本实用新型涉及自动化机械设备技术领域，特别是一种用于圆形书架的自动取书机械臂。
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，而圆形书架相对于平面结构的书架以其容量更大而使用越来越广泛，但是传统的用于取书的机械臂存在结构复杂、存取书时定位不够精确等缺点。
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用于圆形书架的自动取书机械臂，该机械臂具有结构简单，通过角度传感器定位机械臂的位置精度高等优点。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于圆形书架的自动取书机械臂，包括角度传感器、PLC控制器和设于圆形书架底部中心的伺服电机；所述圆形书架的侧壁设有取书口，所述伺服电机的输出轴垂直于所述圆形书架的底部，且伺服电机的输出轴上设有与其同轴心的第一机械臂，所述第一机械臂上设有与其垂直的第二机械臂，所述第一机械臂上设有驱动所述第二机械臂沿第一机械臂轴向滑动的第一液压气缸，所述第二机械臂上设有与其垂直的第三机械臂，所述第二机械臂上设有驱动所述第三机械臂沿第二机械臂轴向滑动的第二液压气缸，所述第三机械臂上与第二机械臂连接端相对的一端设有机械抓手，且所述机械抓手朝向所述圆形书架设置，所述第三机械臂上设有驱动该机械抓手的第三液压气缸，且机械抓手上设有图书条形码的扫码器；所述PLC控制器的第一信号输入端与所述角度传感器的信号输出端连接，PLC控制器的第二信号输入端与所述扫码器的信号输出端连接，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第一液压气缸的信号输入端连接，PLC控制器的第三信号输出端与所述第二液压气缸的信号输入端连接，PLC控制器的第四信号输出端与所述第三液压气缸的信号输入端连接。
本方案中，根据放置于圆形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，控制伺服电机带动第一机械臂旋转，角度传感器反馈第一机械臂旋转的角度，找到对应图书位于圆形书架上的角度，此时伺服电机停止旋转，PLC控制器控制第一液压气缸工作，第一液压气缸驱动第二机械臂上下移动至对应图书的高度，然后PLC控制器控制第二液压气缸工作，第二液压气缸驱动第三机械臂运动，第三机械臂将机械抓手送至与对应图书对应的位置，此时PLC控制器控制第三液压气缸，第三液压气缸驱动机械抓手完成对应图书的抓取动作，然后PLC控制器控制机械臂将图书送至圆形书架的取书口处，完成取书。还书为取书的逆过程，PLC控制器收到还书指令后控制机械抓手至取书口处，将图书放置在机械抓手上，机械抓手上的扫码器感应到图书的条形码后，PLC控制器找到图书在圆形书架上的位置，控制第三液压气缸驱动机械抓手将图书抓牢，然后控制机械臂完成相应的动作将图书送回至圆形书架上。
作为本实用新型的进一步改进，所述机械抓手的夹持部为一对矩形夹板。矩形夹板在夹取图书时与图书之间的接触面积大，保证图书不会从机械抓手上掉落。
作为本实用新型的进一步改进，一对所述矩形夹板相对的面上设有橡胶垫片。橡胶垫片增大了矩形夹板和图书之间的摩擦力，进一步保证图书不会从机械抓手上掉落。
作为本实用新型的进一步改进，所述圆形书架侧壁取书口的位置与所述角度传感器的初始位置对应。当角度传感器位于初始位置时，机械臂上的机械抓手刚好与取书口的位置对应，更方便对图书的存取。
作为本实用新型的进一步改进，所述圆形书架的底层为空置层。第一机械臂设置在伺服电机的输出轴上，由于伺服电机具有一定高度，将圆形书架的底层设为空置层保证了机械抓手能到达圆形书架上的所有位置。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型提供的用于圆形书架的自动取书机械臂结构简单，通过PLC控制器控制各个液压气缸驱动机械臂以及角度传感器对机械臂进行定位来完成对图书的存取，机械抓手在存取图书的过程中位置精度高，不会出现取书错误和图书上架位置错误。
2、机械抓手的夹持部为一对矩形夹板，增大了与图书之间的接触面积大，保证图书不会从机械抓手上掉落。
3、机械抓手矩形夹板上的橡胶垫片增大了矩形夹板和图书之间的摩擦力，进一步保证图书不会从机械抓手上掉落。
4、圆形书架侧壁取书口的位置与角度传感器的初始位置对应，当角度传感器位于初始位置时，机械臂上的机械抓手刚好与取书口的位置对应，更方便对图书的存取。
5、第一机械臂设置在伺服电机的输出轴上，由于伺服电机具有一定高度，将圆形书架的底层设为空置层保证了机械抓手能到达圆形书架上的所有位置。
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控制原理的信号框图；
附图标记：
1、角度传感器，2、PLC控制器，3、圆形书架，4、伺服电机，5、取书口，6、第一机械臂，7、第二机械臂，8、第一液压气缸，9、第三机械臂，10、第二液压气缸，11、机械抓手，12、第三液压气缸，13、扫码器，14、矩形夹板。
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和图2所示，一种用于圆形书架的自动取书机械臂，包括角度传感器1、PLC控制器2和设于圆形书架3底部中心的伺服电机4；所述圆形书架3的侧壁设有取书口5，所述伺服电机4的输出轴垂直于所述圆形书架3的底部，且伺服电机4的输出轴上设有与其同轴心的第一机械臂6，所述第一机械臂6上设有与其垂直的第二机械臂7，所述第一机械臂6上设有驱动所述第二机械臂7沿第一机械臂6轴向滑动的第一液压气缸8，所述第二机械臂7上设有与其垂直的第三机械臂9，所述第二机械臂7上设有驱动所述第三机械臂9沿第二机械臂7轴向滑动的第二液压气缸10，所述第三机械臂9上与第二机械臂7连接端相对的一端设有机械抓手11，且所述机械抓手11朝向所述圆形书架3设置，所述第三机械臂9上设有驱动该机械抓手11的第三液压气缸12，且机械抓手11上设有图书条形码的扫码器13；所述PLC控制器2的第一信号输入端与所述角度传感器1的信号输出端连接，PLC控制器2的第二信号输入端与所述扫码器13的信号输出端连接，PLC控制器2的第一信号输出端与所述伺服电机4的信号输入端连接，PLC控制器2的第二信号输出端与所述第一液压气缸8的信号输入端连接，PLC控制器2的第三信号输出端与所述第二液压气缸10的信号输入端连接，PLC控制器2的第四信号输出端与所述第三液压气缸12的信号输入端连接。
本方案中，根据放置于圆形书架3上图书的条形码将图书的位置信息预置在PLC控制器2中。当取书时，PLC控制器2根据接收到的图书信息找到预置在PLC控制器2中对应图书的位置，控制伺服电机4带动第一机械臂6旋转，角度传感器1反馈第一机械臂6旋转的角度，找到对应图书位于圆形书架3上的角度，此时伺服电机4停止旋转，PLC控制器2控制第一液压气缸8工作，第一液压气缸8驱动第二机械臂7上下移动至对应图书的高度，然后PLC控制器2控制第二液压气缸10工作，第二液压气缸10驱动第三机械臂9运动，第三机械臂9将机械抓手11送至与对应图书对应的位置，此时PLC控制器2控制第三液压气缸12，第三液压气缸12驱动机械抓手11完成对应图书的抓取动作，然后PLC控制器2控制机械臂将图书送至圆形书架3的取书口5处，完成取书。还书为取书的逆过程，PLC控制器2收到还书指令后控制机械抓手11至取书口5处，将图书放置在机械抓手11上，机械抓手11上的扫码器13感应到图书的条形码后，PLC控制器2找到图书在圆形书架3上的位置，控制第三液压气缸12驱动机械抓手11将图书抓牢，然后控制机械臂完成相应的动作将图书送回至圆形书架3上。
在另外一个实施例中，所述机械抓手11的夹持部为一对矩形夹板14。矩形夹板14在夹取图书时与图书之间的接触面积大，保证图书不会从机械抓手11上掉落。
在另外一个实施例中，一对所述矩形夹板14相对的面上设有橡胶垫片。橡胶垫片增大了矩形夹板14和图书之间的摩擦力，进一步保证图书不会从机械抓手11上掉落。
在另外一个实施例中，所述圆形书架3侧壁取书口5的位置与所述角度传感器1的初始位置对应。当角度传感器1位于初始位置时，机械臂上的机械抓手11刚好与取书口5的位置对应，更方便对图书的存取。
在另外一个实施例中，所述圆形书架3的底层为空置层。第一机械臂6设置在伺服电机4的输出轴上，由于伺服电机4具有一定高度，将圆形书架3的底层设为空置层保证了机械抓手11能到达圆形书架3上的所有位置。
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。