一种图书馆自助还书装置及还书方法

摘要

本发明提出一种图书馆自助还书装置及还书方法，包括图书扫描仪、传送机构、旋转平台、书本夹取机构；旋转平台包括托台，托台呈十字形，十字形的四个角位置分别容纳一支承板，支承板下方的托台设置有通孔；托台由旋转电机驱动旋转，依次使托台上其中一个位置的支承板与传送带末端对接；托台上其中另一位置的支承板下方设置由气缸驱动的导柱；书本夹取机构包括由气爪气缸驱动开合的夹紧气爪，夹紧气爪由移动电机驱动沿导轨运动。利用机械装置对书籍进行自动传送、运载、夹取和放置，整个自助还书装置成本较低，而且由于使用了独有的四位旋转平台和各向导轨的有序移动，具有更高的工作效率，从而在使用最少人力物力的条件下将还书的效率提升至最高。

说明书

 

技术领域

       本发明属于机械设计及自动控制领域，具体涉及一种效率较高的图书馆自助还书装置及采用该装置进行自助还书的方法。

背景技术

       随着科学技术的发展，人类对阅读量的需求越来越大，在图书馆工作人员紧缺的情况下，自助还书系统能够有效的解决这一问题。

       通过采用自助还书系统，不仅能够实现图书馆的24小时开放，而且一定程度上减轻了工作人员的压力，提升了图书馆的服务效率，因此现在国内已经有部分高校购买了美国等国家产的自助还书系统，取得了良好的效果。但是这些系统不仅售价昂贵（美国Sirsi公司Unicorn自动化系统以及新加坡科技公司的自助还书设备售价都在200万以上），普通图书馆很难有能力购买，而且存在还书效率低下，每次只能进行单本书本归还的工作，一定程度上影响了图书馆的运作能力。

发明内容

       发明目的：针对现有自助还书装置的不足，本发明提出一种图书馆自助还书装置及还书方法，利用机械装置对书本进行自动传送、运载、夹取和放置，整个自助还书装置成本较低，而且由于使用了独有的四位旋转平台和各向导轨的有序移动，较现有国内外还书装置具有更高的工作效率，从而在使用最少人力物力的条件下将还书的效率提升至最高。

       技术方案：为解决上述技术问题，本发明使用的技术方案为：

     一种图书馆自助还书装置，其特征在于：包括安装在桌面上读取归还书本条形码的图书扫描仪、传送书本的传送机构和旋转平台、将书本夹取并传送至根据条形码确定的还书台的书本夹取机构； 

所述的传送机构包括传送带；

所述的旋转平台包括一设置在传送带末端的托台，托台呈十字形，十字形的四个角位置分别容纳一支承板，支承板下方的托台设置有可容纳导柱通过的通孔；所述托台由旋转电机驱动旋转，依次使托台上其中一个位置的支承板与传送带末端对接；所述托台上其中另一个位置的支承板下方设置由气缸驱动的所述导柱； 

所述书本夹取机构包括由气爪气缸驱动开合的夹紧气爪，夹紧气爪由移动电机驱动沿导轨运动。

所述的传送机构还包括驱动小齿轮转动的旋转电机、与小齿轮相啮合的大齿轮；

所述传送带的始终和末端分别设置一滚轴，其中一个滚轴的一端设置所述大齿轮。

桌面上固定一空心的导柱套，导柱套内可容纳导柱上下运动。

所述支承板下表面具有与所述导柱直径相同的圆形凹槽。

所述书本夹取机构还包括导杆，所述导杆下方与夹紧气爪相连，上方与一滑块相连，所述滑块位于导轨内部，并可由移动电机驱动带动夹紧气爪在导轨中进行移动。

所述导轨为纵横交错的多根轨道。

采用权利要求1所述的图书馆自助还书装置还书的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、在图书扫描仪上对书本的条形码进行扫描，直到确认辨识该书本；

步骤2、将书本放置于传送机构传送带的始端的还书区域内；

步骤3、传送带启动承载着书本向前运动；

步骤4、放置在传送带上的书本运动到传送带末端时，书本前部被传送至旋转平台的托台上的支承板上；

步骤5、待书本脱离传送带后，旋转平台的旋转电机带动托台旋转90度，将托台上一个空置的支承板旋转至正对传送带，以供下一本书本的递送；

步骤6、当载有书本的支承板旋转到导柱上方时，气缸驱动导柱向上运动穿过托台上的通孔将该通孔上方由托台承载的支承板顶起；

步骤7、移动电机驱动闲置的夹紧气爪运动到被顶起的支承板上方，气爪气缸驱动夹紧气爪夹取书本；

步骤8、移动电机驱动夹取了书本的夹紧气爪沿导轨进行移动，将书本传送至还书台上方，夹紧气爪打开，将书本放置在根据条形码确定的所属类别的还书台上。

自助还书过程结束，工作人员只需在工作空闲时完成书本上架工作即可。

       上述步骤5和步骤7为本发明关键步骤。步骤5中采用的四位旋转平台有效的提高了自助还书系统的工作效率，相较于现有的还书装置单次只能归还一本书本的缺陷，这种旋转平台在完成一本书本夹取的同时也在完成另一本书本的装载，将工作效率提升了3-4倍；步骤7中各夹取装置上装载的移动电机根据电脑控制有序进行书本夹取，能够保障整个还书装置的高效性、精确性。

       有益效果：本发明采用条码扫描的方式对图书进行识别，同时利用机械装置对书本进行自动传送、运载、夹取和放置，整个自助还书装置成本较低；同时运用独有四位旋转平台和在各向导轨中有序移动的夹紧气爪，进一步提升了还书装置的工作效率和工作精度，在人力资源匮乏的现代社会，具有较高的商业价值。

附图说明

       图1为本发明导柱未顶起、气爪未夹紧状态下的工作情况；

       图2为本发明导柱顶起，气爪夹紧状态下的工作情况；

       图3为本发明四位旋转平台部分的放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作更进一步的说明。

       一种图书馆自助还书装置，如图1和图2所示，包括安装在桌面10上的图书扫描仪1、传送机构、旋转平台和书本夹取机构；所述的图书扫描仪1能够读取所需归还书本的条形码，从而得到书本存放的具体位置，决定书本夹取机构运动的轨迹，并最终将归还的书本精确的放置到存放位置的还书台上；

       所述的传送机构包括旋转电机2、小齿轮3、大齿轮6、垫台4、侧位固定板5、传送带滚轴7和传送带8；所述旋转电机2通过垫台4固定在桌面10上，所述小齿轮3由电机2驱动旋转，同时通过小齿轮3与大齿轮6的啮合，带动大齿轮6转动。大齿轮6安装在滚轴7的一端，滚轴7另一端由侧位固定板5支撑。大齿轮6旋转时滚轴7随之转动，滚轴7转动时可带动传送带8进行书本9的传送。传送带8的两端分别设置一根滚轴，其中一根为主动轴，即上述一端设置有大齿轮6的滚轴7，另一根为从动轴，两根滚轴均可自由转动地平行固定在侧位固定板5上，侧位固定板5垂直地固定在桌面10上。

       所述的旋转平台包括气缸13、导柱15、导柱套14、旋转电机12、电机固定板11、托台16、支承板17和托台安装板18；所述气缸13与导柱15连接，用于顶起和放下四块支承板17中的其中一块。所述空心的导柱套14固定在桌面10上，导柱套14内可容纳由气缸13驱动的导柱15做上下运动，导柱套14用于限制导柱15保持竖直方向的运动。电机固定板11安装在桌面10上，并且位于传送带8末端的位置，使托台16与传送带8末端相邻，可承载由传送带8传送的书本9。如图3所示，旋转电机12安装在电机固定板11上，用于带动托台安装板18转动，托台16置于托台安装板18上，托台16呈十字形，十字形的四个角位置分别容纳一个支承板17，进而旋转电机12驱动托台安装板18转动时完成四个位置的支承板17的轮换。所述支承板17安放在托台16内部，并且托台16四个容纳支承板17的位置具有通孔，且支承板17下表面存在与导柱15直径相同的圆形凹槽，使导柱15可以由气缸13驱动穿过托台16上的通孔将该位置处的支承板17顶起。

       所述书本夹取机构包括移动电机19、气爪气缸20、夹紧气爪21、导杆22、滑块23和导轨24；所述夹紧气爪21依靠气爪气缸20进行开闭，从而完成对书本9的夹取，所述导杆22下方与夹紧气爪21相连，上方与滑块23相连，所述滑块23位于导轨24内部，并可由移动电机19驱动带动夹紧气爪21等夹取装置在导轨24中进行移动，从而将书本9夹取并安放到还书台的位置。导轨24为横纵交叉的形状，所述移动电机19位于滑块23上方，并为夹取装置沿导轨24横纵向的移动提供动力。

       采用图书馆自助还书装置进行还书的方法，包括以下步骤：

       步骤1、在图书扫描仪1上对书本9的条形码进行扫描，直到听到系统确认辨识的提示音；

       步骤2、将书本9放置于传送机构传送带8的始端的还书区域内；

       步骤3、旋转电机2带动齿轮啮合转动，大齿轮6带动滚轴7转动，使传送带8向前运动；

       步骤4、放置在传送带8上的书本9运动到传送带8末端时，书本9前部已经被传送至旋转平台的托台16上的支承板17上；

       步骤5、待书本脱离传送带8后，旋转平台的旋转电机12带动托台安装板18旋转90度，将托台16上一个空置的支承板17旋转至正对传送带8，以供下一本书本的递送；

       步骤6、当载有书本的支承板17旋转到导柱15上方时，气缸13驱动导柱15向上运动从而将支承板17顶起；

       步骤7、移动电机19驱动闲置的夹紧气爪21运动到支承板17上方，气爪气缸20驱动打开的夹紧气爪21闭合，从而完成对书本9的夹取；

       步骤8、夹取装置在移动电机19的带动下在导轨24中进行横纵向移动，当到达书本9所在还书台上方时，气爪气缸20驱动闭合的夹紧气爪21打开，书本9即被准确安放在了所属类别的还书台上；

       步骤9、自助还书过程结束，工作人员只需在工作空闲时完成书本上架工作即可。

       上述步骤5和步骤7为本发明关键步骤。步骤5中采用的四位旋转平台有效的提高了自助还书系统的工作效率，相比于现有的还书装置单次只能归还一本书籍的缺陷，这种旋转平台在完成一本书籍夹取的同时也在完成另一本书籍的装载，将工作效率提升了3-4倍；步骤7中各夹取装置上装载的移动电机根据电脑控制有序进行书籍夹取，能够保障整个还书装置的高效性、精确性。