CN209796496U - 一种用于图书取放的机械夹具及具有该夹具的取放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于图书取放的机械夹具，包括撑开装置及取放装置；撑开装置包括气缸Ⅱ、电动夹爪Ⅱ、夹板Ⅱ，气缸Ⅱ连接电动夹爪Ⅱ，电动夹爪Ⅱ连接夹板Ⅱ；取放装置包括气缸Ⅰ、电动夹爪Ⅰ、夹板Ⅰ，气缸Ⅰ连接电动夹爪Ⅰ，电动夹爪Ⅰ连接夹板Ⅰ。本实用新型还提供了一种具有该夹具的图书取放装置，包括移动小车，移动小车通过升降机构连接工作台；所述工作台上安装寄存书架，并通过三坐标移动台安装前述机械夹具。本实用新型在无需改变现有的图书馆书架结构的基础上，极大的提高了图书管理的效率，可减轻管理员的劳动强度。

Description

一种用于图书取放的机械夹具及具有该夹具的取放装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于图书取放的机械夹具及具有该夹具的取放装置，属于机械领域。

背景技术

图书是生活中不可缺少的重要部分，是人类用来记录的重要工具，也是传递感情，获取知识，传递经验的重要媒介。

随着人类文明的不断发展，图书的数量在不断增加，图书的种类繁多，图书管理将是一项越来越艰辛的工作。图书的放还是图书管理中重要的一环，基本上图书馆在还书的过程还是依靠传统的人工操作方式，这不仅浪费了大量的人力、财力和时间，还会不可避免的出现错误，出现图书位置错误的现象。

发明内容

针对现有图书馆图书管理所存在的问题，本实用新型要解决的技术问题是：在不改变现有的图书馆书架结构的基础上，设计一种图书放还的装置。

根据本实用新型提供的一种图书放还装置，包括移动小车、升降机构、放还装置、寄存书架。

所述移动小车放置在地面上，可根据地面标志或标识线进行移动，主要是将放还装置移动至指定位置。

升降机构直接固定在移动小车上，并与放还装置的工作台连接，主要完成放还装置高度的调节，实现图书馆书架的多层要求。

放还装置固定在与升降机构连接的工作台上，放还装置包括可实现三坐标移动的移动台、可完成取放书动作的取放装置和撑开装置，移动平台负责将取放、撑开装置移动至合适位置，取放装置负责图书的夹取和放还，撑开装置完成在取放装置放还图书时撑开书架上两侧图书的工作，便于取放装置快速、高效的放还图书。

三坐标移动台通过丝杠、导轨的组合来实现取放、撑开装置的前后、上下、左右移动，将取放、撑开装置移动至合适的位置。

放装置与撑开装置通过旋转关节连接，撑开装置朝向固定，取放装置可通过旋转关节旋转90°，朝向寄存书架或书架。

取放装置和撑开装置均由气缸、电动夹爪、夹板组成。夹板固定在电动夹爪上，在电动夹爪的作用下夹板完成夹紧、松开或撑开等动作，电动夹爪固定在气缸上，随气缸的伸出或缩回而来回移动。

取放装置与撑开装置上的夹板中间均为镂空部分，取放装置夹板的大小略小于撑开装置夹板的镂空部分，在放书过程中取放装置的夹板可以插入撑开装置夹板的镂空部分，撑开装置夹板尾部为向外张开的外圆弧形状。

寄存书架固定在工作台上，与移动小车移动方向一致，用于放置待还图书，待还图书上贴有检测标签，寄存书架一侧为活动挡板，用于取书完成后整理图书，避免剩余图书发生倾斜，造成后续取书困难。

附图说明

图1为放还装置总体结构图；

图2为放还装置结构图；

图3为取放和撑开装置结构图；

图4为寄存书架机构图。

图中，1.移动小车，2.升降机构，3.工作台，4.放还装置，5.寄存书架，6.寄存书架底座，7.Y向移动平台，8.Z向移动平台，9.X向移动平台，10.取放装置，11.撑开装置，12.气缸Ⅰ，13.电动夹爪Ⅰ，14.夹板Ⅰ，15.旋转关节，16.气缸Ⅱ，17.电动夹爪Ⅱ，18.夹板Ⅱ，19.活动挡板，20.寄存书架固定端。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步阐述。

第一实施例

本实施例为本发明机械夹具部分的优选实施例，本实施例的目的在于“解决现有机械夹具难以实现图书插入功能”的问题。

参照图3、图2，图3为本发明机械夹具部分的优选实施例的示意图，图2为本发明机械夹具部分安装于XYZ三向对位平台上的示意图。

为实现机械夹具的图书插入功能，本发明将机械夹具的动作解构为撑开动作及插入动作。基于此，本发明的机械夹具至少应当包括两部分结构，即取放装置（10）及撑开装置（11）。

为实现撑开动作，所述撑开装置（11）具有一对撑板，即图中的夹板Ⅱ（18）。夹板Ⅱ（18）闭合时，其插入端具有较薄的厚度，以便夹板Ⅱ（18）更易于插入图书间的缝隙。便夹板Ⅱ（18）插入图书缝隙后，撑开装置（11）控制夹板Ⅱ（18）撑开，令夹板Ⅱ（18）形成足以插入待归还图书的空位。

具体地，本实施例的撑开装置（11）包括气缸Ⅱ（16）、电动夹爪Ⅱ（17）、夹板Ⅱ（18）。气缸Ⅱ（16）连接电动夹爪Ⅱ（17），实现电动夹爪Ⅱ（17）的伸缩功能，进而实现撑开装置（11）的插入功能。电动夹爪Ⅱ（17）连接夹板Ⅱ（18），通过电动夹爪Ⅱ（17）的开合控制夹板Ⅱ（18）的开合，实现撑开装置（11）的撑开功能。

另一方面，为实现撑开后的图书插入动作，所述取放装置（10）具有一对夹板，即图中的夹板Ⅰ（14），夹板Ⅰ（14）的插入端具有较薄的厚度，从而使夹板Ⅰ（14）可以分别插入图书的两侧，便于待归还图书的夹取。

具体地，取放装置（10）包括气缸Ⅰ（12）、电动夹爪Ⅰ（13）、夹板Ⅰ（14）。气缸Ⅰ（12）连接电动夹爪Ⅰ（13），实现取放装置（10）的伸缩功能。电动夹爪Ⅰ（13）连接夹板Ⅰ（14），实现取放装置（10）的取放功能。

此外，取放装置（10）的还应具备多向的位移能力，从而使夹板Ⅰ（14）可以从一处夹取图书，再将图书送至带插入的部位。本领域常见的具有全向移动能力的机械臂、对位平台等均可实现上述功能。在本实施例中，所述取放装置（10）通过旋转关节（15）安装在撑开装置（11）上。

第二实施例

第二实施例作为第一实施例的一个变种，其的目的在于“解决实施例一机械夹具实现图书插入时易留出较大空间”的问题。

参照图3，为了优化上述机械夹具的取放功能，尽可能地节约图书插入前需预留的空间，一方面，应当使夹板Ⅰ（14）、夹板Ⅱ（18）在保证刚度的情况下尽可能地薄；另一方面，本发明在夹板Ⅱ（18）的非插入端设有插槽，夹板Ⅰ（14）可自该插槽插入夹板Ⅱ（18）间的预留空间。

第三实施例

第三实施例作为第一实施例的一个变种，其的目的在于“解决实施例一撑开装置（11）预留空间不足时插入图书易损坏图书”的问题。在实际应用中，由于图书的特殊性，强行将图书插入不足的空间内，容易导致图书边缘折损，影响图书美观及使用寿命。

参照图3，为了解决上述问题，本实施例所采用的方案在于在夹板Ⅱ（18）的非插入部设有一个具有平滑引导区的、由较大开口逐渐过渡为插入方向的、具有引导过渡功能的翼板。在这样的设计下，即使图书的厚度宽于撑开装置（11）所预留的空间不足以使图书插入，也可以通过图书进一步撑开撑开装置（11），将图书插入书架。

在上述优选方式的基础上，可将实施例二与实施例三相结合，故意令夹板Ⅰ（14）夹取的图书与夹板Ⅱ（18）撑开的缝隙过盈配合，进一步地节约图书插入时需预留的空间。

第四实施例

本实施例为本发明图书取放装置的优选实施例。

在实际应用中，本发明的机械夹具应当搭载于适当的载具上使用。所述的载具可以是运载小车、亦可以是安装于特定轨道上的运载机器人。本实施例以运载小车为例对本发明的运载装置予以说明。

参照图1，图1为本发明图书取放装置的示意图。为实现图书取放功能，图书取放装置至少应具有移动能力及取放能力。基于此，本发明的图书取放装置应至少包括具有固定功能的载具、及放还装置（4）。

所述具有固定功能的载具，其目的在于为图书取放装置提供移动能力。在此基础上，载具上设有工作台（3）。所述工作台（3）为放还装置（4）提供工作平台；同时，为提升工作效率，一次性运载多本图书，载具上还可安装图书储存装置，即寄存书架（5）。

具体地，本实施例的具有固定功能的载具为移动小车（1），该小车（1）上安装工作台（3）。该小车（1）移动至指定位置后可以锁定车轮，防止小车（1）移动，为工作台（3）提供稳定的支撑。工作台（3）上安装放还装置（4）及寄存书架（5）。

参照图2，所述放还装置（4）包括机械夹具及空间定位装置，其目的在于实现图书的取放。其中，机械夹具用于实现图书的取放，空间定位装置用于实现机械夹具的空间定位。机械夹具的具体实施方式已在实施例一至四详述，以下仅就空间定位装置进行说明。在放还装置（4）中，本发明提供的机械夹具无法自行实现夹具位置的定位，为此，机械夹具需安装在空间定位装置上使用。所述空间定位装置，可以是常见的XYZ三向对位平台，也可以是高精度多轴机械臂等较为常见的机械装置，只要其能够将机械夹具定位至空间上特定的位置，均能够实现本发明的目的。在本实施例中，采用较为简单的XYZ三向对位平台负载机械夹具。所述XYZ三向对位平台包括X向移动平台（9）、Y向移动平台（7）、及Z向移动平台（8）。工作台（3）上安装Y向移动平台（7）的定平台；Y向移动平台（7）的动平台上安装Z向移动平台（8）的定平台；Z向移动平台（8）的动平台上安装X向移动平台（9）的定平台；X向移动平台（9）的动平台安装所述的机械夹具。当然，即使改变X、Y、Z三个移动平台的连接顺序，其也可以实现本发明的目的。

另外，鉴于生活中常见的书架往往具有较高的高度，要求空间定位装置能够定位至较高的位置，这就会使上述实施例的Z向移动平台（8）高度过高，并使图书取放装置整体过高。解决上述问题的方案是在工作台（3）与移动小车（1）间增加升降机构（2）。所述升降机构（2）具有较大的形成，可以将工作台（3）起升至适当的高度，如此不仅可以减小图书取放装置的整体体积，还可以缩短Z向移动平台（8）的总体行程，有效缩短图书摆放速度。

第五实施例

对于寄存书架（5），本发明也提出了一定的改进。在本实施例装置归还图书的过程中，图书的总体厚度会随着图书的归还逐渐减少，使得寄存书架（5）上待归还的图书易发生倾倒。

对此，本实施例提出了一种带有活动挡板（19）的寄存书架（5）。参照图4，图4为本发明的寄存书架（5）的示意图。该寄存书架（5）包括寄存书架固定端（20）、及活动挡板（19）。所述寄存书架固定端（20）固定安装在工作台（3）上。所述活动挡板（19）通过一个直线位移装置与寄存书架固定端（20）可移动地连接，使得活动挡板（19）具有轴向移动能力，通过活动挡板（19）调整活动挡板与寄存书架固定端（20）间的书架空间，通过书架空间的缩小整理待还图书。

本实用新型的工作原理为：

取放装置（10）旋转90°，朝向寄存书架（5），气缸Ⅰ（12）伸出，夹板Ⅰ（14）靠近寄存书架（5），获取待还图书的位置信息。

控制移动小车（1）移动，移动至待还图书所在书架前。再控制升降机构（2）将工作台（3）升至待还图书所在层。

气缸Ⅰ（12）再次伸出，夹板Ⅰ（14）撑开并插入图书间隙，夹板Ⅰ（14）夹紧，气缸Ⅰ（12）缩回，同时X、Z向移动平台（9、8）移动（Z向向上移动，使图书底部脱离寄存书架），远离寄存书架（5），将待还图书从寄存书架（5）取出。

活动挡板（19）移动，整理剩余待还图书。

撑开装置（11）上的气缸Ⅱ（16）伸出，Y向移动平台（7）移动，夹板Ⅱ（18）靠近书架，寻找要放还图书的位置，Z向移动平台（8）移动，将取放装置（10）和撑开装置（11）移动至合适高度，气缸Ⅱ（16）再次伸出，夹板Ⅱ（18）插入书架上图书的间隙，夹板Ⅱ（18）向两侧撑开，留出待还图书的位置。

取放装置（10）再次旋转90°，朝向书架，气缸Ⅰ（12）伸出，待还图书向书架靠近，同时，Y向移动平台（7）向书架方向移动，气缸Ⅱ（16）在Y向移动平台移动的过程中缩回。

取放装置（10）上的夹板Ⅰ（14）插入夹板Ⅱ（18）的镂空部分，待还图书放置完毕，夹板Ⅰ（14）松开，气缸Ⅰ（12）缩回，夹板Ⅰ（14）退出书架。

Y向移动平台（7）移动，远离书架，撑开装置（11）上的夹板Ⅱ（18）随移动平台的移动退出书架，夹板Ⅱ（18）合紧。

三向移动平台回至初始位置，放书动作完成。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种用于图书取放的机械夹具，其特征在于，包括撑开装置、及取放装置；所述撑开装置包括气缸Ⅱ、电动夹爪Ⅱ、及夹板Ⅱ，气缸Ⅱ连接电动夹爪Ⅱ，电动夹爪Ⅱ连接夹板Ⅱ；所述取放装置包括气缸Ⅰ、电动夹爪Ⅰ、及夹板Ⅰ，气缸Ⅰ连接电动夹爪Ⅰ，电动夹爪Ⅰ连接夹板Ⅰ；所述夹板Ⅰ的前端具有狭窄的厚度；所述夹板Ⅱ闭合后前端具有狭窄的厚度；所述取放装置通过旋转关节安装在撑开装置上。

2.根据权利要求1所述的一种用于图书取放的机械夹具，其特征在于，夹板Ⅱ的后端设有插槽，用于令夹板Ⅰ自该插槽插入夹板Ⅱ撑开的空间。

3.根据权利要求1所述的一种用于图书取放的机械夹具，其特征在于，夹板Ⅱ的后端设有平滑的过渡区，该过渡区的入口宽度大于过渡区的出口宽度。

4.一种图书取放装置，包括移动小车，其特征在于，移动小车通过升降机构连接工作台；

工作台上安装Y向移动平台的定平台；Y向移动平台的动平台上安装Z向移动平台的定平台；Z向移动平台的动平台上安装X向移动平台的定平台；X向移动平台的动平台安装权利要求1所述的机械夹具；

寄存书架包括寄存书架固定端、及活动挡板，寄存书架固定端通过寄存书架底座安装在工作台上；所述活动挡板通过活动挡板移动装置与寄存书架固定端可活动的连接；所述活动挡板移动装置用于驱动活动挡板在寄存书架固定端上位移，通过缩小活动挡板与寄存书架固定端形成的书架空间整理待还图书。

5.根据权利要求4所述的一种图书取放装置，其特征在于，所述活动挡板移动装置为丝杠，活动挡板一端安装在丝杠上，通过丝杠的转动驱动活动挡板在寄存书架固定端上移动。