CN207326968U - 一种图书馆用机器人及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种图书馆用机器人及控制系统，所述机器人包括自动导引运输车、车载图书存储架、运动机构和智能传感器，所述车载图书存储架和运动机构设置在自动导引运输车的上部，所述运动机构可相对自动导引运输车移动，所述智能传感器设置在运动机构上；所述控制系统包括控制单元、动力单元以及机器人，所述动力单元与运动机构连接，所述控制单元分别与动力单元、自动导引运输车和智能传感器连接。本实用新型可以在无人操作的情况下，自动完成图书的整理、分类及上架，减少图书馆工作人员重复繁重的工作，提高效率。

Description

一种图书馆用机器人及控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种机器人及控制系统，尤其是一种图书馆用机器人及控制系统，属于图书馆图书的整理、分类及上架领域。

背景技术

图书馆的图书数量大，种类多，图书馆中每天有大量的图书借阅和归还，图书馆工作人员在搬运图书以及将图书放在书架上时，往往是将不同类别的书先放在一起，然后将书放在搬运车上，再根据图书的分类编号，把书放回书架，因而导致图书馆工作人员工作量大，反复的下蹲、弯腰工作也很容易使工作人员疲惫，劳动强度比较大，不仅浪费了巨大的人力成本，而且这些工作简单重复，效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种图书馆用机器人，该图书馆用机器人可以在无人操作的情况下，自动完成图书的整理、分类及上架，减少图书馆工作人员重复繁重的工作，提高效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种图书馆用控制系统，该系统可以控制自动导引运输车的行走、运动机构的动作、信号的传输、指令发送和接收，大大降低了图书馆工作人员的工作量和劳动强度。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种图书馆用机器人，包括自动导引运输车、车载图书存储架、运动机构和智能传感器，所述车载图书存储架和运动机构设置在自动导引运输车的上部，所述智能传感器设置在运动机构上，所述自动导引运输车的行走、运动机构的动作和智能传感器的检测由一控制单元控制。

进一步的，所述自动导引运输车为采用电磁导引的自动导引运输车。

进一步的，所述运动机构包括旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节、夹取关节和底座，所述旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节和夹取关节依次连接，所述旋转关节设置在底座上，并可相对底座旋转，所述底座设置在自动导引运输车的上部。

进一步的，所述自动导引运输车的上部设有导轨，所述导轨上设有滑块，所述底座固定在滑块上，所述滑块的移动由控制单元控制。

进一步的，所述智能传感器设置在夹取关节上。

进一步的，所述智能传感器包括视觉传感器和激光扫描传感器，所述视觉传感器用于识别图书以及图书的位置，所述激光扫描传感器用于扫描图书上的条形码，并根据获取的图书信息对图书进行分类。

进一步的，所述机器人设置在图书馆的任意一层，所述车载图书存储架根据机器人所在层的图书存储情况分为多个区域，每个区域对应一排或多排书架位置。

本实用新型的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种图书馆用控制系统，包括控制单元、动力单元以及上述的机器人，所述动力单元与运动机构连接，所述控制单元分别与动力单元、自动导引运输车和智能传感器连接。

进一步的，所述动力单元为液压动力单元。

进一步的，所述运动机构包括旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节、夹取关节和底座，所述旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节和夹取关节依次连接，所述旋转关节设置在底座上，并可相对底座旋转，所述底座设置在自动导引运输车的上部；

所述液压动力单元包括旋转液压回路、升降液压回路、伸缩液压回路、摆动液压回路和夹取液压回路，所述旋转液压回路与旋转关节连接，所述升降液压回路与升降关节连接，所述伸缩液压回路与伸缩关节连接，所述摆动液压回路与摆动关节连接，所述夹取液压回路与夹取关节连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的图书馆用机器人设置了自动导引运输车，将车载图书存储架和运动机构设置在自动导引运输车上，同时运动机构上设置了智能传感器，可以对图书及图书的位置进行识别，也可以对图书进行分类，以便将图书放置到车载图书存储架的对应区域，在车载图书存储架存满时，可以完成图书的上架动作，即可以在无人操作的情况下，自动完成图书的整理、分类及上架，减少图书馆工作人员重复繁重的工作，提高效率。

2、本实用新型的运动机构采用了旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节和夹取关节，即可以实现旋转、升降、伸缩、摆动和夹取工作，通过五个关节的配合使用，可以自动将图书放置在车载图书存储架，并在车载图书存储架存满时，实现图书的自动上架。

3、本实用新型的自动导引运输车的上部设有导轨，导轨上设有滑块，通过该滑块可以带动运动机构的底座沿着导轨在一定范围内移动，即整个运动机构可在自动导引运输车的上部移动，与运动机构的各个关节配合，能够更方便地将图书放置在车载图书存储架上。

4、本实用新型的控制单元可以控制自动导引运输车的行走、运动机构的动作、信号的传输、指令发送和接收，通过自动控制，提高了工作效率，降低了错误率，大大降低了图书馆工作人员的工作量和劳动强度。

5、本实用新型采用液压动力单元为运动机构提供动力源，与传统的电机动力源相比，其噪声小，适用于图书馆的环境。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的图书馆用控制系统结构框图。

图2为本实用新型实施例1的图书馆用机器人结构示意图。

图3为本实用新型实施例1的动力单元各回路与运动机构各关节的连接框图。

图4为本实用新型实施例1的动力单元原理图。

图5为本实用新型实施例1的车载图书存储架结构示意图。

其中，1-控制单元，2-动力单元，3-图书馆用机器人，4-自动导引运输车，5-车载图书存储架，6-运动机构，7-智能传感器，8-旋转关节，9-升降关节，10-伸缩关节，11-摆动关节，12-夹取关节，13-底座，14-旋转液压回路，15-升降液压回路，16-伸缩液压回路，17-摆动液压回路，18-夹取液压回路，19-导轨，20-视觉传感器，21-激光扫描传感器。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种图书馆用控制系统，包括控制单元1、动力单元2和图书馆用机器人3，由于一般图书馆都有好几层，因此图书馆用机器人3可以设置图书馆的任意一层，其包括自动导引运输车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)4、车载图书存储架5、运动机构6、智能传感器7和电源(图中未示出)，所述车载图书存储架5、运动机构6设置在自动导引运输车4上。

所述控制单元1分别与动力单元2、自动导引运输车4和智能传感器7连接，用于控制自动导引运输车4的行走、信号的传输、指令发送和接收，以及通过动力单元2控制运动机构6的动作，控制单元1可以设置在图书馆用机器人3的外部，也可以设置在图书馆用机器人3的自动导引运输车4上。

所述动力单元2与运动机构6连接，其采用液压动力单元，用于为运动机构6提供动力源，采用液压动力源，与传统的电机动力源相比，其噪声小，适用于图书馆的环境。

所述运动机构6设置在自动导引运输车4的上部，且可相对自动导引运输车4在一定范围内前进和后退。

作为本实施例的一个优选方案，运动机构6包括旋转关节8、升降关节9、伸缩关节10、摆动关节11、夹取关节12和底座13，所述旋转关节8、升降关节9、伸缩关节10、摆动关节11和夹取关节12依次连接，旋转关节8、升降关节9、伸缩关节10、摆动关节11和夹取关节12整理看来形成了一个机械手臂结构；所述旋转关节设置在底座13上，并可相对底座13旋转，所述底座13设置在自动导引运输车4的上部，并可相对自动导引运输车4在一定范围内前进和后退。

为使运动机构6的各个关节获得动力源，如图3和图4所示，所述动力单元2可以包括旋转液压回路14、升降液压回路15、伸缩液压回路16、摆动液压回路17和夹取液压回路18，所述旋转液压回路14与旋转关节8连接，为旋转关节8的旋转动作提供动力源，所述升降液压回路15与升降关节9连接，为升降关节9的升降动作提供动力源，所述伸缩液压回路16与伸缩关节10连接，为伸缩关节10的伸缩动作提供动力源，所述摆动液压回路17与摆动关节11连接，为摆动关节11的摆动动作提供动力源，所述夹取液压回路18与夹取关节12连接，为夹取关节12夹取和张开动作提供动力源；各个液压回路主要包括三位四通换向阀、单向阀、溢流阀、调速阀和液压缸，三位四通换向阀、单向阀、溢流阀、调速阀和液压缸之间通过油管连接，由于各个液压回路针对的是不同的关节，因此各个液压回路采用了不同的液压缸。

所述车载图书存储架5设置在自动导引运输车4，其可以根据机器人所在层的图书存储情况分为多个区域，每个区域对应一排或多排书架位置，如图5所示，本实施例的车载图书存储架5分为四个区域，四个区域分别为A区域、B区域、C区域和D区域，A区域、B区域、C区域和D区域均有四排存储架，以A区域为例，其包括A1、A2、A3和A4四排存储架，对应机器人所在层的四排书架位置。

所述自动导引运输车4为采用电磁导引的自动导引运输车，根据电磁信号，载着运动机构6和车载图书存储架5一起运动，实现运动机构6和车载图书存储架5一体的前进，后退和转弯等运动，自动导引运输车4的上部设有导轨19，导轨19上设有滑块(图中未示出)，运动机构6的底座13固定在滑块上，底座13通过滑块可沿着导轨19在一定范围内前进和后退，底座13的移动范围由导轨19的长度决定，所述滑块与控制单元1连接，由控制单元1控制滑块的移动。

本实施例的底座13设置了两层，分别为上底座和下底座，上底座用于支撑运动机构6，下底座固定在滑块上，上底座通过螺钉和螺母固定在下底座上。

所述智能传感器7设置在运动机构6上，其包括视觉传感器20和激光扫描传感器21，视觉传感器20可以对图书进行识别，即可以检测物体是否为图书，若为图书，还可以识别该图书所在位置；根据视觉传感器20的检测结果，若检测的物体为图书，激光扫描传感器21可以扫描图书上的条形码，从而获取图书信息，并根据该图书信息对图书进行分类；控制单元1发出指令，运动机构6根据指令将图书放置到车载图书存储架5中与图书类别相对应的区域，若检测的物体不是图书，运动机构6不动作，自动导引运输车4引导机器人继续前进。

作为本实施例的一个优选方案，所述视觉传感器20和激光扫描传感器21设置在运动机构6的夹取关节12上，进一步的，视觉传感器20设置在夹取关节12后部，激光扫描传感器21设置在夹取关节12的前部。

当车载图书存储架5存满图书时，控制单元1根据机器人所在层的图书存储栏(由多排书架组成的结构)中置放的图书信息，计算寻找最优上架路径，并发出上架指令，自动导引运输车4根据最优路径，行走至相应的书架位置，依次取出车载图书存储架5上的图书，根据图书的类别，完成图书存储栏中图书的上架动作。

实施例2：

本实施例的主要特点是：所述视觉传感器20和激光扫描传感器21还可以设置在运动机构6的其它关节上。其余同实施例1。

实施例3：

本实施例的主要特点是：所述自动导引运输车4的上部也可以不设置导轨19和滑块，运动机构6的底座13可以固定在自动导引运输车4的上部，也就是说运动机构6不能相对自动导引运输车4运动，但其通过五个关节的配合使用，同样可以将图书放置在车载图书存储架5。其余同实施例1。

综上所述，本实用新型的图书馆用机器人设置了自动导引运输车，将车载图书存储架和运动机构设置在自动导引运输车上，同时运动机构上设置了智能传感器，可以对图书及图书的位置进行识别，也可以对图书进行分类，以便将图书放置到车载图书存储架的对应区域，在车载图书存储架存满时，可以完成图书的上架动作，即可以在无人操作的情况下，自动完成图书的整理、分类及上架，减少图书馆工作人员重复繁重的工作，提高效率。

以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种图书馆用机器人，其特征在于：包括自动导引运输车、车载图书存储架、运动机构和智能传感器，所述车载图书存储架和运动机构设置在自动导引运输车的上部，所述智能传感器设置在运动机构上，所述自动导引运输车的行走、运动机构的动作和智能传感器的检测由一控制单元控制。

2.根据权利要求1所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述自动导引运输车为采用电磁导引的自动导引运输车。

3.根据权利要求1所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述运动机构包括旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节、夹取关节和底座，所述旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节和夹取关节依次连接，所述旋转关节设置在底座上，并可相对底座旋转，所述底座设置在自动导引运输车的上部。

4.根据权利要求3所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述自动导引运输车的上部设有导轨，所述导轨上设有滑块，所述底座固定在滑块上，所述滑块的移动由控制单元控制。

5.根据权利要求3所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述智能传感器设置在夹取关节上。

6.根据权利要求1所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述智能传感器包括视觉传感器和激光扫描传感器，所述视觉传感器用于识别图书以及图书的位置，所述激光扫描传感器用于扫描图书上的条形码，并根据获取的图书信息对图书进行分类。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种图书馆用机器人，其特征在于：所述机器人设置在图书馆的任意一层，所述车载图书存储架根据机器人所在层的图书存储情况分为多个区域，每个区域对应一排或多排书架位置。

8.一种图书馆用控制系统，其特征在于：包括控制单元、动力单元以及权利要求1-7任一项所述的机器人，所述动力单元与运动机构连接，所述控制单元分别与动力单元、自动导引运输车和智能传感器连接。

9.根据权利要求8所述的一种图书馆用控制系统，其特征在于：所述动力单元为液压动力单元。

10.根据权利要求9所述的一种图书馆用控制系统，其特征在于：所述运动机构包括旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节、夹取关节和底座，所述旋转关节、升降关节、伸缩关节、摆动关节和夹取关节依次连接，所述旋转关节设置在底座上，并可相对底座旋转，所述底座设置在自动导引运输车的上部；

所述液压动力单元包括旋转液压回路、升降液压回路、伸缩液压回路、摆动液压回路和夹取液压回路，所述旋转液压回路与旋转关节连接，所述升降液压回路与升降关节连接，所述伸缩液压回路与伸缩关节连接，所述摆动液压回路与摆动关节连接，所述夹取液压回路与夹取关节连接。