CN204120536U - 一种智能书柜的硬件结构 - Google Patents

Abstract

一种智能书柜的硬件结构，包括书架、可编程逻辑控制器、存储器、控制面板和搜索机构；可编程逻辑控制器分别与搜索机构和触控板连接，在控制面板上输入目标图书相关信息并传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器内设有存储器，用于驱动搜索机构定位搜索目标图书；与搜索机构连接的顶出机构设于书架承载图书的支撑板下方，支撑板与图书的接触面小于图书侧面，顶出机构通过支撑板未接触图书侧面的地方，将目标图书顶出在突出的位置，引起人们的注意，从而快捷方便地寻找到书籍，节约时间。

Description

一种智能书柜的硬件结构

技术领域

本实用新型涉及一种图书馆的书柜，具体涉及一种智能书柜的硬件结构。

背景技术

图书馆是大众阅览的公共场所，有的读者看完书后随手乱放图书，有的读者从书架上取下多本书后又不打算借出，看过后忘记取下这些图书的位置，这些都会造成书籍的错放。 

由于图书管理系统上显示给读者的目标图书信息是摆放整齐时的图书位置，这样就存在图书管理系统上显示图书位置与实际图书放置位置不一致的情况，从而加大了读者找到目标图书的难度，同时也不方便图书管理员管理，使得图书搜索和管理不但浪费了许多人力资源，更重要的是浪费了许多宝贵的时间。

实用新型内容

本实用新型的任务是提供一种智能书柜的硬件结构，该智能书柜避免搜索目标图书的盲目性，定位更加准确，更加节约时间。

本实用新型采取的技术方案为： 

一种智能书柜的硬件结构，其特征在于：包括书架、可编程逻辑控制器、存储器、控制面板和搜索机构；可编程逻辑控制器分别与搜索机构和控制面板连接，在控制面板上输入目标图书的相关信息并传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器内设有存储器，用于驱动搜索机构定位搜索目标图书；与搜索机构连接的顶出机构设于书架承载图书的支撑板下方，支撑板与图书的接触面小于图书侧面，顶出机构通过支撑板未接触图书侧面的地方，将目标图书顶出。

优选的，所述支撑板设置数个且水平间隔设置，或水平设置一个支撑板。

更为优选的，所述支撑板设置两个且水平间隔设置，两个支撑板折弯，折弯方向相对。

优选的，所述控制面板设于书架的侧面。

优选的，所述搜索机构包括x轴步进电机、z轴步进电机、两个并行导轨、滑块连接部件、支架、扫描枪、x轴向丝杆、z轴向丝杆及螺母；两个并行导轨平行设置于所述支撑板的下方，两个导轨上各设置一个滑块，一个滑块连接部件连接这两个滑块，x轴向丝杆贯穿该滑块连接部件并平行于两个并行导轨，x轴向丝杆的一端连接x轴步进电机；滑块连接部件的一侧连接一个具有z轴向导轨的竖杆，z轴步进电机与该竖杆的下端固定连接，同时z轴步进电机与贯穿螺母的z轴向丝杆连接，螺母侧面具有沿z轴向导轨移动的机构；同时，螺母上连接所述顶出机构，顶出机构通过支架连接扫描枪，图书的条形码位置在扫描枪扫描的有效范围内；两个并行导轨两端设置有限位开关。

所述控制面板为触控板或发光二极管显示屏配合物理按键。

优选的，所述触控板的触摸屏界面包括输入条形码文本框、搜寻结果显示面板、停止搜寻并复位按键、暂停搜寻按键、调整电机位置按键和系统参数设置按键。

本实用新型的优点：

本实用新型一种智能书柜的硬件结构的扫描枪扫描到与控制面板上输入的目标图书条形码一致的图书时，顶出机构将目标图书顶出在突出的位置，引起人们的注意，从而快捷方便地寻找到书籍，节约时间。

附图说明

图1 为本实用新型的智能书柜后视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3的支撑板放置图书的俯视图之一；

图5为图3的支撑板放置图书的俯视图之二；

图6为图3的支撑板放置图书的俯视图之三；

图7为图3的滑块连接部件所连接的顶出机构及扫描图书机构示意图；

图8为本实用新型的智能书柜搜索目标图书方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：

如图1至3所示，一种智能书柜的硬件结构，包括书架1、可编程逻辑控制器2、存储器、控制面板和搜索机构4；可编程逻辑控制器2分别与搜索机构4和控制面板连接，在控制面板上输入目标图书相关信息并传输给可编程逻辑控制器2，可编程逻辑控制器2内设有存储器，用于驱动搜索机构4定位搜索目标图书。

图3至6中，为了看得更清楚，图中填充斜线的地方代表的是支撑板，而不是剖视图。

在支撑板11上放置一排图书，支撑板11可以设置数个且水平间隔设置，也可以仅仅设置一个支撑板。

如图4，支撑板11的数量为三个，且水平间隔设置；支撑板11与图书侧面5的接触面小于图书侧面5，与搜索机构4连接的顶出机构410设于支撑板11下方，顶出机构410通过支撑板11的间隔部分，即未接触图书侧面5的地方，由下向上将目标图书顶出在突出的位置，引起人们的注意，从而快捷方面地寻找到目标图书，顶出机构410在预设高度内将目标图书顶出，预设高度小于目标图书两侧图书的高度，目标图书在其两侧图书的夹持下，被顶出后不会从书架上掉下来；

或者，如图5，支撑板11的数量为一个，顶出机构410设于书架1承载图书的支撑板11的下方，支撑板11与图书侧面5的接触面小于图书侧面5，顶出机构410通过支撑板11未与图书侧面5 接触的部分，由下向上将目标图书顶出；

或者，如图6，支撑板11的数量为两个，且水平间隔设置，两个支撑板11折弯，折弯方向相对，支撑板11折弯的部分对图书进行限位；支撑板11与图书侧面5的接触面小于图书侧面5，顶出机构410设于支撑板11下方，顶出机构410通过支撑板11的间隔部分，由下向上将目标图书顶出。

控制面板为触控板3或发光二极管显示屏配合物理按键。

本实施例中，控制面板为触控板3，如图2，触控板3设于书架1的侧面。

触控板3的触摸屏界面包括输入条形码文本框、搜寻结果显示面板、停止搜寻并复位按键、暂停搜寻按键、调整电机位置按键和系统参数设置按键。

搜寻结果显示面板中，可以显示多个搜索任务，并显示对应的图书条形码，同时显示正在搜索的目标图书条形码；如果搜索目标图书中途需要复位时，按触摸屏上的“停止搜寻并复位”按键，搜索机构复位，触摸屏参数归零；如果搜索目标图书中途需要暂停时，按触摸屏上的“暂停搜寻按键”，搜索机构暂停，触摸屏参数不变；通过“调整电机位置按键”，进入相应界面，该界面包括退出键、直行电机向左键、直行电机向右键、顶出电机向上键及顶出电机向下键；通过这些按键控制相应电机的运行，从而调整搜索机构扫描搜索图书或将目标图书顶出；通过“系统参数设置按键”，进入相应界面，该界面包括直行电机速度、顶出电机速度及顶出电机行程，对应文本框中可调节相应电机的速度及移动距离。

上述直行电机即为x轴步进电机41，顶出电机即为z轴步进电机42。

如图7，搜索机构4包括x轴步进电机41、z轴步进电机42、两个并行导轨43、滑块连接部件44、支架45、扫描枪46、x轴向丝杆47、z轴向丝杆48及螺母49；两个并行导轨43平行设置于支撑板11的下方，两个并行导轨43上各设置一个滑块，一个滑块连接部件44连接这两个滑块，两滑块固定连接在滑块连接部件44两端的下方，x轴向丝杆47贯穿该滑块连接部件44并平行于两个并行导轨43，x轴向丝杆47的一端连接x轴步进电机41；滑块连接部件44的一侧连接一个具有z轴向导轨的竖杆411，z轴步进电机48与该竖杆411的下端固定连接，同时z轴步进电机42与贯穿螺母49的z轴向丝杆48连接，螺母49侧面具有沿z轴向导轨移动的机构；同时，螺母49上连接顶出机构410，顶出机构410通过支架45连接扫描枪46，图书的条形码位置在扫描枪46扫描的有效范围内；两个并行导轨43两端设置有限位开关。

目标图书搜索过程中，x轴步进电机41启动，带动与之连接的x轴向丝杆47运动，从而驱动滑块连接部件44，使滑块连接部件44连接的两个滑块沿并行导轨43移动，由于并行导轨平行设置于支撑板11的下方，通过竖杆411、螺母49、支架45连接在滑块连接部件侧面的扫描枪46沿支撑板11平行运动，扫描枪46依次对图书的条形码进行搜索扫描。

如图7，目标图书顶出过程中，x轴步进电机41停止，与搜索机构4连接的顶出机构410停在目标图书的下方，z轴步进电机42启动，带动z轴向丝杆48运动，从而驱动螺母49沿竖杆411的z轴向导轨上下移动，使得连接在螺母49上的顶出机构410上升下降，达到将目标图书顶出和顶出机构410复位的目的。

上述智能书柜搜索目标图书的方法，如图8所示，该方法包括如下步骤：

S1：系统初始化，在触控板3上输入目标图书的相关信息，可编程逻辑控制器2内部存储器存储的程序控制搜索机构4定位搜索目标图书；

S2：在找到目标图书的位置后，可编程逻辑控制器2启动顶出机构410穿过书架1的支撑板11未接触图书侧面5的地方，将目标图书顶出。

步骤S1还包括如下步骤：

步骤101，通过可编程逻辑控制器2内部存储器存储的程序判断触控板3的触摸屏界面的输入条形码文本框是否输入目标图书条形码，判断是否有搜索任务，如果有搜索任务，搜寻结果显示面板中显示目标图书的条形码，对应的指示灯亮显示，搜索任务数量加1，运行步骤102，否则运行步骤101；

步骤102，扫描图书条形码，启动x轴步进电机41，带动x轴向丝杆47旋转，驱动滑块连接部件44连接的两个滑块42沿两个并行导轨43移动，同时带动通过竖杆411、螺母49、顶出机构410及支架45与滑块连接部件44连接的扫描枪46移动，对支撑板上整排图书的条形码进行依次扫描；

步骤103，存储器存储的程序判断扫描枪46读出的条形码与输入条形码文本框中输入的目标图书条形码是否一致，如果一致，对应的指示灯闪烁显示，搜索任务数量减1，运行步骤201，否则运行步骤103。

步骤S2还包括如下步骤：

步骤201，停止搜寻并启动z轴步进电机42使得顶出机构410顶出目标图书，存储器存储的程序控制停止x轴步进电机41，从而停止扫描枪46对图书的扫描搜寻，同时启动z轴步进电机42，使得与z轴步进电机42连接的顶出机构410顶出目标图书；

步骤202，判断目标图书是否到位，存储器存储的程序通过判断螺母49移动距离的反馈信号，判断与螺母49连接的顶出机构410顶出目标图书的高度是否达到预设高度30mm（大于等于此值且小于图书的高度即到位），如果达到预设高度，停留一段预设时间2秒，运行步骤203，否则运行步骤202；

步骤203，顶出机构410退回复位；

步骤204，启动x轴步进电机41，带动扫描枪46继续扫描图书条形码；

步骤205，判断限位开关是否动作，当与滑块连接部件44连接的两个滑块碰到两个并行导轨43两端的限位开关，所产生的电信号由可编程逻辑控制器2内部存储器存储的程序来判断限位开关是否动作，如果动作，运行步骤206，否则运行步骤103；

步骤206，判断搜索任务数量是否为0，如果存储器存储的程序判断搜索任务数量为0，运行步骤207，否则，启动x轴步进电机41，使得与x轴步进电机41连接的扫描枪46返回，继续扫描搜寻目标图书，并运行步骤103；

步骤207，搜索机构4复位，停止 x轴步进电机41，结束搜索。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员根据本实用新型做出的进一步拓展均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能书柜的硬件结构，其特征在于：包括书架、可编程逻辑控制器、存储器、控制面板和搜索机构；可编程逻辑控制器分别与搜索机构和控制面板连接，在控制面板上输入目标图书的相关信息并传输给可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器内设有存储器，用于驱动搜索机构定位搜索目标图书；与搜索机构连接的顶出机构设于书架承载图书的支撑板下方，支撑板与图书的接触面小于图书侧面，顶出机构通过支撑板未接触图书侧面的地方，将目标图书顶出。

2.根据权利要求1所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述支撑板设置数个且水平间隔设置，或水平设置一个支撑板。

3.根据权利要求1所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述支撑板设置两个且水平间隔设置，两个支撑板折弯，折弯方向相对。

4.根据权利要求1所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述控制面板设于书架的侧面。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述搜索机构包括x轴步进电机、z轴步进电机、两个并行导轨、滑块连接部件、支架、扫描枪、x轴向丝杆、z轴向丝杆及螺母；两个并行导轨平行设置于所述支撑板的下方，两个导轨上各设置一个滑块，一个滑块连接部件连接这两个滑块，x轴向丝杆贯穿该滑块连接部件并平行于两个并行导轨，x轴向丝杆的一端连接x轴步进电机；滑块连接部件的一侧连接一个具有z轴向导轨的竖杆，z轴步进电机与该竖杆的下端固定连接，同时z轴步进电机与贯穿螺母的z轴向丝杆连接，螺母侧面具有沿z轴向导轨移动的机构；同时，螺母上连接所述顶出机构，顶出机构通过支架连接扫描枪，图书的条形码位置在扫描枪扫描的有效范围内；两个并行导轨两端设置有限位开关。

6.根据权利要求5所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述控制面板为触控板或发光二极管显示屏配合物理按键。

7.根据权利要求6所述的智能书柜的硬件结构，其特征在于：所述触控板的触摸屏界面包括输入条形码文本框、搜寻结果显示面板、停止搜寻并复位按键、暂停搜寻按键、调整电机位置按键和系统参数设置按键。