一种图书馆机器人存取装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公一种图书馆机器人存取装置，包括机械手装置和移动平台；移动平台上设置有车载书架、控制系统和电源装置；车载书架用于放置待归位图书；控制系统用于控制移动平台移动和机械手装置运动；电源装置用于给机械手装置和控制系统提供电源；机械手装置包括Z方向的机械臂、X方向的机械臂和旋转机构，旋转机构固定在移动平台上，Z方向的机械臂垂直安装在旋转机构上，X方向的机械臂垂直安装在Z方向的机械臂上；X方向的机械臂上安装有机械抓手；机械抓手包括机械抓手腕部和安装于械抓手腕部上的一对机械夹板。本实用新型结构简单，巧妙而经济，能够方便地取书放书。
【专利说明】
一种图书馆机器人存取装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及机械工程领域，特别涉及一种图书馆机器人存取装置。
【背景技术】
[0002]随着图书的普及，同一类图书名目繁多，侧重各有不同，图书的归类、搬运、存放需要耗费大量人力和时间，而且效率低下，有时候还会出现图书上架错误等现象，造成不必要的麻烦，图书的分类放置问题日益凸显。为了解决上述问题，现有技术中人们提出了这样的方案，即在机器人和书架上都加装隔板以方便机械手上架图书，但仍然存在弊端:只能实现书本上架，结构复杂，造成成本增加。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种图书馆机器人存取装置;其结构简单，巧妙而经济，能够方便地取书放书。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]—种图书馆机器人存取装置，包括机械手装置和移动平台；移动平台上设置有车载书架、控制系统和电源装置;车载书架用于放置待归位图书;控制系统用于控制移动平台移动和机械手装置运动；电源装置用于给机械手装置和控制系统提供电源;机械手装置包括Z方向的机械臂、X方向的机械臂和旋转机构，旋转机构固定在移动平台上，Z方向的机械臂垂直安装在旋转机构上，X方向的机械臂垂直安装在Z方向的机械臂上;X方向的机械臂上安装有机械抓手;机械抓手包括机械抓手腕部和安装于机械抓手腕部上的一对机械夹板。
[0006]进一步的:车载书架上安装有推书机构；推书机构由第一步进电机、第二步进电机、螺纹杆和推书块组成;第一步进电机用于带动整个推书机构在上端边缘为齿条型的车载书架上移动；第二步进电机用于通过螺纹杆带动推动推书块前移/后退推动待归位图书。
[0007]进一步的:机械抓手腕部能够相对于X方向的机械臂转动;一对机械夹板用于夹取待归位图书。
[0008]进一步的:还包括与机械抓手配合使用的图书馆书架，图书馆书架包括书屉和设置于书屉上的斜板，斜板右高左低，相对于水平面的倾斜角度为3°。
[0009]进一步的:移动平台底部设置有车轮。
[0010]进一步的:移动平台上还设有用于超声避障的超声波传感器。
[0011]进一步的:图书馆地面埋有用于定位图书馆书架的磁卡;所述移动平台上还设有用于感应磁卡的电磁信号用于定位图书馆书架的电磁感应传感器。
[0012]进一步的:移动平台上还设置有运行指示灯。
[0013]本实用新型具有以下有益效果:
[0014]本实用新型一种图书馆机器人存取装置，仅改变机械抓手、移动平台和推书机构，实现了图书馆机器人自动存取书的效果。且本装置结构简单，巧妙而经济，能够方便地取书放书。
【附图说明】
[0015]图1是一种图书馆机器人存取装置的整体结构和书柜的结构图；
[0016]图2是一种图书馆机器人存取装置的取放书的抓手结构图；
[0017]图3是推书机构结构图。
[0018]其中:1、图书馆书柜;2、图书;3_1、书屉;3_2、斜板;4、机械抓手;4_1、机械夹板;4-
2、机械抓手腕部;5、机械手装置;5-1、Z方向机械臂;5-2、X方向机械臂;5-3、旋转机构;6、运行指示灯;7、电源装置;8、电磁感应传感器;9、车轮；10、控制系统；11移动平台；12、车载书架；13超声波传感器；14显示器；15推书机构；15-1步进电机；15-2步进电机；15-3、螺纹杆；15-4推书块。
【具体实施方式】
[0019]请参阅图1、图2及图3所示，本实用新型一种图书馆机器人存取装置，包括移动平台11和机械手装置两大部分。移动平台11上装备有运行指示灯6，电源装置7，超声波传感器13，车轮9，控制系统1，车载书架12，电磁感应传感器8，显示器14，推书机构15 ；机械手装置上安装有放取书刊的机械抓手4。另外，图书馆书架I书屉3中放置倾斜板3-2。
[0020]移动平台11底部安装有车轮9，内部安装有电源装置7和控制系统10;移动平台11的上部设有车载书架12，用于放置待归位图书。车载书架12上安装有推书机构15，用于逐本推出待归位图书，供机械手装置夹取。
[0021]机械手装置5设置于移动平台11的上部，并位于车载书架12的旁侧。机械手装置5包括位于移动平台11上的旋转机构5-3，旋转机构5-3上设置有Z方向机械臂5-1，Z方向机械臂5-1上安装有X方向机械臂5-2，X方向机械臂5-2上安装有机械抓手4。机械手装置5有三个独立的坐标，两个直线运动(X、Z)和一个旋转运动(Θ)，旋转运动用来定位一个过道里相向的两个书柜I，直线运动用来定位书屉3的具体位置，旋转和直线都是通过步进电机和丝杠结构配合完成的。
[0022]机械手装置5的末端装有执行机构机械抓手4，机械手抓4的两个夹板4-1收紧放松来夹取放置书刊，抓手处的电机带动两个不同旋向的螺纹杆转动，从而带动两个夹块4-1同步相向移动。机械抓手4的机械抓手腕部4-2可旋转，即机械手抓腕部4-2由步进电机带动与X方向机械臂5-2之间可以相互转动，从而更加精确地定位。
[0023]推书机构15由两个步进电机(15-1、15-2)、螺纹杆15-3和推书块15-4组成。步进电机15-1带动内部齿轮转动从而带动整个推书机构15在上端边缘为齿条型的车载书架12上移动。步进电机15-2带动螺纹杆15-3转动，从而推动推书块15-4前移，推动书刊。
[0024]与机械抓手4配合使用的图书馆书架I包括书屉3-1和设置于书屉3-1上的斜板3-2，斜板3-2右高左低，相对于水平面的倾斜角度为3°。
[0025]移动平台11上还设有用于超声避障的超声波传感器13。图书馆地面埋有用于定位图书馆书架I的磁卡;移动平台11上还设有用于感应磁卡的电磁信号用于定位图书馆书架I的电磁感应传感器8。
[0026]本实用新型一种图书馆机器人存取装置运行前，在起始位置，图书管理员将需归还放置的图书装至车载书架12上，启动机器。
[0027]机械抓手4通过定位系统到达指定位置夹取书刊时，无法直接夹取，需将书本往前推移一段距离，此时推书机构15扮演者重要的角色。首先，推书机构15的初始位置处于车载书架的端点，步进电机15-2运行带动螺纹杆15-3转动，从而带动推书块15-4往前移动，将书刊推出。书刊推出后，机械抓手4夹取书刊准备放置，此时电机15-2反向转动，收回推书块15-4。再而步进电机15-1运行带动推书机构15沿着车载书架边沿移动，直至推书结构15遇到下一本书，推书结构15上的压力传感器感受到压力，步进电机15-1停止运行，步进电机15-2开始正转继续推书。
[0028]机械抓手4夹取的书刊被车载控制系统10扫描出编码，移动平台11根据编码通过电磁感应传感器8定位运行到指定位置，同时控制系统指挥机械手5的步进电机，让机械手通过旋转机构5-3，X方向移动机构5-2，Z方向移动机构5-1的移动找出该书刊需摆放的书屉3，再通过机械手抓4与X向机械臂5-2之间的旋转，将书本垂直放入书屉3-1的最右端，然后机械手抓4继续往左移动，直至机械手抓夹块4-1上的压力传感器感受到压力，即松开书本，退出书屉。
[0029]如此循环往复，直至车载图书放置完毕，小车会到起始点，继续装书。
[0030]其中控制系统1通过编程，对电机等执行装置进行开关、定时、顺序、运动控制，还可以通信联网，从而控制整个机器有序地运行。
[0031]运行指示灯6指示着机器的运行状态。
【主权项】
1.一种图书馆机器人存取装置，其特征在于，包括机械手装置(5)和移动平台(11); 移动平台(11)上设置有车载书架(12)、控制系统(10)和电源装置(7);车载书架(12)用于放置待归位图书;控制系统(10)用于控制移动平台(11)移动和机械手装置(5)运动；电源装置(7)用于给机械手装置(5)和控制系统(10)提供电源； 机械手装置(5)包括Z方向的机械臂(5-1)、X方向的机械臂(5-2)和旋转机构(5-3)，旋转机构(5-3)固定在移动平台(11)上，Z方向的机械臂(5-1)垂直安装在旋转机构(5-3)上，X方向的机械臂(5-2)垂直安装在Z方向的机械臂(5-1)上； X方向的机械臂(5-2)上安装有机械抓手(4);机械抓手(4)包括机械抓手腕部(4-2)和安装于机械抓手腕部(4-2)上的一对机械夹板(4-1)。2.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:车载书架(12)上安装有推书机构(15);推书机构(15)由第一步进电机、第二步进电机、螺纹杆(15-3)和推书块(15-4)组成；第一步进电机用于带动整个推书机构(15)在上端边缘为齿条型的车载书架(12)上移动;第二步进电机(15-2)用于通过螺纹杆(15-3)带动推动推书块(15-4)前移/后退推动待归位图书。3.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:机械抓手腕部(4-2)能够相对于X方向的机械臂(5-1)转动;一对机械夹板(4-1)用于夹取待归位图书。4.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:还包括与机械抓手(4)配合使用的图书馆书架(I)，图书馆书架(I)包括书屉(3-1)和设置于书屉(3-1)上的斜板(3-2)，斜板(3-2)右高左低，相对于水平面的倾斜角度为3°。5.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:移动平台(11)底部设置有车轮(9)。6.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:移动平台(11)上还设有用于超声避障的超声波传感器(13)。7.根据权利要求4所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:图书馆地面埋有用于定位图书馆书架(I)的磁卡;所述移动平台(11)上还设有用于感应磁卡的电磁信号用于定位图书馆书架(I)的电磁感应传感器(8)。8.根据权利要求1所述的一种图书馆机器人存取装置，其特征在于:移动平台(11)上还设置有运行指示灯(6)。
【文档编号】B25J9/04GK205572407SQ201620301917
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月12日
【发明人】赵素素, 孟凡虎, 宋丽娟
【申请人】长安大学