专利名称：图书分拣装置及具有该装置的分拣机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种图书分拣机，还涉及图书分拣机的分拣装置。
背景技术：
现有的图书分拣机包括还书装置、分拣装置和PLC控制装置，还书装置包括支撑 架、驱动电机、半圆形门、门控电机和RFID模块。支撑架包括两相对的支臂，两支臂之间旋 转连接有两通过第一皮带传动的第一传动轴和第二传动轴。驱动电机设置于支撑架，与第 一传动轴形成皮带传动。半圆形门，安装于支撑架的支臂上。门控制电机设置于支撑架的 支臂上，门控制电机的旋转轴与半圆形门连接；RFID模块，设置于支撑架上且位于第一皮 带的上方，用以读取图书信息，并将图书信息传递给PLC控制装置的中央处理器。分拣装置 包括机架、皮带承接架、正反转机构和传感器。皮带承接架，安装于机架，皮带承接架沿其长 度方向开设有皮带槽和滚筒槽，皮带承接架的两侧设置有皮带转轴，皮带套设与两皮带转 轴上，皮带驱动电机与皮带转轴形成皮带传动。正反转传动机构，包括滚筒旋转电机和安装 轴，滚筒旋转电机安装于座体，安装轴上套设有若干带轮且通过皮带与滚筒旋转电机连接， 安装轴上的带轮通过皮带与滚筒带轮连接。传感器安装于机架，感应图书信息，并且将图书 信息传递给PLC控制装置的中央处理器。 上述分拣机的工作过程为 使用者按压图书分拣机上的启动按钮，PLC控制装置接收该开关信号而开启半圆 形门，皮带传递图书至RFID模块下方，此时，PLC控制模块使得驱动电机停止旋转，然后 RFID模块读取图书信息并且将该信息传递给PLC控制装置的中央处理器，中央处理器接收 图书信息后重新使得驱动电机旋转，进而，第一皮带传送图书至分拣装置。当图书在分拣装 置的皮带上运动至感应器的上方，感应器将该信息传递给PLC控制装置的中央处理器，PLC 控制装置的中央处理器接收信息而使得正反转机构运转，正反转结构将图书从分拣至分拣 机两侧的图书转运箱里。 上述图书分拣机虽然能实现图书分拣的功能，但是，当图书经过第一皮带传送时， 由于图书的新旧程度或者图书放入方式的影响，图书的纸张会被夹在两相邻第一皮带之 间，从而，损坏图书，另外，当第一皮带使用时间较长后，皮带会偏离原理的轨道，由于皮带 的作用，进一步使得图书夹在两相邻第一皮带之间；即使还书装置未损坏图书，由于图书新 旧的关系，当图书运行至少图书分拣装置的皮带时，两相邻的皮带之间设置有正反转结构 的滚筒，使得皮带之间的间隙变小，图书会夹在滚筒与皮带之间，从而造成图书损坏。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种图书分拣机，该图书分拣机不会夹住图书的纸 张，解决图书被撕坏的问题。 为实现上述目的，本实用新型的技术方案是 —种图书分拣机包括图书还书装置、图书分拣装置和PLC控制装置。PLC控制装置包括中央处理器。图书还书装置包括支撑架、驱动电机、半圆形门、门控制电机、防跑偏装置 和RFID模块。支撑架包括座体、相对安装于座体两侧的支臂、第一传动轴和第二传动轴。第 一传动轴和第二传动轴相互平行且与所述支臂旋转连接，并由第一皮带形成皮带传动。驱 动电机设置于座体，由第二皮带与第一传动轴形成皮带传动。半圆形门安装于所述支臂上。 门控制电机设置于所述支臂上，门控制电机的旋转轴与半圆形门连接。防跑偏装置包括两 端旋转连接于支臂的旋转杆和具有凹槽的带轮，所述带轮套设于旋转杆，每一旋转杆上的 带轮个数与第一皮带的条数相等，所述第一皮带位于带轮的槽内。RFID模块设置于支撑架 上且位于第一皮带的上方，用以读取图书信息，并将图书信息传递给PLC控制装置的中央 处理器。图书分拣装置包括机架、正反转传动机构、皮带传动机构、顶升机构和传感器。机架 包括底板和侧板，侧板上设置有四个弧形的导引柱。正反转传动机构包括滚筒旋转电机、安 装轴和安装架，滚筒旋转电机安装于机架的底板，安装轴上套设有若干带轮且通过皮带与 滚筒旋转电机连接。皮带传动机构，固定于机架的侧板，包括皮带承接架、皮带驱动电机和 皮带，皮带承接架的两侧设置有皮带转轴，两皮带转轴通过皮带形成皮带传动，皮带承接架 上开设有位于两皮带之间的滚筒槽，皮带驱动电机与皮带转轴形成皮带传动。顶升机构包 括顶升架、刹车电机、第一传动部装和第二传动部装。顶升架位于皮带承接架的下方，顶升 架的四角分别设置有可沿导引柱上下移动的弧形导引槽，顶升架的底板连接有顶升块；刹 车电机、第一传动部装和第二传动部装均安装于底板上；第一传动部装和第二传动部装上 设置有抵顶顶升块的凸轮，刹车电机与第一传动部装形成链条传动，第一传动部装与第二 传动部装形成链条传动。传感器安装于皮带承接架，感应图书信息，并且将图书信息传递给 PLC控制装置的中央处理器；传感器感应RFID给出的图书到位信息，如果该信息符合本单 元分拣信息，中央处理器发出指令驱动升降机构的刹车电机和正反传动机构的旋转电机； 滚筒由凸轮抵顶顶升块穿过滚筒槽且高于皮带上端面，PLC控制装置的中央处理器给与指 令驱动正反转电机而使得滚筒正反转；若不符合，图书继续传递。 所述顶升架底板的四角分别开设有凹槽，所述顶升块为深沟球轴承，深沟球轴承 旋转连接于凹槽的侧壁。 所述顶升架的底板开设有两相对的长的凹槽，所述顶升块为凸轮型轴承，所述轴 承的两端旋转连接于凹槽的侧壁。 —种图书分拣装置包括机架、正反转传动机构、皮带传动机构、顶升机构和传感 器。机架包括底板和侧板，侧板上设置有四个弧形的导引柱。正反转传动机构包括滚筒旋 转电机、安装轴和安装架，滚筒旋转电机安装于机架的底板，安装轴上套设有若干带轮且通 过皮带与滚筒旋转电机连接。皮带传动机构，固定于机架的侧板，包括皮带承接架、皮带驱 动电机和皮带，皮带承接架的两侧设置有皮带转轴，两皮带转轴通过皮带形成皮带传动，皮 带承接架上开设有位于两皮带之间的滚筒槽，皮带驱动电机与皮带转轴形成皮带传动。顶 升机构包括顶升架、刹车电机、第一传动部装和第二传动部装。顶升架位于皮带承接架的下 方，顶升架的四角分别设置有可沿导引柱上下移动的弧形导引槽，顶升架的底板连接有顶 升块；刹车电机、第一传动部装和第二传动部装均安装于底板上；第一传动部装和第二传 动部装上设置有抵顶顶升块的凸轮，刹车电机与第一传动部装形成链条传动，第一传动部 装与第二传动部装形成链条传动。传感器安装于皮带承接架，感应图书信息，并且将图书信 息传递给PLC控制装置的中央处理器；传感器感应RFID给出的图书到位信息，如果该信息符合本单元分拣信息，中央处理器发出指令驱动升降机构的刹车电机和正反传动机构的旋
转电机；滚筒由凸轮抵顶顶升块穿过滚筒槽且高于皮带上端面，PLC控制装置的中央处理
器给与指令驱动正反转电机而使得滚筒正反转；若不符合，图书继续传递。 所述顶升架的底板开设有四个凹槽，所述顶升块为深沟球轴承，深沟球轴承旋转
连接于凹槽的侧壁。 所述顶升架的底板开设有两相对的狭长的凹槽，所述顶升块为凸轮型轴承，所述
轴承的两端旋转连接于凹槽的侧壁。 本实用新型的有益效果 本实用新型通过防跑偏装置的带轮使得皮带位于带轮的凹槽内，且防跑偏装置设 置于第一传动轴和第二传动轴之间，使得皮带具有四个支撑点，限制皮带的运动轨迹，从 而，避免皮带跑偏而夹住图书的纸张而毁坏图书；再者，当图书运动至分拣装置时，PLC控 制装置的中央处理器判断该图书应该在相应的分拣装置处被分拣，PLC控制装置给与指令 而驱动刹车电机，刹车电机驱动顶升机构的凸轮抵顶顶升块使得滚筒的上端面高于传送皮 带的上端面，且PLC控制装置给与指令使得皮带驱动电机停止运动，进一步避免分拣装置 的皮带夹住图书的纸张而毁坏图书。
图1为本实用新型图书分拣机的立体图； 图2为本实用新型图书还书装置的立体图； 图3为本实用新型图书还书装置的立体分解图； 图4为本实用新型图书分拣装置的立体图； 图5为本实用新型图书分拣装置的立体分解图； 图6为本实用新型图书分拣机的正反转机构和顶升机构的组合示意图； 图7为本实用新型图书分拣机的顶升机构的立体分解图； 图8为图7中顶升机构的驱动装置的立体分解图； 图9为本实用新型图书分拣机的正反转机构的立体分解图； 图10为本实用新型图书分拣机的皮带传动机构的立体分解图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。 请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型的图书分拣机包括图书还书装置1、 图书分拣装置2和PLC控制装置3。 请参阅图1、图2和图3，图书还书装置1包括支撑架11、驱动电机12、半圆形门 13、门控电机14、防跑偏装置15、RFID模块、盖板16和护盖17。 支撑架11呈框架结构，包括座体111和两支臂112，两支臂112安装于座体111上 端的相对两侧。两支臂112之间平行设置有第一传动轴113和第二传动轴114，第一传动轴 113和第二传动轴114的两端分别与所述支臂112旋转连接并由第一皮带115形成皮带传 动。 驱动电机12设置于支撑架11的座体111上，驱动电机12的转轴通过第二皮带与第一传动轴113连接，形成皮带传动。 半圆形门13安装于支撑架11的支臂112上。 门控制电机14设置于支撑架11的支臂112上，门控制电机14的旋转轴141与半 圆形门13的轴131连接，门控制电机14控制半圆形门13的开与关。 防跑偏装置15包括两旋转杆151和带轮152。旋转杆151平行设置并与所述支臂 112旋转连接。所述带轮152套设于旋转杆151，每一旋转杆151上的带轮152个数与第一 皮带115的条数相等，第一皮带115位于带轮152的槽内。 RFID模块设置于支撑架11上且位于第一皮带115的上方，用以读取图书信息，并
将图书信息传递给PLC控制装置3的中央处理器31。 盖板16的两端与所述支臂112连接，用以遮蔽支撑架11。 护盖17的两端与所述支臂112相连接，用以遮蔽半圆形门13。护盖17位于盖板 16的前方，护盖17的两端开设有通孔171，半圆形门13的轴131穿过该通孔171与门控制 电机14的转轴141连接。 请参阅图4、图5和图6，图书分拣装置2包括机架21、顶升机构22、正反转传动机 构23、皮带传动机构24和传感器25。 请参阅图4和图5，机架21包括底板211和侧板212，侧板212上设置有四个弧形 的导引柱213。 请参阅图5、图7和图8，顶升机构22包括刹车电机221、第一传动部装222、第二 传动部装223、顶升架224和顶升块225。 刹车电机221两侧分别设置有第一传动部装222和第二传动部装223，刹车电机 221的转轴上设置有齿轮2211。 第一传动部装222包括两第一轴承座2221、两第一凸轮2222、第一轴承杆2223、 第一齿轮2224和第二齿轮2225。两轴承座2221、两第一凸轮2222、第一齿轮2224穿设于 第一轴承杆2223，其中，第一齿轮2224和第二齿轮2225位于第一轴承杆2223两端。两轴 承座2221分别靠近第一齿轮2224和第二齿轮2225设置。两第一凸轮2222位于两轴承座 2221之间。第一齿轮2224与刹车电机221的齿轮2211形成链条传动。第一齿轮2224与 刹车电机221的齿轮2211也可以形成皮带传动。 第二传动部装223包括两第二轴承座2231、两第二凸轮2232、第二轴承杆2223 、第 三齿轮2234和第四齿轮2235，两第二轴承座2231、两凸轮2232、第三齿轮2234和第四齿轮 2235在第二轴承杆2223上的排列与两第一轴承座2211、两第一凸轮2212、第一齿轮2214 和第二齿轮2215在第一轴承杆2213上的排列相同。第三齿轮2234与第二齿轮2215形成 链条传动。当然，第三齿轮2234与第二齿轮2215也可以形成皮带传动。 顶升架224包括底板2241 ，底板2241上设置有顶升块225。在本实施例中，顶升 块225为深沟球轴承，所述底板2241上开设有转轴孔2242，所述深沟球轴承两端旋转连接 于转轴孔2244的侧壁。所述顶升块也可以为凸轮型轴承。所述底板2241上也可以开设两 相对的狭长的凹槽，凸轮型轴承的两端旋转连接于通槽的侧壁。顶升架224的一侧延伸有 一安装座2243，在本实施例中，安装座2243为具有凹槽2244的侧板。顶升架224上设置有 可沿导引柱213上下移动的弧形导引槽2245 请参阅图5和图9，正反转传动机构23包括滚筒旋转电机231、安装轴232、滚筒安装架233和若干滚筒234。 滚筒旋转电机231安装在机架21的底板211上。 安装轴232安装在顶升架224的安装座2244上，在本实施例中，安装轴232的两 端安装于凹槽2244内。 滚筒安装架233包括四条支腿2331、两平板2332和滚筒部装2333。四条支腿 2331安装于顶升架224的底板2241的四角。平板2332安装于支腿2331上。若干滚筒部 装2333安装于平板2332上，每一滚筒部装2333上开设有安装孔23331，平板2332两端顶 设置有可沿导引柱213上下移动的弧形导引槽2234。 每一平板2232上的滚筒部装2333的数量与滚筒234的数量相等，滚筒234的一 端安装有滚筒带轮2341，在本实施例中，第一连接头2345的一端连接于滚筒234的一端， 另外一端穿过一侧的滚筒部装2333的安装孔23331后与滚筒带轮2341连接。第二连接头 2346 —端与滚筒234另外一端连接，第二连接头2346的另外一端穿过另外一侧的滚筒部装 2333的安装孔23331旋转连接。 滚筒旋转电机231与安装轴232通过235形成皮带传动，安装轴232通过皮带连 接于滚筒带轮2341与滚筒234形成皮带传动。 请参阅图5和图IO，皮带传动机构24包括皮带承接架241、皮带驱动电机242和 安装块243。皮带承接架241通过安装块243安装于机架21的侧板212，皮带承接架241 位于顶升架224的上方。皮带承接架24沿其长度方向开设有皮带槽2411和滚筒槽2412， 皮带承接架24的两侧设置有两相对的皮带转轴244。皮带转轴244上套设有若干皮带轮 245，其中一皮带转轴244上还套设有一从动轮246，皮带轮245上套设有皮带247。皮带驱 动电机242安装在机架21的底板211上，通过皮带247与从动轮246连接，从而，使得从动 轮246形成皮带传动。传感器25安装于机架21，感应图书信息。 PLC控制装置3包括中央处理器31， PLC控制装置与图书还书装置l和图书分拣 装置2的电机电连接。该系统PLC控制装置3适用种类包含如下AB，西门子，欧姆龙，三 菱等。主要特征l.本系统适用于PLC集中式或分散式控制方式(CONTROL NET, DEVICE NET， PR0-BUS， CC-LINK等总线控制方式)2.每个单元均可模块化操作(远程I/O站或本地 站。)3.对于通讯方式可采用以太网，RS-232，RS-485等。4.上位机可采用HMI，西门子的 WINCC等。在本实施例中，PLC控制装置3使用的是三菱微型可编程控制器FX1N-24MR。 本实用新型的工作过程如下 首先，读者通过本实用新型的图书还书装置的人机界面，按照提示操作，PLC控制 装置3的中央处理器31接收这一操作信息，从而，驱动门控制电机14转动而打开半圆形门 13。 然后，还书者将图书放入还书装置入口，通过按钮启动，使得图书顺利到达RFID 模块下方，此时，PLC控制装置3的中央处理器31发出指令使得驱动电机停止运转，图书被 安装的RFID模块扫描，同时，RFID模块把图书信息传递给LC控制装置3的中央处理器31 。 再次，图书传输至图书分拣装置2时，图书分拣装置2的传感器25感应图书到位 信息后，PLC控制模块3的中央处理器31根据传感器25的信息判断是否分拣或者继续传 送图书；如果该图书符合本单元分拣条件，则该PLC控制装置3的中央处理器31发出指令驱动顶升机构22的电机转动，顶升机构22的电机驱动凸轮2222转动而使得凸轮2222抵 顶顶升块225，从而，顶升机构23上升而使得安装于顶升架的滚筒的上端面高于传动皮带 的上端面，然后，PLC控制装置3的中央处理器根据图书分拣口的方向而驱动电机正传或者 反转。从而将图书从相应的分拣口分流出。如果图书信息符合本单元分拣条件，PLC控制 装置3的中央处理器31发出指令给皮带传动机构24，皮带传动机构24继续传送图书。 本实用新型还可以将几台图书分拣装置组合在一起而根据实际需求进行扩增，从 而，得到相应数量的图书分拣口 ，分拣灵活、实用。
权利要求一种图书分拣机，包括图书还书装置、图书分拣装置和PLC控制装置，PLC控制装置包括中央处理器，图书还书装置包括支撑架，包括座体、相对安装于座体两侧的支臂、第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴和第二传动轴相互平行且与所述支臂旋转连接，并由第一皮带形成皮带传动；驱动电机，设置于座体，由第二皮带与第一传动轴形成皮带传动；半圆形门，安装于所述支臂上；门控制电机，设置于所述支臂上，门控制电机的旋转轴与半圆形门连接；RFID模块，设置于支撑架上且位于第一皮带的上方，用以读取图书信息，并将图书信息传递给PLC控制装置的中央处理器；图书分拣装置包括机架，包括底板和侧板，侧板上设置有四个弧形的导引柱；正反转传动机构，包括滚筒旋转电机、安装轴和安装架，滚筒旋转电机安装于机架的底板，安装轴上套设有若干带轮且通过皮带与滚筒旋转电机连接；皮带传动机构，固定于机架的侧板，包括皮带承接架、皮带驱动电机和皮带，皮带承接架的两侧设置有皮带转轴，两皮带转轴通过皮带形成皮带传动，皮带承接架上开设有位于两皮带之间的滚筒槽，皮带驱动电机与皮带转轴形成皮带传动；其特征在于图书还书装置还包括防跑偏装置，防跑偏装置包括两端旋转连接于支臂的旋转杆和具有凹槽的带轮，所述带轮套设于旋转杆，每一旋转杆上的带轮个数与第一皮带的条数相等，所述第一皮带位于带轮的槽内；图书分拣装置还包括顶升机构，包括顶升架、刹车电机、第一传动部装和第二传动部装；顶升架位于皮带承接架的下方，顶升架的四角分别设置有可沿导引柱上下移动的弧形导引槽，顶升架的底板连接有顶升块；刹车电机、第一传动部装和第二传动部装均安装于底板上；第一传动部装和第二传动部装上设置有抵顶顶升块的凸轮，刹车电机与第一传动部装形成链条传动，第一传动部装与第二传动部装形成链条传动；传感器，安装于皮带承接架，感应图书信息，并且将图书信息传递给PLC控制装置的中央处理器；传感器感应RFID模块给出的图书到位信息，如果该信息符合本单元分拣信息，中央处理器发出指令驱动升降机构的刹车电机和正反传动机构的旋转电机；滚筒由凸轮抵顶顶升块穿过滚筒槽且高于皮带上端面，PLC控制装置的中央处理器给与指令驱动正反转电机而使得滚筒正反转；若不符合，图书继续传递。
2. 如权利要求1所述的图书分拣机，其特征是所述顶升架底板的四角分别开设有凹 槽，所述顶升块为深沟球轴承，深沟球轴承旋转连接于凹槽的侧壁。
3. 如权利要求1所述的图书分拣机，其特征是所述顶升架的底板开设有两相对的狭 长的凹槽，所述顶升块为凸轮型轴承，所述轴承的两端旋转连接于凹槽的侧壁。
4. 一种图书分拣装置，包括机架，包括底板和侧板，侧板上设置有四个弧形的导引柱；正反转传动机构，包括滚筒旋转电机、安装轴和安装架，滚筒旋转电机安装于机架的底 板，安装轴上套设有若干带轮且通过皮带与滚筒旋转电机连接；皮带传动机构，固定于机架的侧板，包括皮带承接架、皮带驱动电机和皮带，皮带承接 架的两侧设置有皮带转轴，两皮带转轴通过皮带形成皮带传动，皮带承接架上开设有位于 两皮带之间的滚筒槽，皮带驱动电机与皮带转轴形成皮带传动；其特征在于图书分拣装置还包括顶升机构，包括顶升架、刹车电机、第一传动部装和第二传动部装；顶升架位于皮带承 接架的下方，顶升架的四角分别设置有可沿导引柱上下移动的弧形导引槽，顶升架的底板 连接有顶升块；刹车电机、第一传动部装和第二传动部装均安装于底板上；传动部装上设 置有抵顶顶升块的凸轮，刹车电机与第一传动部装形成链条传动，第一传动部装与第二传 动部装形成链条传动；传感器，安装于皮带承接架，感应图书信息，并且将图书信息传递给PLC控制装置的中 央处理器；传感器感应RFID给出的图书到位信息，如果该信息符合本单元分拣信息，中央 处理器发出指令驱动升降机构的刹车电机和正反传动机构的旋转电机；滚筒由凸轮抵顶顶 升块穿过滚筒槽且高于皮带上端面，PLC控制装置的中央处理器给与指令驱动正反转电机 而使得滚筒正反转；若不符合，图书继续传递。
5. 如权利要求4所述的图书分拣机，其特征是所述顶升架的底板开设有四个凹槽，所 述顶升块为深沟球轴承，深沟球轴承旋转连接于凹槽的侧壁。
6. 如权利要求4所述的图书分拣机，其特征是所述顶升架的底板开设有两相对的狭 长的凹槽，所述顶升块为凸轮型轴承，所述轴承的两端旋转连接于凹槽的 侧壁。
专利摘要一种图书分拣机包括图书还书装置、图书分拣装置和PLC控制装置。图书还书装置包括支撑架、驱动电机、半圆形门、门控制电机、防跑偏装置和RFID模块。图书分拣装置包括机架、正反转传动机构、皮带传动机构、顶升机构和传感器。本实用新型通过防跑偏装置限制皮带的运动轨迹，从而，避免皮带跑偏而夹住图书的纸张而毁坏图书；通过PLC控制装置驱动顶升机构的凸轮抵顶顶升块使得滚筒的上端面高于传送皮带的上端面，进一步避免分拣装置的皮带夹住图书的纸张而毁坏图书。
文档编号G05B19/05GK201454869SQ20092007345
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者吴末章, 汪建波, 王伟峰 申请人:上海同锐工业自动化设备有限公司