CN206854142U - 一种无人值守的图书管理分拣设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无人值守的图书管理分拣设备，其特征在于,包括图书分离装置、扫码分析装置、分类抓取装置、分拣支架、分拣工作台、传输带、滚轮输送装置、第一驱动装置、书架、第二驱动装置、二维码扫码仪以及机械推手。本实用新型有还书和借书两种功能。还书时，图书分离装置分离出单本图书，扫码分析装置读取并显示图书的基本信息，分类抓取装置根据读取的信息将图书分拣至书架的预设分隔栏上。借书时，二维码扫描仪获取图书位置信息，抓取机构抓取目的图书，工控机控制机械推手将目的图书送入滑道，读者取走图书。本实用新型不仅自动化程度高，使图书可以快速分类定位存放，还大大减少了读者查找图书所花费的时间。

Description

一种无人值守的图书管理分拣设备

技术领域

本实用新型涉及一种图书管理设备，尤其涉及一种能通过对图书扫码分析来实现书籍分类定位存放和自动扫码借书的无人值守的图书管理机。

背景技术

对于一个流通快速的现代化大型图书馆来说，每天的还书量可达数千本，传统的人工处理的图书分类方式面临着工作量大，成本高昂，效率低下等诸多问题，已难以适应图书管理的需要。现有的一些图书分拣设备收集的大量归还图书还需人为重新分类上架，缺少分类定位存放等功能。此外，部分图书分拣装置要么结构十分复杂，要么可靠性差，不能满足高效、可靠分拣图书的要求。

另外，借书时，由于数目种类繁多，读者往往在图书查找过程中花费大量时间，给读者带来很大不便。

因此，一种高效、可靠的无人值守的图书馆用图书管理分拣设备急需被提供，它能实现借书功能和还书功能，极大增强现代图书管理的自动化程度，降低分拣强度，缩短分拣时间。

实用新型发明内容

本发明的目的：提供一种高效、可靠的无人值守的图书管理分拣设备，实现书籍分类定位存放，降低分拣强度，缩短分拣时间，提高分拣的自动化程度并实现自动扫码借书的功能。

为了实现上述目的，本实用新型是一种图书管理分拣设备，包括图书分离装置、扫码分析装置、分类抓取装置、分拣支架、分拣工作台、传输带、滚轮输送装置、第一驱动装置、书架、滑道、第二驱动装置、二维码扫码仪以及机械推手；所述分拣支架用于支撑所述分拣工作台；所述分拣工作台上设有传输带、滚轮输送装置以及第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述滚轮输送装置通过所述传输带输送待扫描图书；所述第二驱动装置设于所述分拣工作台的下方,用于驱动所述的分类抓取装置将已被读取基本信息的图书放置在书架的预设分隔栏上；所述二维码扫码仪用于获取要借图书基本信息；所述机械推手将待借图书推入滑道。

上述图书分离装置还包括单列图书分离装置和隔断装置；所述单列图书分离装置分离堆叠图书输出单列图书；所述隔断装置为往复间歇运动机构，由内部电机驱动，保证每本图书都被隔断了相同的时间，使图书之间距离至少大于一个固定的距离，从而输出单本图书。

上述分类抓取装置包括PLC控制器，工控机、机械手臂；所述PLC控制器位于分拣工作台上方，其中，第一位置传感器的输出端与PLC控制器的第一输入端相连，PLC控制器的第一输出端与第一驱动装置输入端相连,第二位置传感器的输出端与PLC控制器的第二输入端相连，PLC控制器的第二输出端与机械手臂输入端相连,PLC控制器的第三输出端与翻面机构相连，所述机械手臂位于PLC控制器上；所述机械手臂并在第二驱动装置驱动下，完成图书分拣上架和取出待借图书的功能；所述的工控机位于PLC控制器上方，所述的工控机分别基于RFID识别探头的扫码仪，二维码扫描仪和PLC控制器双向通讯，所述工控机输出端与机械推手输入端相连。

上述扫码分析装置包括第一位置传感器，基于RFID识别探头的扫码仪，图书翻面装置；所述的第一位置传感器位于工作台上，并在遇到传输带输送的待扫描图书时，向PLC控制器传输位置信息，使第一驱动装置停止运行；所述的基于RFID识别探头的扫码仪位于PLC控制器外表面；所述的图书翻面装置与PLC控制器的第三输出端相连，由右夹紧挡板和左倾斜挡板构成，位于工作台上方，当条形码不在可扫区域时，利用右夹紧挡板和左倾斜挡板挤压夹取实现图书的翻面，确保条形码的信息不被遗漏。

该无人值守的图书馆用图书管理机工作原理如下：

图书管理机主要由还书和借书两种状态，由工控机控制，可供使用人员选择：

A.读者在工控机上选择还书操作时，图书管理机处于还书状态，待分拣图书在传送带作用下从右向左移动。

（1）分离出单本图书：当图书经过图书分离装置时，单列图书分离装置将堆叠图书分离成单列图书；隔断装置为往复间歇运动机构，保证每本图书都被隔断了相同的时间，使图书之间距离至少大于一个固定的距离，从而输出单本图书。

（2）图书扫码分析：当图书到达工作台时，首先，位于工作台上的第一位置传感器开始工作并将位置信息输入到PLC控制器。在PLC控制器控制下，连接到对应输出端的第一驱动装置停止工作，待扫码图书停留在工作台上。接着，PLC控制器与工控机通讯，工控机控制基于RFID识别探头的扫码仪开始扫码。若能够扫描到的面有可以识别的条形码，进行条形码采集并显示采集的条形码信息，扫码工作结束；如果不能扫描到条形码信息，工控机与PLC控制器通讯，控制翻面机构开始对图书翻面。最后，条形码采集后，扫码仪与工控机通讯，PLC控制器在工控机作用下控制第一驱动装置继续运行，图书继续运动。

（3）分拣存放：当图书到达机械臂下方的第二位置传感器处时，第二位置传感器开始工作并将位置信息通过第二输入端输入到PLC控制器，PLC控制器与工控机通讯。接着，工控机结合扫码信息，通过PLC控制器控制机械手臂将已读取基本信息的图书分类定位存放到书架指定位置。

B.读者在工控机上选择借书操作，图书管理机处于借书状态。

（1）获取图书位置信息：读者在网上下载目的图书的二维码，置于二维码扫描仪前。二维码扫描仪获取目的图书的具体位置信息，向工控机通讯并在工控机上显示。

（2）抓取目的图书：工控机与PLC控制器通讯，PLC控制器控制机械手按照具体位置信息将图书抓取并放置在第二位置传感器上方。

（3）工控机控制机械推手将目的图书送入滑道，读者取走图书，借书操作完成。

本实用新型的优点：1.结构简单，可靠性高，工作效率高，操作简便。2.自动化程度高，使图书可以快速分类定位存放，有效缩短了分拣时间。3.该图书管理装置极大方便读者借阅，减少读者查找图书所花费的时间。4.实现借书功能和还书功能一体化。

附图说明

图1是本实用新型的图书馆用图书分拣装置优选实施例的结构示意图。

图2是本实用新型的翻面机构优选实施例的工作过程图。

图3是本实用新型的隔断装置的优选实施例的结构图。

[图中附图标记]：

10.分拣支架，20.分拣工作台，30.传输带，40.滚轮输送装置，50.第一驱动装置，60.图书分离装置，61.单列图书分离装置，62.隔断装置，62-1.完整齿轮，62-2.隔断快，62-3完整齿轮，70.扫描分析装置，71.第一位置传感器，72.右夹紧挡板，73.左倾斜挡板，74.基于RFID识别探头的扫描仪，80.分类抓取装置，81.工控机，82.PLC控制器，83.机械手，84.第二驱动装置，90.书架，100.二维码扫描仪，110.机械推手，120.第二位置传感器，130.滑道。

具体实施方式

上述及其它技术特征和有益效果，将结合实施例及附图1附图2对本实用新型的图书馆用图书分拣装置进行详细说明。附图1是本实用新型的图书馆用图书分拣装置优选实施例的结构示意图。

如图1所示，优选的，读者在还书时，应将每本图书置于对应尺寸的保护盒，这种保护盒主要为透明塑料盒，由图书馆提供。这是由于考虑到翻面，抓取等操作可能对图书造成损伤。保护盒可由读者在借书时义务归还来回收。

如图1所示，本实用新型提供一种图书馆用图书分拣装置，包括分拣支架10、分拣工作台20、传输带30、滚轮输送装置40、第一驱动装置50、单列图书分离装置61、隔断装置62、第一位置传感器71、右夹紧挡板72、左倾斜挡板73、基于RFID识别探头的扫描仪74、工控机81、PLC控制器82、机械手臂83、第二驱动装置84、书架90、二维码扫描仪100、机械推手110，第二位置传感器120以及滑道130。

本实施例中，分拣支架10用于支撑分拣工作台20，分拣支架10至少为四个，优选为可升降的支架，分拣工作台20上设有传输带30、滚轮输送装置40以及第一驱动装置50，传输带30设于分拣工作台20的表面，第一驱动装置50设于分拣工作台20的下方，第一驱动装置50驱动滚轮输送装置40通过传输带30输送待扫描图书，待扫描的图书从传输带右端以预设速度输送至第二位置传感器120处。

优选的，单列图书分离装置61和隔断装置62组成图书分离装置60；第一位置传感器71、基于RFID识别探头的扫码仪74和图书翻面装置组成扫码分析装置70；PLC控制器82、机械手臂83、第二驱动装置84和工控机81组成分类抓取装置80。

优选的，单列图书分离装置可采用斜坡分离装置61，该斜坡分离装置满足图书之间的静摩擦系数µ₁<斜坡sinθ<图书与斜坡之间的静摩擦系数µ₂，将堆叠图书分离成单列图书。

优选的，如附图3所示，隔断装置62包括凸轮传动机构和不完整齿轮62-1，凸轮传动机构包括隔断快62-2和完整齿轮62-3，所述隔断快62-2和完整齿轮62-3连接，完整齿轮62-3与不完整齿轮62-1啮合连接，所述不完整齿轮62-1由内部电机驱动，做往复的间歇运动。其中，不完整齿轮62-1齿数为完整齿轮62-3齿数的一半，保证不完整齿轮62-1转动一周，完整齿轮62-3齿数转动半周，隔断块62-2从一端运动到另一端；不完整齿轮62-1有齿长度远远小于不完整齿轮62-1圆周长度，这保证隔断块62-2运动时间远远小于机构的间歇时间。当有图书到达隔断装置，不完全齿轮62-1转动两周，隔断块62-2迅速下降，图书被隔断，经过机构的间歇时间后，隔断块62-2上行，图书通过。这保证了每本图书被隔断了相同的时间，使图书之间距离至少大于一个固定的距离，从而输出单本图书。

优选的，翻面机构由右夹紧挡板72和左倾斜挡板73构成，利用右夹紧挡板和左倾斜挡板挤压夹取实现图书的翻面。如附图2所示，右夹紧挡板72挡板处是固定的，不可活动的。左倾斜挡板73挡板处是弹性的，可活动的，在挤压力度足够大时，可由倾斜状态变为竖直状态。翻面时，左倾斜挡板前进，右夹紧挡板前进，左倾斜挡板与右夹紧挡板挤压，挤压强度足够大时，左倾斜挡板弹性处变形，图书直立，左倾斜挡板后退，右倾斜挡板后退，翻面过程完成。

优选的，工控机81分别与基于RFID识别探头的扫码仪74，二维码扫描仪100和PLC控制器82双向通讯。工控机81输出端与机械推手110输入端相连。

优选的，PLC控制器82连接方式如下：第一位置传感器71的输出端与PLC控制器82的第一输入端相连，PLC控制器82的第一输出端与第一驱动装置50输入端相连，第二位置传感器120的输出端与PLC控制器82的第二输入端相连，PLC控制器82的第二输出端与机械臂83输入端相连，PLC控制器82的第三输出端与翻面机构相连。

优选的，PLC控制器82可选用“三菱PLC-FX2N”系列，但并不局限于此系列。

优选的，位置传感器71,120可选用“OMRONE3Z-D62系列”光电传感器，但并不局限于此系列。

Claims (4)

1.一种无人值守的图书管理分拣设备，其特征在于,包括图书分离装置、扫码分析装置、分类抓取装置、分拣支架、分拣工作台、传输带、滚轮输送装置、第一驱动装置、书架、滑道、第二驱动装置、二维码扫码仪以及机械推手；所述分拣支架用于支撑所述分拣工作台；所述分拣工作台上设有传输带、滚轮输送装置以及第一驱动装置；所述第一驱动装置驱动所述滚轮输送装置通过所述传输带输送待扫描图书；所述第二驱动装置设于所述分拣工作台的下方,用于驱动所述的分类抓取装置将已被读取基本信息的图书放置在书架的预设分隔栏上；所述的二维码扫码仪用于获取要借图书基本信息；所述的机械推手将待借图书推入滑道。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守的图书管理分拣设备，其特征在于，所述的图书分离装置包括单列图书分离装置和隔断装置；所述的单列图书分离装置分离堆叠图书输出单列图书；所述隔断装置为往复间歇运动机构，由内部电机驱动，保证每本图书都被隔断了相同的时间，使图书之间距离至少大于一个固定的距离，从而输出单本图书。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守的图书管理分拣设备，其特征在于，所述分类抓取装置包括PLC控制器，工控机、机械手臂；所述PLC控制器位于分拣工作台上方，其中，第一位置传感器的输出端与PLC控制器的第一输入端相连，PLC控制器的第一输出端与第一驱动装置输入端相连,第二位置传感器的输出端与PLC控制器的第二输入端相连，PLC控制器的第二输出端与机械手臂输入端相连,所述机械手臂位于PLC控制器上；所述机械手臂并在第二驱动装置驱动下，完成图书分拣上架和取出待借图书的功能；所述的工控机位于PLC控制器上方，所述的工控机分别与基于RFID识别探头的扫码仪，二维码扫描仪和PLC控制器双向通讯，所述工控机输出端与机械推手输入端相连。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守的图书管理分拣设备，其特征在于，所述扫码分析装置包括第一位置传感器，基于RFID识别探头的扫码仪，图书翻面装置；所述的第一位置传感器位于工作台上，并在遇到传输带输送的待扫描图书时，向PLC控制器传输位置信息，使第一驱动装置停止运行；所述的基于RFID识别探头的扫码仪位于PLC控制器外表面；所述的图书翻面装置与PLC控制器的第三输出端相连，由右夹紧挡板和左倾斜挡板构成，位于工作台上方，当条形码不在可扫区域时，利用右夹紧挡板和左倾斜挡板挤压夹取实现图书的翻面，确保条形码的信息不被遗漏。