待取档案下方，实现对档案的抬升及取出。机构下方装有RFID天线32，能够读取所夹档案的信息发送给RFID读写器33，实现档案的智能化存取。同时整个机构配有全方位的防撞保护，充分考虑了安全性，保证的设备运行的稳定性。

本发明的进一步实施例中，定点式档案存取柜D如图11所示，主体机构由档案存取窗口38、人机交互触摸屏40、电控机构43组成。用户在使用时，首先需要通过身份验证，本发明提供三种不同途径：人脸识别39；指纹识别41；ID卡识别42。完成认证后，档案存取窗口38的升降门37打开，用户通过触摸屏40发起档案存取工作，并在档案存取窗口38的分隔板中存取档案。档案存取窗口38采用丝杠电机36驱动模式，内置光学传感器，可实时监控档案位情况。整体机构与通讯由下方布置的电控机构43完成，通过来自人机交互触摸屏40或上位机的指令，实现自动化档案出入库作业。

本发明的进一步实施例中，移动式档案存取柜E如图12所示，主体机构由移动式档案存取柜档案存取窗口44、移动式档案存取柜电控机构45、AGV小车46组成。其中移动式档案存取柜档案存取窗口44与定点式档案存取柜D中的档案存取窗口38结构原理相同。移动式档案存取柜电控机构45实现与定点式档案存取柜D电控机构的通讯，并根据收到的指令控制AGV小车46完成前往用户定位存取档案的自动化流程。

本发明的进一步实施例中，本发明在机构上一一承接，通过电控方式实现整体的自动化运转，主要电动元件包括电机以及传感器，整体流程也可由手动操作或上位机控制。用户从定点式档案存取柜D或移动式档案存取柜E放入档案后，并在人机交互结界面输入存/取档案指令。配合档案分隔板中光学传感器，四轴天钩桁架结构A带动档案夹取机构C前往协同密集架B对应位置完成档案存取。

本发明的进一步实施例中，本发明不仅实现了对档案室的自动化存取流程，同时可以实现用户远程调用小车完成档案存取。整体结构简单紧凑，保密性优良，提高了档案室管理的自动化效率。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，包括：四轴天钩桁架结构(A)、协同密集架(B)、档案夹取机构(C)、定点式档案存取柜(D)和移动式档案存取柜(E)，所述四轴天钩桁架结构(A)围绕所述协同密集架(B)设置，所述档案夹取机构(C)安装在所述四轴天钩桁架结构(A)上，通过所述四轴天钩桁架结构(A)调节档案夹取机构(C)与协同密集架(B)的相对位置，所述定点式档案存取柜(D)和所述移动式档案存取柜(E)均设于四轴天钩桁架结构(A)的外侧，通过所述档案夹取机构(C)对位于协同密集架(B)上的档案进行抓取，并移送至所述定点式档案存取柜(D)和/或所述移动式档案存取柜(E)，或者通过所述档案夹取机构(C)对所述定点式档案存取柜(D)和/或所述移动式档案存取柜(E)内的档案进行抓取，并移送至所述协同密集架(B)上。

2.根据权利要求1所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述四轴天钩桁架结构(A)包括：X轴机构(1)、辅助定位连接杆(2)、立柱(3)、Y轴机构(4)和Z轴机构(5)，通过多个所述立柱(3)和多个所述辅助定位连接杆(2)连接形成桁架底座，平行设置的两个所述X轴机构(1)安装在所述桁架底座上，Y轴机构(4)的两端分别和两个所述X轴机构(1)连接，所述Y轴机构(4)安装在所述桁架底座上，所述Y轴机构(4)和所述Z轴机构(5)连接。

3.根据权利要求2所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述四轴天钩桁架结构(A)还包括：Y轴电机(6)、Z轴电机(7)、X轴电机(10)、X轴电机支架(11)和传动杆(12)，所述Y轴机构(4)上设有Y轴齿条(8)和Y轴导轨(9)，所述Y轴电机(6)和所述Z轴电机(7)均安装在所述Y轴机构(4)上，所述Y轴机构(4)上安装有所述X轴电机支架(11)，所述X轴电机(10)安装在所述X轴电机支架(11)上，所述传动杆(12)与所述X轴电机(10)连接，通过所述X轴电机(10)控制所述Y轴机构(4)和所述Z轴机构(5)沿所述X轴机构(1)移动，通过所述Y轴电机(6)驱动所述Y轴齿条(8)带动所述Z轴机构(5)沿所述Y轴导轨(9)移动。

4.根据权利要求3所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述四轴天钩桁架结构(A)还包括：X轴拖链(13)、减速器(15)和X轴承接板(16)，所述X轴机构(1)上设有X轴齿条(14)和X轴向导轨(17)，每一个所述X轴机构(1)和所述Y轴机构(4)通过一个所述X轴承接板(16)连接，所述X轴承接板(16)上安装有一个所述减速器(15)，所述Y轴机构(4)上安装有所述X轴拖链(13)，传动杆(12)的每一个端部和一个所述减速器(15)连接，所述X轴电机(10)通过所述传动杆(12)驱动所述减速器(15)带动所述Y轴机构(4)沿所述X轴向导轨(17)移动。

5.根据权利要求4所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述四轴天钩桁架结构(A)还包括：档案夹爪机构(20)、防撞护罩(21)和光学传感器(22)，所述Z轴机构(5)上设有所述丝杠(18)和所述Z轴导轨(19)，Z轴机构(5)的下端安装有所述防撞护罩(21)和所述光学传感器(22)，所述档案夹爪机构(20)安装在所述丝杠(18)上，所述档案夹爪机构(20)安装在所述丝杠(18)上，通过所述Z轴电机(7)驱动所述丝杠(18)带动所述档案夹爪机构(20)沿所述Z轴导轨(19)移动。

6.根据权利要求5所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述四轴天钩桁架结构(A)还包括：A轴电机、盖板(23)、谐波减速器(24)、A轴电机护罩(25)、Z轴滑轨基座(26)和A轴旋转底板(27)，所述A轴电机护罩(25)和所述档案夹爪机构(20)连接，所述A轴电机安装在所述A轴电机护罩(25)内，所述A轴旋转底板(27)和所述A轴电机通过所述谐波减速器(24)连接，所述盖板(23)安装在所述A轴电机护罩(25)上，所述Z轴滑轨基座(26)安装在所述A轴旋转底板(27)上，通过所述A轴电机驱动所述谐波减速器(24)带动所述A轴旋转底板(27)在水平方向转动。

7.根据权利要求6所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述协同密集架(B)包括：框架架体、内部层板、底部驱动轮、驱动电机和分隔板，每一个所述框架架体上安装有多排所述内部层板，每一个框架架体的下表面安装有所述底部驱动轮，每一个所述框架架体上安装有一个所述驱动电机，所述驱动电机用于驱动与其连接的所述底部驱动轮，每一个内部层板上安装有一个所述分隔板，所述分隔板包括：侧板(28)和底板(29)，每一个所述底板(29)安装在一个所述内部层板上，每一个所述底板(29)上安装有多个等间距设置的所述侧板(28)。

8.根据权利要求7所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述档案夹取机构(C)包括：光学测距传感器(30)、夹爪电机、夹爪滑轨(31)、RFID天线(32)、RFID读写器(33)、侧托(34)和底托(35)，所述RFID天线(32)安装在所述A轴电机护罩(25)上，所述夹爪滑轨(31)和所述Z轴滑轨基座(26)连接，两个所述侧托(34)和一个所述底托(35)均安装在所述夹爪滑轨(31)上，所述光学测距传感器(30)和所述RFID读写器(33)均安装在所述档案夹爪机构(20)上，所述夹爪电机安装与所述夹爪滑轨(31)连接，通过所述夹爪电机驱动两个所述侧托(34)沿所述夹爪滑轨(31)移动。

9.根据权利要求8所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，所述定点式档案存取柜(D)上设有档案存取窗口(38)、人机交互触摸屏(40)和定点式档案存取柜电控机构(43)，所述定点式档案存取柜(D)上安装有所述丝杠电机(36)和所述升降门(37)，通过所述丝杠电机(36)控制升降门(37)的启闭，所述定点式档案存取柜(D)上还设有人脸识别(39)、指纹识别(41)和ID卡识别(42)；

所述移动式档案存取柜(E)上设有移动式档案存取柜档案存取窗口(44)，所述移动式档案存取柜(E)内安装有所述移动式档案存取柜电控机构(45)，移动式档案存取柜(E)的下方安装有AGV小车(46)。

10.一种无人档案库房高精度定位方法，适用于权利要求1至权利要求9中任一所述的无人档案库房高精度定位装置，其特征在于，包括：定点式档案存入方法、定点式档案取出方法、用户定位档案存入方法和用户定位档案取出方法；

所述定点式档案存入方法包括：

A1：客户通过定点式档案存取柜(D)进行信息认证；

A2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜(D)发起档案存取工作；

A3：客户将档案放入定点式档案存取柜(D)；

A4：四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至定点式档案存取柜(D)，档案夹取机构(C)对位于定点式档案存取柜(D)内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至协同密集架(B)的存取位置，档案夹取机构(C)将档案放置在协同密集架(B)上；

所述定点式档案取出方法包括：

B1：客户通过定点式档案存取柜(D)进行信息认证；

B2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜(D)发起档案存取工作；

B3：协同密集架(B)将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至位于协同密集架(B)上的档案的存取位置，档案夹取机构(C)对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至定点式档案存取柜(D)，档案夹取机构(C)将档案放置在定点式档案存取柜(D)内；

B4：客户从定点式档案存取柜(D)内取出档案；

所述用户定位档案存入方法包括：

C1：客户通过定点式档案存取柜(D)进行远程信息认证；

C2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜(D)发起档案存取工作；

C3：移动式档案存取柜(E)移动至客户的定位位置，客户将档案放入移动式档案存取柜(E)后，移动式档案存取柜(E)移动至移动式档案存取柜(E)的指定存取位置；

C4：四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至移动式档案存取柜(E)，档案夹取机构(C)对位于移动式档案存取柜(E)内的档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至协同密集架(B)的存取位置，档案夹取机构(C)将档案放置在协同密集架(B)上；

所述用户定位档案取出方法包括：

D1：客户通过定点式档案存取柜(D)进行远程信息认证；

D2：完成认证后，客户通过定点式档案存取柜(D)发起档案存取工作；

D3：协同密集架(B)将档案移动至最外侧，四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至位于协同密集架(B)上的档案的存取位置，档案夹取机构(C)对档案进行夹取，夹取后四轴天钩桁架结构(A)控制档案夹取机构(C)移动至定点式档案存取柜(D)，档案夹取机构(C)将档案放置在移动式档案存取柜(E)内；

D4：移动式档案存取柜(E)移动至客户的定位位置，客户从移动式档案存取柜(E)将取出档案后，移动式档案存取柜(E)移动至移动式档案存取柜(E)的指定存取位置。

Images