一种智能图书馆多层书架的制作方法

本实用新型涉及图书馆技术领域，特别是一种智能图书馆多层书架。

背景技术：

随着社会经济的快速发展以及国民文化素质的逐步提高，人们对知识的渴求越来越高，范围越来越广，渴望知识的不同人群也越来越广，这样现有图书馆服务方式已不能很方便的满足广大读者。目前，读者借阅相应书籍方式还比较传统，大多数读者自身前往图书馆查询到相应书籍然后借阅，此种方式实属不便。所以发展出了一些自动化图书馆，取书方式和ATM机取钱方式差不多，相比之下比前种方式方便许多，而传统的自助图书馆的书架均为平面结构，此类书架不仅占地面积大，而且藏书量少，安装布点极为不便。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种智能图书馆多层书架，本智能图书馆多层书架采用圆柱形的结构设置，且设置内外两层书架，具有占地面积小且藏书量多，便于安装布点等优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种智能图书馆多层书架，包括PLC控制器、外层书架和内层书架；所述外层书架和内层书架均为圆柱形结构，所述外层书架的侧壁设有出书口，外层书架的底部中心处设有伺服电机，且伺服电机的转轴垂直于外层书架的底部设置，所述伺服电机的转轴上设有与其垂直且同轴心的圆形支撑板，所述内层书架设于该圆形支撑板上，且内层书架与圆形支撑板同轴心设置，所述圆形支撑板的顶部中心处设有三轴伺服机械臂，所述内层书架的侧壁设有供所述三轴伺服机械臂的取书抓手穿过的条形开口，且该条形开口垂直于圆形支撑板；所述PLC控制器的第一信号输出端与所述伺服电机的信号输入端连接，PLC控制器的第二信号输出端与所述三轴伺服机械臂的信号输入端连接。

本方案中，根据放置于书架上图书的条形码将图书的位置信息预置在PLC控制器中，当用户取书时，PLC控制器根据接收到的图书信息找到预置在PLC控制器中对应图书的位置，如果图书位于外层书架上，PLC控制器控制伺服电机的转轴旋转带动圆形支撑板上的内层书架和三轴伺服机械臂同步旋转，当三轴伺服机械臂找到图书位置后，PLC控制器控制三轴伺服机械臂的取书抓手穿过内层书架的条形开口至外层书架上取到对应的图书，然后控制伺服电机的转轴旋转至外层书架出书口的位置将图书送出书架；如果图书位于内层书架上，PLC控制器控制三轴伺服机械臂旋转找到内层书架上对应的图书，再控制伺服电机的转轴旋转，将内层书架上的条形开口旋转至与外层书架的出书口对应的位置，三轴伺服机械臂的取书抓手穿过条形开口将图书通过外层书架上的出书口送出书架。

当用户还书时，三轴伺服机械臂的取书抓手穿过内层书架的条形开口至外层书架的出书口处，用户即可将需要归还的图书置于取书抓手上进行归还，PLC控制器通过归还图书的图书信息找到图书位于书架上的原始位置，如果归还的图书位于外层书架上，PLC控制器控制伺服电机的转轴旋转使内层书架和三轴伺服机械臂同步旋转，找到图书位置后，三轴伺服机械臂的取书抓手将图书放置在外层书架对应的位置上；如果归还的图书位于内层书架上，PLC控制器控制三轴伺服机械臂的取书抓手从条形开口中缩回内层书架，控制三轴伺服机械臂旋转找到归还图书的位置即可。这样，通过内层书架上的条形开口和内层书架与三轴伺服机械臂的同步旋转，当图书位于外层书架时，只需控制伺服电机带动内层书架和三轴伺服机械臂同步旋转即可找到图书对应的位置，而当图书位于内层书架时，只需控制三轴伺服机械臂旋转在内层书架上找到图书对应的位置即可，这样，无论是用户在取书还是还书过程中，三轴伺服机械臂均能达到内层书架或外层书架上的任何位置进行图书的存取，而内层书架和外层书架均为同轴心设置的圆柱形结构，使书架具有占地面积小而且藏书量多，便于安装布点等优点。

作为本实用新型的进一步改进，所述外层书架的内圆半径为200cm-260cm，且外层书架的书架隔层为3-5层。当外层书架的内圆半径为200cm-260cm，外层书架的书架隔层为3-5层时，整个书架的体积适中，便于移动安装，而且能够容纳满足所需的图书。

作为本实用新型的进一步改进，所述外层书架与所述内层书架之间的间隙为20cm-30cm。外层书架和内层书架之间的间隙太大会导致内层书架的藏书量不足，而外层书架与内层书架之间的间隙太小不便于内层书架的旋转和三轴伺服机械臂对于外层书架图书的存取，当外层书架和内层书架之间的间隙为20cm-30cm时，在保证内层书架的旋转与三轴伺服机械臂存取书顺畅的前提下使内层书架的藏书量最大化。

作为本实用新型的进一步改进，所述外层书架的底层为空置层，且外层书架的书架隔层与内层书架的书架隔层相对应。外层书架和内层书架的书架隔层相对应，这样便于三轴伺服机械臂的取书抓手上下移动，只需在PLC控制器中预设上下移动一个单位的距离，对于内层书架和外层书架上下移动的距离相等，提高了三轴伺服机械臂的存取书效率。

作为本实用新型的进一步改进，所述内层书架的条形开口的初始位置与所述外层书架的出书口的位置对应。PLC控制器控制伺服电机在每次存取完图书后都使内层书架的条形开口与外层书架的出书口对应，这样当存完外层书架的图书，如果条形开口不回到与出书口对应的位置，此时如果要存书或者取内层书架的图书，PLC控制器都要控制伺服电机的转轴旋转将内层书架的条形开口旋转至出书口的位置，浪费了时间。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用圆柱形的结构设置，且设置内外两层书架，具有占地面积小且藏书量多，便于安装布点等优点。

2、外层书架的内圆半径为200cm-260cm，外层书架的书架隔层为3-5层，整个书架的体积适中，便于移动安装，而且能够容纳满足所需的图书。

3、外层书架和内层书架之间的间隙为20cm-30cm，在保证内层书架的旋转与三轴伺服机械臂存取书顺畅的前提下使内层书架的藏书量最大化。

4、外层书架的书架隔层与内层书架的书架隔层相对应可提高三轴伺服机械臂的存取书效率。

5、内层书架的条形开口的初始位置与外层书架的出书口的位置对应可进一步提高三轴伺服机械臂的存取书效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的俯视图；

图3为本实用新型实施控制原理的原理框图；

附图标记：

10、PLC控制器，20、外层书架，21、出书口，22、伺服电机，23、圆形支撑板，24、书架隔层，30、内层书架，31、条形开口，40、三轴伺服机械臂，41、取书抓手。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

在其中一个实施例中，如图1、图2和图3所示，一种智能图书馆多层书架，包括PLC控制器10、外层书架20和内层书架30；所述外层书架20和内层书架30均为圆柱形结构，所述外层书架20的侧壁设有出书口21，外层书架20的底部中心处设有伺服电机22，且伺服电机22的转轴垂直于外层书架20的底部设置，所述伺服电机22的转轴上设有与其垂直且同轴心的圆形支撑板23，所述内层书架30设于该圆形支撑板23上，且内层书架30与圆形支撑板23同轴心设置，所述圆形支撑板23的顶部中心处设有三轴伺服机械臂40，所述内层书架30的侧壁设有供所述三轴伺服机械臂40的取书抓手41穿过的条形开口31，且该条形开口31垂直于圆形支撑板23；所述PLC控制器10的第一信号输出端与所述伺服电机22的信号输入端连接，PLC控制器10的第二信号输出端与所述三轴伺服机械臂40的信号输入端连接。

本方案中，根据放置于书架上图书的条形码将图书的位置信息预置在PLC控制器10中，当用户取书时，PLC控制器10根据接收到的图书信息找到预置在PLC控制器10中对应图书的位置，如果图书位于外层书架20上，PLC控制器10控制伺服电机22的转轴旋转带动圆形支撑板23上的内层书架30和三轴伺服机械臂40同步旋转，当三轴伺服机械臂40找到图书位置后，PLC控制器10控制三轴伺服机械臂40的取书抓手41穿过内层书架30的条形开口31至外层书架20上取到对应的图书，然后控制伺服电机22的转轴旋转至外层书架20出书口21的位置将图书送出书架；如果图书位于内层书架30上，PLC控制器10控制三轴伺服机械臂40旋转找到内层书架30上对应的图书，再控制伺服电机22的转轴旋转，将内层书架30上的条形开口31旋转至与外层书架20的出书口21对应的位置，三轴伺服机械臂40的取书抓手41穿过条形开口31将图书通过外层书架20上的出书口21送出书架。

当用户还书时，三轴伺服机械臂40的取书抓手41穿过内层书架30的条形开口31至外层书架20的出书口21处，用户即可将需要归还的图书置于取书抓手41上进行归还，PLC控制器10通过归还图书的图书信息找到图书位于书架上的原始位置，如果归还的图书位于外层书架20上，PLC控制器10控制伺服电机22的转轴旋转使内层书架30和三轴伺服机械臂40同步旋转，找到图书位置后，三轴伺服机械臂40的取书抓手41将图书放置在外层书架20对应的位置上；如果归还的图书位于内层书架30上，PLC控制器10控制三轴伺服机械臂40的取书抓手41从条形开口31中缩回内层书架30，控制三轴伺服机械臂40旋转找到归还图书的位置即可。这样，通过内层书架30上的条形开口31和内层书架30与三轴伺服机械臂40的同步旋转，当图书位于外层书架20时，只需控制伺服电机22带动内层书架30和三轴伺服机械臂40同步旋转即可找到图书对应的位置，而当图书位于内层书架30时，只需控制三轴伺服机械臂40旋转在内层书架30上找到图书对应的位置即可，这样，无论是用户在取书还是还书过程中，三轴伺服机械臂40均能达到内层书架30或外层书架20上的任何位置进行图书的存取，而内层书架30和外层书架20均为同轴心设置的圆柱形结构，使书架具有占地面积小而且藏书量多，便于安装布点等优点。

在另外一个实施例中，所述外层书架20的内圆半径为230cm，且外层书架20的书架隔层24为4层。

在另外一个实施例中，所述外层书架20的内圆半径为200cm，且外层书架20的书架隔层24为3层。

在另外一个实施例中，所述外层书架20的内圆半径为260cm，且外层书架20的书架隔层24为5层。

当外层书架20的内圆半径为200cm-260cm，外层书架20的书架隔层24为3-5层时，整个书架的体积适中，便于移动安装，而且能够容纳满足所需的图书。

在另外一个实施例中，所述外层书架20与所述内层书架30之间的间隙为25cm。

在另外一个实施例中，所述外层书架20与所述内层书架30之间的间隙为20cm。

在另外一个实施例中，所述外层书架20与所述内层书架30之间的间隙为30cm。

外层书架20和内层书架30之间的间隙太大会导致内层书架30的藏书量不足，而外层书架20与内层书架30之间的间隙太小不便于内层书架30的旋转和三轴伺服机械臂40对于外层书架20图书的存取，当外层书架20和内层书架30之间的间隙为20cm-30cm时，在保证内层书架30的旋转与三轴伺服机械臂40存取书顺畅的前提下使内层书架30的藏书量最大化。

在另外一个实施例中，所述外层书架20的底层为空置层，且外层书架20的书架隔层24与内层书架30的书架隔层24相对应。外层书架20和内层书架30的书架隔层24相对应，这样便于三轴伺服机械臂40的取书抓手上下移动，只需在PLC控制器10中预设上下移动一个单位的距离，对于内层书架30和外层书架20上下移动的距离相等，提高了三轴伺服机械臂40的存取书效率。

在另外一个实施例中，所述内层书架30的条形开口31的初始位置与所述外层书架20的出书口21的位置对应。PLC控制器10控制伺服电机22在每次存取完图书后都使内层书架30的条形开口31与外层书架20的出书口21对应，这样当存完外层书架20的图书，如果条形开口31不回到与出书口21对应的位置，此时如果要存书或者取内层书架30的图书，PLC控制器10都要控制伺服电机22的转轴旋转将内层书架30的条形开口31旋转至出书口21的位置，浪费了时间。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。