一种智能共享书柜的制作方法

本发明涉及公共基础设施领域，具体涉及一种智能共享书柜。

背景技术

书是人们生活中获取知识的必不可少的重要途径之一，现如今各个高校教材和教辅书籍存在浪费现象，许多教材和教辅用书都是通过学校发放、网购或到书店购买，书学完看完了，大部分就被闲置了，在倡导绿色生活的今天，若不能很好地将书本二次利用，造成资源的大量浪费。

此外，现在学生借书都需要去图书馆，会受到图书馆开、闭馆时间的限制，当前学校及街区的图书管理装置，无法实现书籍用户自身涉及的分享，也不能实现智能化的书籍借还工作，大部分工作还依托于人工管理员来实现。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种智能共享书柜，结构简单，有效利用校园二手书籍，减少书籍浪费。

为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种智能共享书柜，包括壳体、书架、底座、升降转移结构、业务管理模块和控制模块；

所述壳体设置有门口机，所述门口机用于从书格外侧操作书柜内部书籍的存储和借还；

所述底座安装在壳体内部，且底座上设置有行星轮系；所述书架包括若干书格，且书架安装在行星轮系上，所述行星轮系用于转动书架；

所述升降转移结构安装在壳体内，用于将书格上的书籍转移至门口机；

所述业务管理模块通过信号连接于互联网和控制模块，且用于管理书柜书籍的存储和借还，并在书籍的存储和借还时生成识别二维码发送至控制模块；

所述控制模块分别连接于行星轮系和升降转移结构，且所述控制模块用于在获取正确的识别二维码后，控制行星轮系和升降转移结构的执行动作。

进一步的，所述书架设置为圆柱形书架，所述圆柱形书架在其轴线方向设置有通孔，所述通孔内部设置有第一齿轮条，所述第一齿轮条连接于转移升降结构。

进一步的，所述转移升降结构包括第一升降结构和第二升降结构；

所述第一升降结构设置在书架内部，与第一齿轮条连接，所述第二升降结构设置在壳体内部，且位于书架外侧，书架外侧设置有第二齿轮条，第二升降结构与第二齿轮条连接；第一升降结构用于将书格上书籍转移至第二升降结构，所述第二升降结构用于接收第一升降结构推送的书籍，并将书籍传送至门口机；

所述第一升降结构包括第一升降台和设置在第一升降台上的第一齿轮减速电机、电源、红外线感应装置、推拉式电磁铁和控制板；

所述第一升降台卡接与第一齿轮条，且能在第一齿轮条外侧滑动；

所述控制板输入端连接于控制模块，其输出端连接于电源、红外线感应装置和推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁的运动端与书格上书籍对应，且用于将选定的书籍推送至第二升降结构，所述红外线感应装置用于感应当前书格上书籍的位置；

所述电源连接于第一齿轮减速电机，且所述第一齿轮减速电机的输出端与第一齿轮条适配；所述第一齿轮减速电机启动，其输出端在第一齿轮条上转动，带动第一升降台在第一齿轮条外侧滑动；

所述第二升降结构包括第二升降台和设置在第二升降台上的第二齿轮减速电机、立式挡板、传送结构、齿轮减速电机组和接触开关；

所述第二升降台包括在书柜高度方向平行设置的上固定板和下固定板，所述第二齿轮减速电机设置在下固定板上，其输出端与第二齿轮条适配；所述传送结构安装在下固定板上，包括同步带轮、套装在同步带轮上的传送带和传送电机，所述传送结构用于接收上述推拉式电磁铁推出的书籍；所述上固定板连接于第二齿轮减速电机，且上固定板上表面所在高度不超过传送结构上表面所在高度；所述立式挡板垂直安装在下固定板上，立式挡板的板面朝向上固定板，且立式挡板连接于齿轮减速电机组；所述齿轮减速电机组固定在下固定板上，用于调节立式挡板与上固定板的相对位置；所述接触开关设置在立式挡板靠近上固定板的板面上，用于感应立式挡板与书籍的接触关系。

进一步的，所述行星轮系包括中心轮、若干行星轮、太阳轮、第三轮齿轮减速电机、锥齿轮、交叉滚子轴承和伺服电机；

所述中心轮相连接于底座，所述第三轮齿轮减速电机安装在底座下方，且通过锥齿轮连接于太阳轮；

所述行星轮与中心轮、太阳轮相互啮合，并通过行星齿轮架与太阳轮定位，所述交叉滚子轴承内圈连接于行星轮相，交叉滚子轴承外圈连接于书架底部；

所述伺服电机机身与交叉滚子轴承内圈相固定，且所述伺服电机的输出轴连接于书架底部。

进一步的，所述业务管理模块包括触摸显示屏、红外线扫描打印一体设备和信息处理器；

所述触摸显示屏连接于信息处理器，且安装在壳体外壁；所述触摸显示屏用于存储显示当前书柜所有书籍的基本信息，并生成连接二维码，所述二维码用于用户从客户端识别，向共享书柜存储和借还书籍；

所述红外线扫描打印一体设备安装在门口机内侧面，用于扫描书籍信息，生成识别码并打印，所述红外线扫描打印一体设备信号连接于信息处理器，所述信息处理器接收红外线扫描打印一体设备发送的电信号并通过触摸显示屏显示；用户能快速清楚了解书柜所有存书，迅速找到需要借阅的书籍，节省书籍查找时间。

进一步的，所述业务管理模块还包括电子秤，所述电子秤安装在门口机入口的底部，且用于称量放入门口机的书籍质量；所述电子秤连接于信息处理器，并将电子信号传向信号处理器转换，再通过触摸显示屏显示。

进一步的，所述立式挡板上安装有限位开关，所述限位开关用于启动立式挡板夹紧转移的书籍，防止书籍在传送带上发生向传送结构外侧的滑动。

进一步的，所述门口机还设置有若干感应开口的传感器。

进一步的，所述壳体顶部设置有用于书柜空气流通的风机，防止书柜内部过于潮湿，引起的书籍生霉损坏。

以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了的智能共享书柜，获得了如下有益效果：

本发明公开的智能共享书柜，包括壳体、书架、底座、升降转移结构、业务管理模块和控制模块，壳体设置有门口机，书架通过底座与行星轮系连接；用户从业务管理模块输入想要进行的操作，经过业务管理系统处理后生成电信号发送至控制模块，控制模块接收命令，控制升降转移结构和书架相互动作，将用户选定的书籍运送至门口机；结构简单，体积小，能够遍布街区和校园等公共场所，用户可以通过手机扫描二维码查询书柜的存书和借还图书，快速高效，实用便捷。

此外，行星轮系可以设置多个行星轮，书架上还可以设置多层书格，进一步增大了书柜的容书量，并且书柜的大小可以按照实际需要选择，并且在书柜的壳体内部设置有风机，风机实现书柜内部与外界环境的通风，有利于书籍的长期保存；本发明公开的智能共享书柜不仅可以应用在校园中书籍的二次利用和资源共享，还可以在街道、小区中布置安装，因此有工业化推广应用的前景。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1为本发明的三维整体图；

图2为本发明的行星轮系的结构图；

图3为本发明的内部结构整体图；

图4为本发明的内部升降平台结构示意图；

图5为本发明的外部升降平台的半抛视图；

图6为本发明齿轮减速电机组的俯视图；

图7为本发明的圆柱滚子轴承的半抛视图。

其中，各标记的具体意义为：

1-壳体，2-书架，3-底座，4-升降转移结构，5-业务管理模块，6-控制模块，7-行星轮系，1.1-门口机，2.1-第一齿轮条，4.1-第一升降台，4.2-第一齿轮减速电机，4.3-电源，4.4-红外线感应装置，4.5-推拉式电磁铁，4.6-控制板，4.7-第二升降台，4.8-第二齿轮减速电机，4.9-立式挡板，4.10-传送结构，4.11-齿轮减速电机组，4.12-接触开关，5.1-触摸显示屏，5.2-红外线扫描打印一体设备，5.3-信息处理器，5.4-存储器，5.5-电子秤，7.1-中心轮，7.2-行星轮，7.3-太阳轮，7.4-第三轮齿轮减速电机，7.5-锥齿轮，7.6-交叉滚子轴承，7.7-伺服电机，7.8-行星齿轮架，8-第二齿轮条，9-光轴。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

基于当前校园中学生借阅书籍智能通过图书馆进行操作，并且每位同学的课本等相关书籍在学习期后大部分处于闲置状态，图书馆也没有相应的二手书籍管理章程，因此本发明旨在提出一种智能共享书柜，可以通过书柜进行二手书籍的存储和借还，实现书籍的二次利用，实现资源共享。

一种智能共享书柜，包括壳体1、书架2、底座3、升降转移结构4、业务管理模块5和控制模块6；所述壳体1设置有门口机1.1，所述门口机1.1用于从外侧操作书柜内部书籍的存储和借还；所述底座3安装在壳体1内部，且底座3上设置有行星轮系7；所述书架2包括若干用于放置书籍的书格，且书架2安装在行星轮系7上，所述行星轮系7用于转动书架2；所述升降转移结构4安装在壳体1内，用于将书格上的书籍转移至门口机1.1；所述业务管理模块5通过信号连接于互联网和控制模块6，且用于管理书柜书籍的存储和借还，并在书籍的存储和借还时生成识别二维码发送至控制模块6；所述控制模块6分别连接于行星轮系7和升降转移结构4，且所述控制模块6用于在获取正确的识别二维码后，控制行星轮系7和升降转移结构4的执行书籍存储和/或借还动作。

下面结合附图所示，对本发明的智能共享书柜做进一步具体介绍。

结合图2、图3和图7所示，所述书架2设置为圆柱形书架，所述圆柱形书架在其轴线方向设置有通孔，所述通孔内部设置有第一齿轮条2.1，所述第一齿轮条2.1连接于转移升降结构4；所述行星轮系7包括中心轮7.1、若干行星轮7.2、太阳轮7.3、第三轮齿轮减速电机7.4、锥齿轮7.5、交叉滚子轴承7.6和伺服电机7.7。

所述中心轮7.1通过齿圈连接于底座3，所述第三轮齿轮减速电机7.4安装在底座3下方，且通过锥齿轮7.5连接于太阳轮7.3；所述行星轮7.2与中心轮7.1、太阳轮7.3相互啮合，并通过行星齿轮架7.8与太阳轮7.3定位，所述交叉滚子轴承7.6内圈连接于行星轮7.2，交叉滚子轴承7.6外圈连接于书架2底部；所述伺服电机7.7机身与交叉滚子轴承7.6内圈相固定，且所述伺服电机7.7的输出轴连接于书架2底部；所述行星轮系7启动，其中心轮7.1转动带动行星轮系7上部所有书架2转动，行星轮7.2转动带动单个书架2转动，使得被选择的书架2的书格转动至与门口机1.1对应位置，便于升降转移结构4获取书籍后存储和/或借还。

结合图3所示的具体实施例，底座3的行星轮系7上设置有3个圆柱形书架2，且每个书架2分为六层，且每一层设置有十五格书格，每个书格的尺寸为250×60×300mm，每个书格放一本书，一个书架2可以存放能90本书籍，并且在升降转移结构4进行书籍转移时，书籍的上下架的平均时间最多不超过20秒。

结合图4和图5所示，所述转移升降结构4包括第一升降结构和第二升降结构；所述第一升降结构设置在书架2内部，与第一齿轮条2.1连接，所述第二升降结构设置在壳体1内部，且位于书架2外侧，书架2外侧设置有第二齿轮条8，第二升降结构与第二齿轮条8连接；第一升降结构用于将书格上书籍转移至第二升降结构；所述第一升降结构包括第一升降台4.1和设置在第一升降台4.1上的第一齿轮减速电机4.2、电源4.3、红外线感应装置4.4、推拉式电磁铁4.5和控制板4.6；所述第一升降台4.1卡接与第一齿轮条2.1，且能在第一齿轮条2.1外侧滑动；所述控制板4.6为arduinouro板，其输入端连接于控制模块6，其输出端连接于电源4.3、红外线感应装置4.4和推拉式电磁铁4.5，所述推拉式电磁铁4.5的运动端与书格上书籍对应，且用于将选定的书籍推送至第二升降结构，所述红外线感应装置4.4用于感应对应书格上书籍的位置和第二升降结构的位置；所述电源连4.3接于第一齿轮减速电机4.2，且所述第一齿轮减速电机4.2的输出端与第一齿轮条2.1适配。

红外线感应装置4.4在红外感应范围内感应对应书格上书籍位置和第二升降结构的位置，当感应到对应书格上书籍的位置，且第二升降结构上升到对应书架的外部，启动推拉式电磁铁4.5由收缩状态释放将书籍从书格中顶出到第二升降结构上。

所述arduinouro板接收控制模块6发出书籍存储和/或借还的电信号，启动电源4.3向第一齿轮减速电机4.2供电，所述第一齿轮减速电机4.2启动，其输出端在第一齿轮条2.1上转动，带动第一升降台4.1在第一齿轮条2.1外侧滑动。

所述第二升降结构包括第二升降台4.7和设置在第二升降台4.7上的第二齿轮减速电机4.8、立式挡板4.9、传送结构4.10、齿轮减速电机组4.11和接触开关4.12；所述第二升降台4.7包括在书柜高度方向平行设置的上固定板和下固定板，下固定板连接于第二齿轮条8，一般选择上固定板的长、宽均小于下固定板的长、宽；所述第二齿轮减速电机4.8设置在下固定板上，并且第二齿轮减速电机4.8的输出端设置有齿轮，齿轮与第二齿轮条8适配；所述传送结构4.10安装在下固定板上，包括同步带轮、套装在同步带轮上的传送带和传送电机，所述传送结构4.10用于接收上述推拉式电磁铁4.5推出的书籍。

结合图5和图6所示，所述上固定板连接于第二齿轮减速电机4.8，且上固定板上表面所在高度不超过传送结构4.10上表面所在高度，因此传送结构4.10将接收到的书籍传送到上固定板上；所述立式挡板4.9垂直安装在下固定板上，立式挡板4.9的板面朝向上固定板，且立式挡板4.9连接于齿轮减速电机组4.11；所述齿轮减速电机组4.11固定在下固定板上，一方面用于支撑上固定板，另一方面用于调节立式挡板4.9与上固定板的相对位置；齿轮减速电机组4.11包括连接于立式挡板4.9的第三齿轮条、固定在下固定板上的第四齿轮条和适配在第三齿轮条和第四齿轮条之间的，与下固定板连接的第三齿轮减速电机，第三齿轮减速电机运转，带动立式挡板4.9向第四齿轮条靠近，即向上固定板靠近。

所述接触开关4.12设置在立式挡板4.9靠近上固定板的板面上，用于感应立式挡板4.9与书籍的接触关系，当立式挡板4.9与书籍没有接触关系，则触控开关4.12控制齿轮减速电机组4.11动作，将立式挡板4.9向上固定板靠近，直至触控开关4.12接触到书籍，停止齿轮减速电机组4.11动作。

一些实施例中，为了防止书籍在传送带上和上固定板表面发生相对滑动，在立式挡板4.9上安装有限位开关，用于启动立式挡板4.9夹紧转移的书籍，防止书籍在传送带上发生向传送结构4.10外侧的滑动，限定书籍的运动；并且为了防止第二升降结构在第二齿轮条8上下运动出现抖动，因此在壳体内部的书架外侧，设置有沿书架高度方向，平行第二齿轮条8的光轴9，光轴9与第二升降结构连接，第二升降结构可以在光轴9上滑动，保证第二升降结构运行稳定。

结合图1所示的具体实施例，所述业务管理模块5包括触摸显示屏5.1、红外线扫描打印一体设备5.2、信息处理器5.3和存储器5.4；所述触摸显示屏5.1连接于信息处理器5.3，且安装在壳体1外壁；所述触摸显示屏5.1用于存储显示当前书柜所有书籍的基本信息，并生成识别二维码，所述识别二维码用于用户从客户端识别，向共享书柜存储和借还书籍，所述客户端包括手机、平板等移动通信设备；用户第一次使用共享书柜时，先手动触发触摸显示屏5.1跳转至识别二维码页面，再通过客户端扫描识别二维码获取当前书柜的应用app，下载app后结合客户端定位功能，获取当前使用书柜内书籍详情，进行书籍存储和/或借还任务；第二次至以后再次使用共享书柜，扫描识别二维码直接进入当前共享书柜页面；此外，触摸显示屏5.1在用户借书时，还可以生成押金支付二维码，在共享书柜不工作时，还可以播放广告，例如校园内使用时，在触摸显示屏5.1上播放校园资讯；所述应用app也可以结合在现有的通信软件内，作为通信软件的功能模块。

所述红外线扫描打印一体设备5.2安装在门口机1.1内侧面，且红外线扫描打印一体设备5.2信号连接于信息处理器5.3，所述存储器5.4连接于信息处理器5.3，存储器5.4用于存储书柜内所有书籍的基本信息；所述信息处理器5.3接收红外线扫描打印一体设备5.2发送的电信号并通过触摸显示屏5.1显示，并发送至存储器5.4存储；书柜采用rfid技术，通过红外线扫描打印一体设备5.2读取用户信息以及图书上的出版二维码信息，把获取的信息传送至信息处理器5.3，信息处理器5.3进行信号处理后一方面在触摸显示屏5.1上显示，另一方面将扫描的书录入存储器5.4并随机打印识别二维码用于贴在书籍上。

所述业务管理模块5还包括电子秤5.5，所述电子秤5.5安装在门口机1.1入口的底部，且信号连接于信息处理器5.3；所述电子秤5.5用于称量放入门口机1.1的书籍质量，并将称重得到的电子信号发送至信号处理器5.3，信号处理器5.3接收电信号，一方面结合书籍基本信息通过触摸显示屏5.1显示，另一方面发送至存储器5.4存储。

一些实施例中，所述门口机1.1设置有感应门，并且在门口机1.1上设置了若干感应开口的传感器，用于存储和/或借还书籍时自动打开感应门，任务结束关闭自动门，防止在阴雨天水分通过门口机1.1进入到共享书柜内部；此外，某些实施例中还在壳体1的侧面设置有风机，风机用于书柜空气流通，防止由于书柜内部空气不流通造成的书籍霉变，损坏。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。