一种可取还书的图书馆智能机器人

摘要

本发明公开了一种可取还书的图书馆智能机器人，包括支架，所述支架的中心处安装有滚珠丝杆驱动单元，所述滚珠丝杆驱动单元上安装有还书组件和取书组件，所述支架的顶部安装有还书箱，所述还书箱通过柔性输送带与还书组件连接，所述滚珠丝杆驱动单元的正下方安装有取书箱。本发明结构新颖，构思巧妙，利用仿真技术，模仿了人手取书和还书时的动作，可准确流畅地将图书从书架上取出，可整齐地将图书放回书架上，工作效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及智能图书馆技术领域，具体为一种可取还书的图书馆智能机器人。

背景技术

图书馆收藏着大量的文献信息资源，积极地开发，广泛地利用这些文献资源是图书馆的重要职能之一，它也是图书馆承担各种职能的基础。由于当今社会文献的生产数量大、增长快；社会文献的类型复杂、形式多样; 文献的时效性强；文献的传播速度加快;文献的内容交叉重复；文献所用语种在扩大，质量下降等特点,使人们普遍感到利用起来十分不容易。图书馆通过对文献信息资源进行加工整理、科学分析综合指引，形成有秩序、有规律、源源不断的信息流，进行更加广泛的交流与传递，使读者更好地利用它们。

图书馆机器人是用于图书馆的一类机器人，其目的是帮助读者取书和帮助图书管理员还书，现有的图书馆机器人大多只能实现图书检索和读者导航等引导性取书工作，不能直接帮读者取书或者还书，还需要人自己动手取书或者归还图书。因此，设计一种可取还书的图书馆智能机器人是很有必要的。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种可取还书的图书馆智能机器人，该图书馆智能机器人，结构新颖，构思巧妙，利用仿真技术，模仿了人手取书和还书时的动作，可准确流畅地将图书从书架上取出，可整齐地将图书放回书架上，工作效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可取还书的图书馆智能机器人，包括支架，所述支架的中心处安装有滚珠丝杆驱动单元，所述滚珠丝杆驱动单元上安装有还书组件和取书组件，所述支架的顶部安装有还书箱，所述还书箱通过柔性输送带与还书组件连接，所述滚珠丝杆驱动单元的正下方安装有取书箱。

优选的，所述还书组件包括安装座、第一电动推杆、第一滑轨、光敏树脂方管、第二滑轨、H形支架、丝杆座、撑书板、承书板、步进电机、丝杆定位板、滑板、第二电动推杆、内螺纹滑座和正反牙双向丝杆，所述安装座固定在滚珠丝杆驱动单元上，所述安装座的顶部对称安装有第一滑轨，所述第一滑轨上滑动连接有滑板，所述安装座上安装有与滑板连接的第一电动推杆，所述滑板的一侧安装有H形支架，所述H形支架的底部安装有承书板，所述H形支架的中心处安装有丝杆定位板，所述丝杆定位板上对称安装有丝杆座，且两个丝杆座之间通过正反牙双向丝杆连接，所述丝杆座上安装有与正反牙双向丝杆连接的步进电机，所述正反牙双向丝杆的两端啮合连接有内螺纹滑座，所述内螺纹滑座固定在撑书板的尾部中心处，所述滑板的顶部中心处通过第二滑轨滑动连接有光敏树脂方管，所述第二滑轨的一侧安装有第二电动推杆。

优选的，所述取书组件包括取书架、电动夹手、第四电动推杆、联动轴和三棱柱形拨片，所述取书架固定在滚珠丝杆驱动单元上，所述取书架的顶部一侧安装有联动轴，所述联动轴与固定在取书架顶部的第四电动推杆连接，所述联动轴上安装有三棱柱形拨片，所述取书架的底部一侧安装有电动夹手。

优选的，所述还书箱包括箱体、出书口、第五电动推杆、箱盖、推书板和第五气缸支架，所述箱体固定在支架的顶部，所述箱体的顶部通过铰链固定有箱盖，所述箱体的前部一侧开设有出书口，所述箱体的背部一侧通过第五气缸支架固定有第五电动推杆，所述第五电动推杆的伸缩端上固定有位于箱体内部的推书板。

优选的，所述出书口上通过铰链固定有挡门，所述挡门通过弹簧与箱体连接。

优选的，所述滚珠丝杆驱动单元的对应两侧安装有定位座。

本发明的有益效果为：

利用仿真技术，模仿了人手取书时的动作，取书部分模仿人手在取书时拨书并用手指夹住书将其取出的动作，首先还原人手取书时的动作，先用食指按住书上部的角，手臂向后收缩带动食指向后运动，将书拨出一角，再用拇指和食指夹住拨出的书角将其取出，还书部分模仿人还书时先用手腾出放书空间，再将书放入的动作，首先还原人手还书的动作：先用两个拇指插入目标书缝将目标书缝两侧的书向两侧扒开，露出一条缝隙，用拇指和四个手指夹着书将其插入缝隙，再将书往里面推，直至与原来的书齐平。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体三维结构示意图；

图2是本发明滚珠丝杆驱动单元区域三维结构示意图；

图3是本发明还书组件三维结构示意图之一；

图4是本发明还书组件三维结构示意图之二；

图5为本发明取书组件三维结构示意图；

图6为本发明还书箱三维结构示意图之一；

图7为本发明还书箱三维结构示意图之二；

图中标号：1、支架；2、还书箱；3、柔性输送带；4、滚珠丝杆驱动单元；5、还书组件；6、取书组件；7、取书箱；8、定位座；9、安装座；10、第一电动推杆；11、第一滑轨；12、光敏树脂方管；13、 第二滑轨；14、H形支架；15、丝杆座；16、撑书板；17、取书架；18、电动夹手；19、第四电动推杆；20、联动轴；21、三棱柱形拨片；22、箱体；23、挡门；24、弹簧；25、出书口；26、第五电动推杆；27、箱盖；28、推书板；29、第五气缸支架；30、承书板；31、步进电机；32、丝杆定位板；33、滑板；34、第二电动推杆；35、内螺纹滑座；36、正反牙双向丝杆。

具体实施方式

下面结合附图1-7对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。

由图1-7给出，本发明提供如下技术方案：一种可取还书的图书馆智能机器人，包括支架1，支架1的中心处安装有滚珠丝杆驱动单元4，滚珠丝杆驱动单元4上安装有还书组件5和取书组件6，支架1的顶部安装有还书箱2，还书箱2通过柔性输送带3与还书组件5连接，滚珠丝杆驱动单元4的正下方安装有取书箱7。

还书组件5包括安装座9、第一电动推杆10、第一滑轨11、光敏树脂方管12、第二滑轨13、H形支架14、丝杆座15、撑书板16、承书板30、步进电机31、丝杆定位板32、滑板33、第二电动推杆34、内螺纹滑座35和正反牙双向丝杆36，安装座9固定在滚珠丝杆驱动单元4上，安装座9的顶部对称安装有第一滑轨11，第一滑轨11上滑动连接有滑板33，安装座9上安装有与滑板33连接的第一电动推杆10，滑板33的一侧安装有H形支架14，H形支架14的底部安装有承书板30，H形支架14的中心处安装有丝杆定位板32，丝杆定位板32上对称安装有丝杆座15，且两个丝杆座15之间通过正反牙双向丝杆36连接，丝杆座15上安装有与正反牙双向丝杆36连接的步进电机31，正反牙双向丝杆36的两端啮合连接有内螺纹滑座35，内螺纹滑座35固定在撑书板16的尾部中心处，滑板33的顶部中心处通过第二滑轨13滑动连接有光敏树脂方管12，第二滑轨13的一侧安装有第二电动推杆34，还书时，还的书从还书箱2通过柔性输送带3落入到承书板14上且两个撑书板16之间，通过第一电动推杆10工作，带动撑书板16插入目标书缝，接着步进电机31工作，带动正反牙双向丝杆36旋转，使内螺纹滑座35在正反牙双向丝杆36反向运动，从而带动两个撑书板16展开，腾出放书空间，最后第二滑轨13工作，将书推至目标书缝，实现自动还书。

取书组件6包括取书架17、电动夹手18、第四电动推杆19、联动轴20和三棱柱形拨片21，取书架17固定在滚珠丝杆驱动单元4上，取书架17的顶部一侧安装有联动轴20，联动轴20与固定在取书架17顶部的第四电动推杆19连接，联动轴20上安装有三棱柱形拨片21，取书架17的底部一侧安装有电动夹手18，取书时，第四电动推杆19工作，带动联动轴20运动，使三棱柱形拨片21的侧面与图书顶部的书角接触，三棱柱可绕其轴心转动，从而给待取图书一个向下和一个向外的力，使图书旋转，露出上顶角，接着电动夹手18工作，夹住露出的图书，电动夹手18与三棱柱形拨片21一同固定住图书，实现取书工作。

还书箱2包括箱体22、出书口25、第五电动推杆26、箱盖27、推书板28和第五气缸支架29，箱体22固定在支架1的顶部，箱体22的顶部通过铰链固定有箱盖27，箱体22的前部一侧开设有出书口25，箱体22的背部一侧通过第五气缸支架29固定有第五电动推杆26，第五电动推杆26的伸缩端上固定有位于箱体22内部的推书板28，将要还的书放置在还书箱2的内部，第五电动推杆26工作，通过推书板28将书籍从出书口25推出，通过柔性输送带3落入到承书板14上且两个撑书板16之间。

出书口25上通过铰链固定有挡门23，挡门23通过弹簧24与箱体22连接，在弹簧24的作用下，实现挡门23的自动复位。

滚珠丝杆驱动单元4的对应两侧安装有定位座8，方便滚珠丝杆驱动单元4的固定。

本发明的工作原理为：

还书时，还的书从还书箱2通过柔性输送带3落入到承书板14上且两个撑书板16之间，通过第一电动推杆10工作，带动撑书板16插入目标书缝，接着步进电机31工作，带动正反牙双向丝杆36旋转，使内螺纹滑座35在正反牙双向丝杆36反向运动，从而带动两个撑书板16展开，腾出放书空间，最后第二滑轨13工作，将书推至目标书缝，实现自动还书；

取书时，第四电动推杆19工作，带动联动轴20运动，使三棱柱形拨片21的侧面与图书顶部的书角接触，三棱柱可绕其轴心转动，从而给待取图书一个向下和一个向外的力，使图书旋转，露出上顶角，接着电动夹手18工作，夹住露出的图书，电动夹手18与三棱柱形拨片21一同固定住图书，实现取书工作；

将要还的书放置在还书箱2的内部，第五电动推杆26工作，通过推书板28将书籍从出书口25推出，通过柔性输送带3落入到承书板14上且两个撑书板16之间。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。