专利名称：可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图书处理装置，尤其是一种可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置。
背景技术：
现有图书馆中，为提高借还书的效率，往往设置自助式还书机或者类似装置，便于读者的还书操作。但目前已知的自助式还书机存在以下缺陷1)功能单一，紧紧局限于图书的归还功能，难以满足图书馆更多方面的功能要求；2)机械结构复杂，可靠性差，工作效率低下，制造成本过高，不利于在图书馆的推广使用。公共图书作为传播媒介，会不断地在读者之间传递。在人们翻阅图书时，会在图书上留下细菌等污染物。尤其是图书馆中的图书，有着广泛的阅读者，流通的范围很广而且流通速度很快。流通图书由于频繁往返于各类人群之手、不同的环境之间，沾染了很多的致病菌，极易成为携带病原菌的载体，加之在书库存放期间滋生的各类微生物致病菌，这个“隐形杀手”在令人无法察觉地传播致病菌，危害读者和图书馆工作人员的健康。因而，需要在图书馆中设置消毒装置，为图书消毒。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置，以解决现有图书馆自助还书装置功能单一、消毒不方便的问题。本发明为解决技术问题采用以下技术方案。可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置，其结构特点是，包括还书机构、 底板、回转书架和控制装置，所述底板上设有分拣书箱和传动箱；所述还书机构包括用于扫描图书条形码的条形码扫描仪；所述传动箱之内设有由所述控制装置来控制的驱动装置和传动装置，所述驱动装置和传动装置用于带动回转书架围绕主轴旋转；所述回转书架上设置有转动书箱，所述转动书箱内设有可调书架和翻页消毒机构，所述可调书架上设有压力传感器，所述翻页消毒机构用于对放置于可调书架上的图书进行翻页并消毒；所述转动书箱的底部设有可以转动以使经过翻页消毒后的图书能掉落进入分拣书箱内的翻板，所述翻板与翻转机构相连接；所述还书机构、驱动装置、压力传感器和翻页消毒机构均与所述控制装置相连接。本发明的可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置的结构特点也在于所述底板上设有6个箱位；所述6个箱位以均勻地分布在同一个圆周上的方式布置，所述圆周的中心位于所述回转书架的回转中心线上；所述底板上设有5个分拣书箱，每个分拣书箱占用一个箱位，即所述5个分拣书箱占用所述6个箱位之中的5个。所述底板的底部设有四个脚轮。所述翻页消毒机构包括有消毒装置和图书翻页装置；消毒装置包括紫外灯和臭氧发生装置；所述图书翻页装置包括电机、小齿轮、大齿轮、摇杆、第一连杆、棘轮、摩擦轮、棘爪、制动爪和翻书指爪；所述小齿轮安装于所述电机的输出轴上，大齿轮与小齿轮相啮合； 所述第一连杆的一端与所述大齿轮相连接，所述第一连杆的另一端与所述摇杆的一端相连接；所述摇杆上设置有棘爪，由所述棘爪驱动所述棘轮转动；所述制动爪的一端卡在所述棘轮的轮齿内以避免棘轮由于惯性转动角度过大；所述摩擦轮与所述棘轮同轴设置并随着棘轮的转动而转动；所述摩擦轮一侧轮面上设有多个沿所述轮面的周向均勻分布的翻书指爪，所述翻书指爪用于翻动放置于所述可调书架上的图书的书页；在图书翻页装置翻动图书的书页时，由所述紫外灯和臭氧发生装置为所述图书消毒。所述翻转机构包括气缸、滑块、第二连杆和L形板；所述气缸的活塞上设有滑槽， 所述滑块设于所述滑槽之内；所述第二连杆的一端与所述滑块相连接，所述第二连杆的另一端与所述L形板相固定连接；所述L形板与所述翻板相固定连接；所述气缸与所述控制装置相连接并由控制装置来控制开启与关闭。所述驱动装置为调速电机，所述传动装置包括联轴器、蜗杆、蜗轮、传动轴、主动齿轮、从动齿轮和主轴；所述蜗杆通过联轴器与所述调速电机的输出轴相连接，所述蜗轮与蜗杆相啮合；所述蜗轮和所述主动齿轮均套设于所述传动轴上；所述从动齿轮与所述主动齿轮相啮合，从动齿轮套设于所述主轴上，通过锁紧螺钉将主轴与所述回转支撑板紧固在一起，所述回转支撑板与所述回转书架相固定连接。所述分拣书箱的内壁上设有紫外灯和臭氧发生装置；在所述分拣书箱的底部设有减震垫，所述减震垫内设有减震弹簧。所述分拣书箱的内壁上涂覆有一层光触媒涂层。所述分拣书箱的内壁上涂覆的光触媒涂层为掺杂纳米二氧化锰0. 3% 0. 6%与纳米氧化银 3%的纳米二氧化钛干凝胶。与已有技术相比，本发明有益效果体现在1)现在的图书馆规模很大，特别是高校的图书馆，存在多个校区多个分馆。图书处理的一体化装置，可以让读者在任何分馆完成还书过程，给读者带来极大的方便。同时，图书处理的一体化装置具有自动分拣的功能，依据图书藏书分馆和书库进行分拣分类，方便了图书馆员对图书的管理。由于设计了图书翻页机构和消毒机构，在翻页的同时进行消毒， 提高了消毒效果。杀灭了大部分微生物、致病菌，保护了读者和图书馆工作人员的健康，且可保护书籍，提高书籍使用寿命。2)本发明的一体化装置能自动地完成还书、消毒和分拣三项工作，可减轻馆员对还书的工作负担，使其有更充裕的时间执行其它重要工作，更加提升图书馆服务品质，同时还能使得读者自我掌控还书的时间，节省读者还书时排队等候时间。3)图书处理的一体化装置结构合理，制造成本低，自动化程度高。读者只要完成扫描，把图书放置到书架上即可。本发明的一体化图书处理装置，可自动地完成图书的还书、消毒和分拣流程，操作极为方便，消毒效果好，提高了图书管理的自动化水平，减轻看图书馆管理人员的劳动强度，节约读者的还书时间，提高了了图书的管理和保护工作的工作效率，制造成本低。
图1为本发明的一体化图书处理装置的剖视图。图2为本发明的一体化图书处理装置的俯视图。图3为本发明的一体化图书处理装置的驱动装置和传动装置的结构示意图。图4为本发明的一体化图书处理装置的转动书箱的结构示意图。图5为本发明的一体化图书处理装置的转动书箱的俯视图。图6为本发明的一体化图书处理装置的图书翻页装置的结构示意图。附图1 附图6中标号1底板，2回转书架，3分拣书箱，4传动箱，5驱动装置，6 主轴，7转动书箱，8可调书架，9压力传感器，10图书，11翻板，12脚轮，13紫外灯，14臭氧发生装置，15电机，16小齿轮，17大齿轮，18摇杆，19第一连杆，20棘轮，21摩擦轮，22棘爪， 23制动爪，24翻书指爪，25气缸，26滑块，27第二连杆，28L形板，29联轴器，30蜗杆，31蜗轮，32传动轴，33主动齿轮，34从动齿轮，35锁紧螺钉，36回转支撑板，37减震垫，38减震弹簧，39光触媒涂层，40调节螺母，41盖板，42调节杆。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施例方式参见图1 附图6，可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置，包括还书机构、底板1、回转书架2和控制装置，所述底板1上设有分拣书箱3和传动箱4 ；所述还书机构包括用于扫描图书条形码的条形码扫描仪；所述传动箱4之内设有由所述控制装置来控制的驱动装置5和传动装置，所述驱动装置和传动装置用于带动回转书架2围绕主轴6旋转；所述回转书架2上设置有转动书箱7，所述转动书箱7内设有可调书架8和翻页消毒机构，所述可调书架8上设有压力传感器9，所述翻页消毒机构用于对放置于可调书架 8上的图书10进行翻页并消毒；所述转动书箱7的底部设有可以转动以使经过翻页消毒后的图书10能掉落进入分拣书箱3内的翻板11，所述翻板11与翻转机构相连接；所述还书机构、驱动装置5、压力传感器9和翻页消毒机构均与所述控制装置相连接。读者使用还书机构的条形码扫描仪对需要还的图书进行扫描，扫描结束以后把图书放置在所述转动书箱的可调书架上。还书机构通过条形码扫描仪获取所还的图书的信息，其中包括该图书的分类信息，并将所述分类信息发送给控制装置。图书压在压力传感器上，压力传感器将信号传递给控制装置，有控制装置发送信号启动驱动装置，驱动装置通过传动装置带动转动书架开始转动。转动书箱的初始位置位于其中一个分拣书箱的正上方，转动书架每次转动60°，恰好使得转动书箱位于另一个分拣书箱的正上方。控制装置根据图书的分类信息，控制回转书架旋转到确定角度定位后把图书输送到指定位置，将转动书箱移动至图书指定的分拣书箱的上方。在转动书架转动的同时，控制装置启动翻页消毒机构，由图书翻页装置对图书进行翻页，在翻页的同时由紫外灯对图书进行消毒。当翻页消毒操作完成以后，由控制装置驱动翻转机构的气缸，气缸带动滑块和第二连杆，拉动翻板，翻板转动后图书从转动书箱内落下，掉入分拣书箱之内，从而完成图书的还书、消毒和分拣等三个流程。控制装置采用PLC控制，控制流程顺序为启动——回转分拣——翻页——消毒—— 入库——返回。当回转书架转动时，当转动书箱转动到某一个分拣书箱之上时，转动书箱恰好位
6于分拣书箱的正上方，以使得翻板转动时，消毒后的书籍能够恰好掉落于所述分拣书箱之内。分拣书箱上有标签，标识清楚该分拣书箱属于哪个分馆或书库的藏书。当图书放满后盖上箱盖，由管理人员送到指定书库或图书分馆。本发明的一体化图书处理装置，可自动地完成图书的还书、消毒和分拣流程，操作极为方便，提高了图书管理的自动化水平，减轻看图书馆管理人员的劳动强度，提高了了图书的管理和保护工作的工作效率。所述底板1上设有6个箱位；所述6个箱位以均勻地分布在同一个圆周上的方式布置，所述圆周的中心位于所述回转书架2的回转中心线上；所述底板1上设有5个分拣书箱3，每个分拣书箱3占用一个箱位即，所述5个分拣书箱占用所述6个箱位之中的5个。 分拣书箱的6个箱位围绕所述回转书架的转动中心线，均勻地布置在一个圆周上，两个相邻箱位的中心与所述回转书架的转动中心线的连线的夹角为60°，即当转动书箱恰好位于其中一个分拣书箱的正上方的时候，要将该转动书箱移动至相邻的分拣书箱的正上方，需要转动书架转动60°。根据图书的分类信息，将转动书箱转动至相应的分拣书箱正上方时， 翻转机构带动翻板翻转，图书落下掉入分拣书箱。图书管理员把分拣书箱内的图书运送至相应的书架，进行摆放。这样一来，图书管理员就省去了图书分类工作，减轻了管理人员的劳动强度，同时提高了图书管理的效率。所述底板1的底部设有四个脚轮12。通过底板底部设置的脚轮，使得本发明的一体化装置能够很方便地移动。所述翻页消毒机构包括有消毒装置和图书翻页装置；消毒装置包括紫外灯13和臭氧发生装置14 ；所述图书翻页装置包括电机15、小齿轮16、大齿轮17、摇杆18、第一连杆 19、棘轮20、摩擦轮21、棘爪22、制动爪23和翻书指爪M ；所述小齿轮16安装于所述电机 15的输出轴上，大齿轮17与小齿轮16相啮合；所述第一连杆19的一端与所述大齿轮17相连接，所述第一连杆19的另一端与所述摇杆18的一端相连接，所述摇杆的另一端连接在棘轮的中心转轴上；所述摇杆18上设置有棘爪22，由所述棘爪22驱动所述棘轮20转动；所述制动爪23的一端卡在所述棘轮20的轮齿内以避免棘轮20由于惯性转动角度过大；所述摩擦轮21与所述棘轮20同轴设置并随着棘轮20的转动而转动；所述摩擦轮21 —侧轮面上设有多个沿所述轮面的周向均勻分布的翻书指爪M，所述翻书指爪M用于翻动放置于所述可调书架8上的图书10的书页；在图书翻页装置翻动图书10的书页时，由所述紫外灯 13和臭氧发生装置14为所述图书10消毒。电机通过大小齿轮构成的变速齿轮副的减速驱动第一连杆，并驱动摇杆往复摆动，摇杆驱动棘爪插入棘轮齿槽中从而驱动棘轮转动，摩擦轮和棘轮同轴因而二者同步转动，摩擦轮的圆周上分布的翻书指爪摆动并与书页接触利用摩擦完成翻书动作。翻页装置起动的同时，紫外灯打开，臭氧发生装置开始释放臭氧，通过紫外光和臭氧进行消毒，翻页过程中消毒装置自动实现图书的消毒过程，以保证能够全面有效的完成杀菌消毒工作。摩擦轮转动时，翻书指爪摆动与书页接触利用摩擦完成翻书动作，在翻动书页的同时进行消毒，因而能够对每一页的书页进行消毒，消毒比较彻底。图书翻页装置由于采用了棘轮棘爪，可实现周期性的间歇运动，即完成一次翻页动作后，短时间停留，再完成下一次翻书动作。所述可调书架的位置，可通过调节螺母40和调节杆42来调节，从而调整支架的倾斜角度，进而实现图书放置角度的调整。
所述翻转机构包括气缸25、滑块沈、第二连杆27和L形板观；所述气缸25的活塞上设有滑槽，所述滑块26设于所述滑槽之内；所述第二连杆27的一端与所述滑块沈相连接，所述第二连杆27的另一端与所述L形板观相固定连接；所述L形板观与所述翻板 11相固定连接；所述气缸25与所述控制装置相连接并由控制装置来控制开启与关闭。通过气缸控制翻板的翻动，结构简单易实现，操作方便。气缸活塞向左运动时，带动滑块和第二连杆运动，拉动L形板，使翻板顺时针翻转90°，翻板迅速打开，图书落入下面的具有缓冲减振功能的储存书箱。气缸活塞向右运动，带动滑块和第二连杆运动，拉动L形板，使翻板逆时针翻转90°，翻板迅速关闭。所述驱动装置5为调速电机，所述传动装置包括联轴器四、蜗杆30、蜗轮31、传动轴32、主动齿轮33、从动齿轮34和主轴6 ；所述蜗杆30通过联轴器四与所述调速电机15 的输出轴相连接，所述蜗轮31与蜗杆30相啮合；所述蜗轮31和所述主动齿轮33均套设于所述传动轴32上；所述从动齿轮34与所述主动齿轮33相啮合，从动齿轮34套设于所述主轴6上，通过锁紧螺钉35将主轴与所述回转支撑板36紧固在一起，所述回转支撑板36与所述回转书架2相固定连接。所述回转书架的中心部位设有空腔，所述空腔的底部为所述回转支撑板，锁紧螺钉设于所述空腔内并将所述回转支撑板与主轴紧固在一起，所述空腔的上方设有盖板41，以将空腔密封。回转书架为可分度转位的回转机构，采用调速电机作为驱动装置，转动速度可通过电机转速控制，调速电机通过蜗轮副、齿轮副进行减速，带动回转书架实现分度回转运动。当回转书架接近所要分度的角度时通过行程开关发出信号，回转书架停止运转，由插销定位机构进行定位。回转书架转速可实现调速控制，转速5 20r/ min，低转速避免冲击碰撞。所述分拣书箱3的内壁上设有紫外灯13和臭氧发生装置14 ；在所述分拣书箱3的底部设有减震垫37，所述减震垫37内设有减震弹簧38。分拣书箱内的紫外灯和臭氧发生装置可对图书进行再次消毒，能够进一步地对图书进行消毒，可提高消毒的效果。分拣书箱底部设有减震垫。减震垫以细钢丝为骨架，外面是一定厚度面料，内部均布弹簧，棉花为填充物。由减震垫内的减震弹簧实现缓冲，减缓图书下落的冲击力，可使得图书落下时不至于摔坏，同时也避免了图书在随储存书箱运输过程中对图书的损坏，能够更好地保护图书，延长图书的使用寿命。所述分拣书箱3的内壁上涂覆有一层光触媒涂层39。所述分拣书箱3的内壁上涂覆的光触媒涂层39为掺杂纳米二氧化锰0.3% 0.6%与纳米氧化银 3%的纳米二氧化钛干凝胶。光触媒涂层在紫外线的作用下，产生强烈催化降解功能，能杀死附着在图书上面的细菌和微生物，有效地保护书籍不受侵害， 降低疾病传播的几率。未能完全杀死的细菌可通过吸附剂进行捕捉，以达到彻底净化。储存书箱安装有臭氧发生装置，释放的臭氧可对保存的图书进一步消毒。储存书箱备有箱盖， 当图书放满后盖上箱盖，由管理人员将图书放入书架。虽然本发明已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本发明的范围只局限于上述的结构，只要被本的发明权利要求所覆盖的结构均在保护范围之内。本技术领域的技术人员在阅读上述的说明后可很容易地发展出的等效替代结构，在不脱离本发明之精神与范围下所作之均等变化与修饰，皆应涵盖于本发明保护范围之内。
权利要求
1.可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置，其特征是，包括还书机构、底板 (1)、回转书架( 和控制装置，所述底板(1)上设有分拣书箱C3)和传动箱；所述还书机构包括用于扫描图书条形码的条形码扫描仪；所述传动箱(4)之内设有由所述控制装置来控制的驱动装置( 和传动装置，所述驱动装置和传动装置用于带动回转书架O)围绕主轴(6)旋转；所述回转书架(2)上设置有转动书箱(7)，所述转动书箱(7)内设有可调书架(8)和翻页消毒机构，所述可调书架(8)上设有压力传感器(9)，所述翻页消毒机构用于对放置于可调书架(8)上的图书(10)进行翻页并消毒；所述转动书箱(7)的底部设有可以转动以使经过翻页消毒后的图书(10)能掉落进入分拣书箱(3)内的翻板(11)，所述翻板(11)与翻转机构相连接；所述还书机构、驱动装置(5)、压力传感器(9)和翻页消毒机构均与所述控制装置相连接。
2.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述底板(1)上设有6个箱位；所述6个箱位以均勻地分布在同一个圆周上的方式布置，所述圆周的中心位于所述回转书架O)的回转中心线上；所述底板(1)上设有5个分拣书箱(3)，每个分拣书箱(3)占用一个箱位。
3.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述底板(1)的底部设有四个脚轮(12)。
4.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述翻页消毒机构包括有消毒装置和图书翻页装置；消毒装置包括紫外灯(1 和臭氧发生装置(14)；所述图书翻页装置包括电机(15)、小齿轮(16)、大齿轮(17)、摇杆(18)、第一连杆(19)、棘轮(20)、摩擦轮(21)、棘爪(22)、制动爪(23)和翻书指爪(24)；所述小齿轮(16)安装于所述电机(15) 的输出轴上，大齿轮(17)与小齿轮(16)相啮合；所述第一连杆(19)的一端与所述大齿轮 (17)相连接，所述第一连杆(19)的另一端与所述摇杆(18)的一端相连接；所述摇杆(18) 上设置有棘爪0 ，由所述棘爪02)驱动所述棘轮OO)转动；所述制动爪的一端卡在所述棘轮OO)的轮齿内以避免棘轮OO)由于惯性转动角度过大；所述摩擦轮与所述棘轮OO)同轴设置并随着棘轮OO)的转动而转动；所述摩擦轮—侧轮面上设有多个沿所述轮面的周向均勻分布的翻书指爪(M)，所述翻书指爪04)用于翻动放置于所述可调书架(8)上的图书(10)的书页；在图书翻页装置翻动图书(10)的书页时，由所述紫外灯(13)和臭氧发生装置(14)为所述图书(10)消毒。
5.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述翻转机构包括气缸 (25)、滑块( )、第二连杆(XT)和L形板08)；所述气缸0 的活塞上设有滑槽，所述滑块06)设于所述滑槽之内；所述第二连杆07)的一端与所述滑块06)相连接，所述第二连杆、2Τ)的另一端与所述L形板08)相固定连接；所述L形板08)与所述翻板(11)相固定连接；所述气缸0 与所述控制装置相连接并由控制装置来控制开启与关闭。
6.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述驱动装置( 为调速电机，所述传动装置包括联轴器09)、蜗杆(30)、蜗轮(31)、传动轴(3 、主动齿轮(3 、从动齿轮(34)和主轴(6)；所述蜗杆(30)通过联轴器09)与所述调速电机(1 的输出轴相连接，所述蜗轮(31)与蜗杆(30)相啮合；所述蜗轮(31)和所述主动齿轮(3 均套设于所述传动轴(3 上；所述从动齿轮(34)与所述主动齿轮(3 相啮合，从动齿轮(34)套设于所述主轴(6)上，通过锁紧螺钉(3 将主轴与所述回转支撑板(36)紧固在一起，所述回转支撑板(36)与所述回转书架( 相固定连接。
7.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述分拣书箱(3)的内壁上设有紫外灯(1 和臭氧发生装置(14)；在所述分拣书箱C3)的底部设有减震垫(37)，所述减震垫(37)内设有减震弹簧(38)。
8.根据权利要求1所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述分拣书箱(3)的内壁上涂覆有一层光触媒涂层(39)。
9.根据权利要求8所述的一体化图书处理装置，其特征是，所述分拣书箱(3)的内壁上涂覆的光触媒涂层(39)为掺杂纳米二氧化锰0. 3% 0. 6%与纳米氧化银 3%的纳米二氧化钛干凝胶。
全文摘要
本发明公开了一种可自动还书、分拣和消毒的一体化图书处理装置，包括还书机构、底板、回转书架和控制装置，底板上设有分拣书箱和传动箱；还书机构包括条形码扫描仪；传动箱之内设有驱动装置和传动装置；回转书架上设置有与分拣书箱上下位置对应的转动书箱，转动书箱内设有可调书架和翻页消毒机构，可调书架上设有压力传感器；转动书箱的底部设有翻板，翻板与翻转机构相连接；驱动装置、压力传感器和翻页消毒机构均与控制装置相连接。本发明的一体化图书处理装置，具有可自动地完成图书的还书、消毒和分拣工作、操作极为方便、消毒效果好、提高了图书管理的自动化水平等优点。
文档编号G07G1/00GK102402822SQ201110385429
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者吴仲伟, 张仁琼, 潘绍波, 王磊 申请人:合肥工业大学