一种图书馆自动还书机器人及其还书系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种图书馆自动还书机器人及其还书系统，属于机器人技术领域，包括能够带动机器人整体运动的运动组件，在运动组件一端设有图书装载组件，在运动组件上方设有升降组件，升降组件上安装有图书入架组件，升降组件能够带动图书入架组件上下移动；所述图书入架组件包括升降台，在升降台上设有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的第一图书推板，在第一图书推板上设有推书器，在升降台的一侧还设有分书器，分书器能够沿升降台侧边运动，在分书器上还安装有扫码器。该还书机器人结构设计合理，操作简单，能够实现无人工干预条件下图书的自动归还操作，不仅效率高，而且能节省人工成本、解放生产力，降低图书馆运营成本。
【专利说明】
一种图书馆自动还书机器人及其还书系统
技术领域
[0001]本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种图书馆自动还书机器人及其还书系统。【背景技术】
[0002]在学校的图书馆里，经常看见归还的书籍堆放在还书处未被及时放回书架上，不免导致资源的浪费。为了降低图书馆长期运营成本、使图书馆的书籍得到充分利用，需要设计一种还书机器人，可以实现自动还书功能。
[0003]现有的图书馆管理机器人大致分为两类:一类是是全自动化的图书馆，这需要图书馆有配套硬件设施，成本高昂；另一类是辅助式的管理机器人，虽然起到了一定的帮助， 但是还是不能做到在某个流程里免除人的工作。一些简易的图书排架机器也仅仅能够完成图书排放工作，并不能完成指定书本指定区域的还书工作，所以实际应用前景并不理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种图书馆自动还书机器人及其还书系统，该还书机器人结构设计合理，操作简单，能够实现无人工干预条件下图书的自动归还操作。
[0005]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0006]本发明公开的一种图书馆自动还书机器人，包括能够带动机器人整体运动的运动组件，在运动组件一端设有图书装载组件，在运动组件上方设有升降组件，升降组件上安装有图书入架组件，升降组件能够带动图书入架组件上下移动；
[0007]所述图书入架组件包括升降台，在升降台上设有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的第一图书推板，在第一图书推板上设有推书器，在升降台的一侧还设有分书器，分书器能够沿升降台侧边运动，在分书器上还安装有扫码器。
[0008]推书器包括推书器齿条及与推书器齿条配合的齿轮，推书器齿条上设有推书杆及推书器电机，推书器电机能够带动推书杆在推书齿条上移动。
[0009]推书杆相对升降台的位移距离大于推书电机相对升降台的位移距离。
[0010]分书器包括分书器推杆，分书器推杆上设有分书杆及分书杆电机，分书器推杆底部设有分书电机;分书杆能够在分书杆电机的带动下绕轴转动，分书电机带动分书器推杆沿升降台上的齿条移动。[〇〇11]所述运动组件包括底盘，在底盘底部中心位置设有两个同轴主动轮及控制同轴主动轮运动的主动轮电机，在底盘底部四角分别设有一个从动万向轮。
[0012]在底盘上还设有控制计算机、蓄电池、定位传感器及壁障传感器。
[0013]图书装载组件包括图书底板及能够在图书底板上滑动的第二图书推板;还包括用于夹持书本的第一升降隔板和第二升降隔板，第一升降隔板设置在升降台上，第二升降隔板垂直设置在底盘端部；
[0014]在第一升降隔板和第二升降隔板板面底部设有通槽，在第二升降隔板底部设有升降隔板推杆、圆柱凸轮及用于控制升降隔板推杆运动的推杆电机，升降隔板推杆能够在通槽中往复运动。
[0015]在装载书本时，第一升降隔板和第二升降隔板下降到最低点，升降隔板推杆与第一升降隔板和第二升降隔板上的通槽均卡和，书本被推到升降台上;书本装载完毕后，第一升降隔板和第二升降隔板上升到最高点，第一升降隔板上的通槽与升降台上的卡键卡和而与升降隔板推杆分尚，第一升降隔板和第二升降隔板分开运动。
[0016]所述升降组件为对称设置在底盘两侧的升降单元，每侧升降单元均包括升降连杆、丝杆、丝杆电机、丝杆连杆传动件及与升降台相连的升降台杆连接件；
[0017]丝杆固定在底盘上且与升降连杆相连，丝杆电机与丝杆连杆传动件通过螺纹配合，能够推动丝杆连杆传动件沿丝杆轴线移动进而带动升降连杆升降；
[0018]升降台杆连接件包括设置在升降连杆上的固定扣以及连杆，连杆的自由端能够穿过该固定扣并沿轴线方向移动，连杆的另一端设有与图书入架组件相连的固定件。
[0019]本发明还公开了一种基于上述图书馆自动还书机器人的自动还书系统，该系统由自动还书机器人与主机配合组成，主机包括读码识别装置、图书馆信息管理系统、控制自动还书机器人的计算机、图书分配装置以及与自动还书机器人联络的网络;其中:
[0020]读码识别装置，用于为读者提供扫码借书服务；
[0021]图书馆信息管理系统，用于存储书本的识别信息、几何信息、所在书籍位置信息和排列顺序信息，能够为自动还书机器人提供还书位置信息；
[0022]控制自动还书机器人的计算机，用于统筹安排多个自动还书机器人的工作量；
[0023]图书分配装置，用于存放读者归还的书籍，且能够给自动还书机器人分配书本。
[0024]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0025]本发明的图书馆自动还书机器人，包括运动组件、图书装载组件、升降组件及图书入架组件，运动组件位于机器人的底部，能够带动机器人完成整体运动；图书装载组件安装运动组件端部，负责图书装载工作;升降组件安装在运动组件的上方，能够带动图书入架组件上下移动，可以完成不同高度的图书入架工作。其中，图书入架组件包括升降台、推书器、分书器、扫码器，升降台为图书入架组件的支撑体，在其上安装有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的图书推板，推书器安装在图书推板上，起到推书入架的作用，分书器安装在升降台的侧边，可以沿升降台的侧边运动，起到分书的作用；扫码器安装在分书器上，由分书器带动在升降台侧边运动，起到扫描书架书籍的作用。该还书机器人结构设计合理，操作简单，能够实现无人工干预条件下图书的自动归还操作，从而完成书籍的识别、运输、存放操作。将枯燥的图书管理工作交由机器人完成，不仅效率高，而且能节省人工成本、解放生产力，降低图书馆运营成本。
[0026]进一步地，本发明的推书器包括推书器齿条、推书器电机及推书杆。推书齿器条安装在第一图书推板上，推书器电机安装在推书器上，推书电机可带动推书器沿推书器齿条运动，推书杆安装在推书器上，也由推书电机带动，推书器内部的齿轮传动使得推书杆与推书器在推书器电机的带动下向同一个方向运动，将图书入架装置上的书本推入书架。
[0027]进一步地，推书杆相对升降台的位移距离大于推书电机相对升降台的位移距离，使得推书杆可以伸出升降台将书推入书架。这样设计的目的是使得该机构结构紧凑，使推书器能够在升降台上在较小的位移下将书本推动较大的距离，同时齿轮齿条传动有利于力的传输提高效率。
[0028]进一步地，分书器包括分书杆电机、分书电机、分书杆、分书器推杆，分书电机安装在分书器推杆上，可带动分书器沿升降台侧边运动，分书杆安装在分书推杆上，可绕分书推杆顶端沿铅垂面转动，分书杆电机安装在分书器推杆顶部，带动分书杆运动。
[0029]进一步地，本发明的运动组件实现还书机器人在图书馆内的定位、移动和避障，包括底盘，在底盘底部中心位置设有两个同轴主动轮及控制同轴主动轮运动的主动轮电机， 在底盘底部四角分别设有一个从动万向轮。主动轮电机带动两个同轴主动轮转动，通过同速转动实现整体的直线前进后退运动，通过差速转动来实现整体的转弯；四个万向轮在不影响运动方向的情况下为机器提供支持力，提高机器的运动稳定性。
[0030]进一步地，在运动组件的底盘上还设有控制计算机、蓄电池、定位传感器及壁障传感器。控制计算机能够根据定位传感器读取的定位信息控制主动轮的运动从而到达指定地点；安装在机器人四周的避障传感器在还书机器人移动的过程中检测路线上是否有读者， 从而通过停止移动来避免撞到读者。
[0031]进一步地，本发明的图书装载组件能够实现将书本从底盘装载到升降台上，或将升降台上的书本装载到底盘上的工作目的。包括图书底板及能够在图书底板上滑动的第二图书推板，图书底板对书本起支撑作用，其表面光滑减少书本移动过程中的摩擦，使图书底板上存放的书籍能够被装载到升降台上，也使升降台上的书籍能够装载到图书底板上。还包括用于夹持书本的第一升降隔板和第二升降隔板，第一升降隔板设置在升降台上，第二升降隔板垂直设置在底盘端部，起到给书本提供支撑与给图书推板提供运动约束的作用， 若没有该隔板，书本在升降台与底盘分离过程、升降台上升过程、书籍入架过程中很容易掉落。
[0032]进一步地，本发明的升降组件可以实现图书入架装置的上升和下降运动。升降组件对称设置在底盘两侧的升降单元，每侧升降单元均包括升降连杆、丝杆、丝杆电机、丝杆连杆传动件及与升降台相连的升降台杆连接件;升降丝杆由丝杆电机带动通过其与丝杆连杆传动件的螺纹配合达到推动丝杆连杆传动件沿丝杆轴线移动的进而带动升降连杆升降的目的，使升降台能够到达不同高度的书架进行还书工作。丝杆电机内还设有编码器，与控制计算机实现升降台高度半闭环控制从而较为精确地控制升降台高度。
[0033]本发明还公开了基于上述图书馆自动还书机器人的还书系统，将机器人与主机控制结合起来，主机包括读码识别装置、图书馆信息管理系统、控制自动还书机器人的计算机、图书分配装置以及与自动还书机器人联络的网络。读码识别装置用于读者扫码借书；图书馆信息管理系统存有书本的识别信息、几何信息、所在书籍位置信息和排列顺序信息，用于图书的借还信息管理和为还书机器人提供还书位置信息；控制还书机器人的计算机系统，负责统筹安排多个还书机器人的工作使工作总量最小;主机的存书装置、图书分配装置由还书机器人的书籍装载装置和推书器改造而成，用于存放读者归还的书籍、并在计算机系统的控制下给还书机器人分配书本。还书机器人可以通过无线网络与主机联系；还书机器人可以通过底部传感器识别地面的标志进行定位和运动;机器的能量来源于蓄电池，机器人可以自动到图书馆指定的地点自动充电；数据库中储存了每本书的厚度数据、所在书架、以及相邻书目的数据，机器通过扫描书脊处的条形码可以获得书的数据;机器在主机处获得书的时候同时存储了书的信息，以及书的摆放次序;主机会根据不同书所在的位置分配给不同的机器人以优化还书操作;机器人四周设有传感器，若在行进过程中遇到障碍(读者)将会停止行进，并且发出信息。
【附图说明】
[0034]图1为本发明的图书馆自动还书机器人整体结构示意图；
[0035]图2为本发明的运动组件结构示意图；
[0036]图3为本发明的图书装载组件结构示意图；
[0037]图4为本发明的图书装载组件结构右视图；
[0038]图5为本发明的升降组件结构主视图；
[0039]图6为本发明的图书入架组件结构示意图。
[0040]其中，I为运动组件，101为底盘，102为从动万向轮，103蓄电池，104为主动轮电机，105为同轴主动轮，106为定位传感器，107为控制计算机;2为图书装载组件，201为第一升降隔板，202为第二升降隔板，203为图书底板，204为第二图书推板，205为第二图书推板电机，206为升降隔板推杆，207为圆柱凸轮，208为升降隔板电机;3为升降组件，301为升降台杆连接件，302为升降台杆连接件，303为丝杆，304为丝杆连杆传动件，305为丝杆电机;4为图书入架组件，401为推书器齿条，402为升降台，403为推书器电机，404为推书杆，405为第一图书推板，406为第一图书推板电机，407为分书杆电机，408为扫码器，409分书杆，410为分书器推杆，411为分书电机。
【具体实施方式】
[0041]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0042]参见图1，本发明的图书馆自动还书机器人，包括能够带动机器人完成整体运动的运动组件I，在运动组件I一端设有图书装载组件2，在运动组件I上方设有升降组件3，升降组件3上安装有图书入架组件4，升降组件3能够带动图书入架组件4上下移动;参见图6，图书入架组件4包括升降台402，在升降台402上设有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的第一图书推板405，在第一图书推板405上设有推书器，在升降台402的一侧还设有分书器，分书器能够沿升降台402侧边运动，在分书器上还安装有扫码器408。推书器包括推书器齿条401及与推书器齿条401配合的齿轮，推书器齿条401上设有推书杆404及推书器电机403，推书器电机403能够带动推书杆404在推书齿条401上移动。推书杆404相对升降台402的位移距离大于推书电机403相对升降台402的位移距离。分书器包括分书器推杆410，分书器推杆410上设有分书杆409及分书杆电机407，分书器推杆410底部设有分书电机411;分书杆409能够在分书杆电机407的带动下绕轴转动，分书电机411带动分书器推杆410沿升降台402上的齿条移动。
[0043]图书入架组件实现归还书本的入架工作与从主机获取书籍的工作。图书入架组件在被升降组件抬升至目标书架的高度后，扫码器408将对书架上已有书本扫码，获取书架上书本的排列信息，通过对照目标排列顺序确定归还书本的入架位置;确定位置后，运动组件带动图书入架组件运动到合适位置。到达合适位置后，分书电机411带动分书器运动到对应位置，使得分书杆409在分书杆电机407的带动下能够绕轴转动切入两书之间，分书杆409切入两书之间后，分书电机411带动分书器沿升降台402上的齿条移动，将书本分开空出归还书本的位置。推书器在分书器空出位置后，推书器电机403运转使推书器沿固定在图书推板上的推书器齿条401运动，并使推书杆404相对推书器运动推动书本入架。推书器内部的齿轮传动结构使得推书杆404相对升降台402的位移距离大于推书电机403相对升降台402的位移，且两者成一固定比例，使得书本能够进入书架。书本入架后，分书杆电机407运转，使分书杆409从两书本间脱离，还书机器人便可离开该位置进行下一项还书工作。从主机获取书籍的工作则是在升降台402处于最低位置时进行的，此时还书机器人图书入架组件作为书架，主机上的图书入架装置将书本推入还书机器人图书入架组件上，书本到位后，升降隔板下降，两图书推板配合移动将书本推入图书底板处存放，而后图书推板反向运动，空出下一本书的空间，完成一个工作周期。
[0044] 参见图2，所述运动组件1包括底盘101，在底盘101底部中心位置设有两个同轴主动轮105及控制同轴主动轮105运动的主动轮电机104,在底盘101底部四角分别设有一个从动万向轮102。在底盘101上还设有控制计算机107、蓄电池103、定位传感器106及壁障传感器。该运动组件1能够实现还书机器人在图书馆内的定位、移动和避障。主动轮电机104带动两个同轴主动轮105转动，通过同速转动实现整体的直线前进后退运动，通过差速转动来实现整体的转弯；四个万向轮102在不影响运动方向的情况下为机器提供支持力，提高机器的运动稳定性;控制计算机107根据定位传感器106读取的定位信息控制主动轮的运动从而到达指定地点；安装在机器人四周的避障传感器在还书机器人移动的过程中检测路线上是否有读者，从而通过停止移动来避免撞到读者。[〇〇45]参见图3和图4,图书装载组件2包括图书底板203及能够在图书底板203上滑动的第二图书推板204;还包括用于夹持书本的第一升降隔板201和第二升降隔板202,第一升降隔板201设置在升降台402上，第二升降隔板202垂直设置在底盘101端部;在第一升降隔板 201和第二升降隔板202板面底部设有通槽，在第二升降隔板202底部设有升降隔板推杆 206、圆柱凸轮207及用于控制升降隔板推杆206运动的推杆电机，升降隔板推杆206能够在通槽中往复运动。在装载书本时，第一升降隔板201和第二升降隔板202下降到最低点，升降隔板推杆206与第一升降隔板201和第二升降隔板202上的通槽均卡和，书本被推到升降台 402上；书本装载完毕后，第一升降隔板201和第二升降隔板202上升到最高点，第一升降隔板201上的通槽与升降台402上的卡键卡和而与升降隔板推杆206分离，第一升降隔板201和第二升降隔板202分开运动。
[0046]图书装载组件2实现将书本从底盘装载到升降台上，或将升降台上的书本装载到底盘上的工作。两块图书底板分别安装在底盘101上与升降台402上，起到给书本提供支撑与给图书推板提供运动约束的作用。第二图书推板204由图书推板电机205带动在图书底板 203上来回移动，推动书籍在图书底板203上移动，使图书底板203上存放的书籍能够被装载到升降台402上、使升降台402上的书籍能够装载到图书底板203上。第一升降隔板201和第二升降隔板202分别嵌在升降台402和底盘101上，起到与第二图书推板204共同夹持书本的作用，若没有该隔板，书本在升降台与底盘分离过程、升降台上升过程、书籍入架过程中很容易掉落。图书底板203对书本起支撑作用，其表面光滑减少书本移动过程中的摩擦，并给第二图书推板204提供运动约束。第一升降隔板201和第二升降隔板202在升降隔板推杆206 带动下，在底板和升降台上的槽内上下移动。在装载书本时，第一升降隔板201和第二升降隔板202下降到最低点，使得书本能够被第二图书推板204顺利推到升降台上;书本被装载到升降台402上后，第一升降隔板201和第二升降隔板202上升，分隔升降台402与图书底板203上的书本，并通过升降隔板控制圆柱凸轮207与升降隔板推杆206的配合实现在第一升降隔板201和第二升降隔板202上升到最高高度时，第一升降隔板201与升降台402上的卡键卡和而与升降推杆206分离，从而使得两升降隔板分开运动;第一升降隔板201与升降台402一同上升夹持被还书本，第二升降隔板202停留在底盘101处与第二图书推板204共同夹持待归还书本。当升降台完成还书工作下降到初始位置时，升降隔板推杆反向运动再次与第一升降隔板201配合，而带动其下降到最低点，进而进入下一个工作周期。
[0047]参见图5，所述升降组件3为对称设置在底盘101两侧的升降单元，每侧升降单元均包括升降连杆302、丝杆303、丝杆电机305、丝杆连杆传动件304及与升降台402相连的升降台杆连接件301;丝杆303固定在底盘101上且与升降连杆302相连，丝杆电机305与丝杆连杆传动件304通过螺纹配合，能够推动丝杆连杆传动件304沿丝杆303轴线移动进而带动升降连杆302升降;升降台杆连接件301包括设置在升降连杆302上的固定扣以及连杆，连杆的自由端能够穿过该固定扣并沿轴线方向移动，连杆的另一端设有与图书入架组件4相连的固定件。升降组件3可以实现图书入架装置的上升和下降运动，丝杆303由丝杆电机305带动通过其与丝杆连杆传动304件的螺纹配合达到推动丝杆连杆传动件304沿丝杆轴线移动的进而带动升降连杆302升降的目的。升降连杆302通过升降台杆连接件301带动升降台402上升下降，使升降台402能够到达不同高度的书架进行还书工作。丝杆电机305内设有编码器，与控制计算机107实现升降台高度半闭环控制从而较为精确地控制升降台402高度。
[0048]本发明还公开了基于上述图书馆自动还书机器人的自动还书系统，该系统由自动还书机器人与主机配合组成，主机包括读码识别装置、图书馆信息管理系统、控制自动还书机器人的计算机、图书分配装置以及与自动还书机器人联络的网络;其中:
[0049]读码识别装置，用于为读者提供扫码借书服务；
[0050]图书馆信息管理系统，用于存储书本的识别信息、几何信息、所在书籍位置信息和排列顺序信息，能够为自动还书机器人提供还书位置信息；
[0051 ]控制自动还书机器人的计算机，用于统筹安排多个自动还书机器人的工作量；
[0052]图书分配装置，用于存放读者归还的书籍，且能够给自动还书机器人分配书本。
[0053]还书机器人可以通过无线网络与主机联系;还书机器人可以通过底部传感器识别地面的标志进行定位和运动;机器的能量来源于蓄电池，机器人可以自动到图书馆指定的地点自动充电；数据库中储存了每本书的厚度数据、所在书架、以及相邻书目的数据，机器通过扫描书脊处的条形码可以获得书的数据;机器在主机处获得书的时候同时存储了书的信息，以及书的摆放次序;主机会根据不同书所在的位置分配给不同的机器人以优化还书操作;机器人四周设有传感器，若在行进过程中遇到障碍(读者)将会停止行进，并且发出信息。
[0054]本发明的图书馆自动还书机器人的工作过程如下:
[0055]还书机器人于主机处获取需要归还的书本。
[0056]还书机器人借由运动组件运动到第一本需要归还的书本所在的书架处。定位传感器负责定位，控制计算机控制，主动轮电机使主动轮带动还书机器人到第一本需要归还的书本所在的书架处。
[0057]图书装载组件将位于底盘与升降台交接处的书本装载到升降台上。升降隔板电机运转，使升降隔板推杆向下旋转，带动两升降隔板下降使书本能够被图书推板推到升降台上。升降隔板下降后，两图书推板配合运动，底盘上的图书推板前进该书本厚度的距离，升降台上的图书推板后退该书本厚度的距离，该书本被装载到了升降台上。升降隔板电机反向运转，使升降隔板推杆向上旋转，带动两升降隔板上升，并在到达最高位置时与升降台上的升降隔板分离，升降台上的升降隔板与升降隔板推杆分离的同时与升降台卡和，并固定在升降台上，与升降台上的图书推板共同夹持被还书本，图书装载工作完成。
[0058]升降组件运行，将图书入架组件抬升至被还书所在书架高度。两丝杆电机同步运转，带动两丝杆旋转，丝杆旋转使得丝杆连杆传动件沿丝杆轴向运动，带动升降连杆组伸长，抬升升降台连接件，进而抬升升降台使得图书入架组件到达所需高度。
[0059]图书入架组件与运动组件配合，使还书机器人到达准确还书位置。分书电机运转带动分书器沿升降台侧边运动，进而带动扫码器沿书架边运动，扫描书架上的书本，获取现书架上的书本排列顺序信息。由控制计算机对比数据库得到被归还书本应该被放置的位置。控制计算机控制整体运动装置带动还书机器人整体运动到合适的位置，使得被还书本对准被放置位置。
[0060]图书入架组件将书本推入书架。分书电机运转，使分书器运动到合适的位置使分书杆能够插入指定两本书之间。分书杆电机运转，带动分书杆绕轴旋转，插入书架上两本书之间。分书电机运转，带动分书器运动，进而将两书本分离，空出所需归还书本的位置。推书器电机运转，带动推书器运动，带动推书杆运动，将书本向书架处推动，直到书本被放置好。 推书器电机反向运转，带动推书器后退，推书杆缩回，为下一本书的入架做准备。分书杆电机反向运转，带动分书杆从两本书之间撤出，图书入架工作完成。
[0061]升降组件方向运转，带动图书入架装置下降至原高度，升降隔板电机运转，带动升降隔板推杆向下运动，使其与升降台上的升降隔板重新配合。
[0062]控制计算机控制还书机器人向下一本需要归还的书本所在的书架运动。
[0063]还书机器人上所有书本归还完毕后，机器人将自动回到主机出待命。
【主权项】
1.一种图书馆自动还书机器人，其特征在于，包括能够带动机器人整体运动的运动组件(I)，在运动组件(I)一端设有图书装载组件(2)，在运动组件(I)上方设有升降组件(3)，升降组件(3)上安装有图书入架组件(4)，升降组件(3)能够带动图书入架组件(4)上下移动； 所述图书入架组件(4)包括升降台(402)，在升降台(402)上设有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的第一图书推板(405)，在第一图书推板(405)上设有推书器，在升降台(402)的一侧还设有分书器，分书器能够沿升降台(402)侧边运动，在分书器上还安装有扫码器(408)。2.根据权利要求1所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，推书器包括推书器齿条(401)及与推书器齿条(401)配合的齿轮，推书器齿条(401)上设有推书杆(404)及推书器电机(403)，推书器电机(403)能够带动推书杆(404)在推书齿条(401)上移动。3.根据权利要求2所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，推书杆(404)相对升降台(402)的位移距离大于推书电机(403)相对升降台(402)的位移距离。4.根据权利要求1所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，分书器包括分书器推杆(410)，分书器推杆(410)上设有分书杆(409)及分书杆电机(407)，分书器推杆(410)底部设有分书电机(411);分书杆(409)能够在分书杆电机(407)的带动下绕轴转动，分书电机(411)带动分书器推杆(410)沿升降台(402)上的齿条移动。5.根据权利要求1所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，所述运动组件(I)包括底盘(101)，在底盘(101)底部中心位置设有两个同轴主动轮(105)及控制同轴主动轮(105)运动的主动轮电机(104)，在底盘(1I)底部四角分别设有一个从动万向轮(102)。6.根据权利要求5所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，在底盘(101)上还设有控制计算机(107)、蓄电池(103)、定位传感器(106)及壁障传感器。7.根据权利要求5所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，图书装载组件(2)包括图书底板(203)及能够在图书底板(203)上滑动的第二图书推板(204);还包括用于夹持书本的第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)，第一升降隔板(201)设置在升降台(402)上，第二升降隔板(202)垂直设置在底盘(101)端部； 在第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)板面底部设有通槽，在第二升降隔板(202)底部设有升降隔板推杆(206)、圆柱凸轮(207)及用于控制升降隔板推杆(206)运动的推杆电机，升降隔板推杆(206)能够在通槽中往复运动。8.根据权利要求7所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，在装载书本时，第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)下降到最低点，升降隔板推杆(206)与第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)上的通槽均卡和，书本被推到升降台(402)上；书本装载完毕后，第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)上升到最高点，第一升降隔板(201)上的通槽与升降台(402)上的卡键卡和而与升降隔板推杆(206)分离，第一升降隔板(201)和第二升降隔板(202)分开运动。9.根据权利要求5所述的图书馆自动还书机器人，其特征在于，所述升降组件(3)为对称设置在底盘(101)两侧的升降单元，每侧升降单元均包括升降连杆(302)、丝杆(303)、丝杆电机(305)、丝杆连杆传动件(304)及与升降台(402)相连的升降台杆连接件(301); 丝杆(303)固定在底盘(101)上且与升降连杆(302)相连，丝杆电机(305)与丝杆连杆传动件(304)通过螺纹配合，能够推动丝杆连杆传动件(304)沿丝杆(303)轴线移动进而带动 升降连杆(302)升降；升降台杆连接件(301)包括设置在升降连杆(302)上的固定扣以及连杆，连杆的自由端 能够穿过该固定扣并沿轴线方向移动，连杆的另一端设有与图书入架组件(4)相连的固定 件。10.—种基于权利要求1?9所述图书馆自动还书机器人的自动还书系统，其特征在于， 该系统由自动还书机器人与主机配合组成，主机包括读码识别装置、图书馆信息管理系统、 控制自动还书机器人的计算机、图书分配装置以及与自动还书机器人联络的网络;其中: 读码识别装置，用于为读者提供扫码借书服务；图书馆信息管理系统，用于存储书本的识别信息、几何信息、所在书籍位置信息和排列 顺序信息，能够为自动还书机器人提供还书位置信息；控制自动还书机器人的计算机，用于统筹安排多个自动还书机器人的工作量；图书分配装置，用于存放读者归还的书籍，且能够给自动还书机器人分配书本。
【文档编号】B65G1/04GK106032196SQ201610411005
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】杨雷, 邱镇南, 陈伟杰, 童牧, 郭艳婕, 许睦旬
【申请人】西安交通大学