一种智能立体书库的图书上料机构的制作方法

1.本实用新型涉及图书采集中的图书管理设备技术领域，尤其是指一种智能立体书库的图书上料机构。


背景技术：

2.随着现代信息时代的发展，人们对知识的需求越来越大，城市或学校图书馆中的藏书量也越来越大，图书管理已经成为大型图书馆面临的严重问题，在图书入库时，需要整理书本、收集书本信息、粘贴书本信息、书本分类等，需要大量人员进行处理且繁琐；
3.随着自动化的发展，希望采用自动化设备实现图书管理，通过自动化机械设备完成整理书本、收集书本信息、粘贴书本信息、书本分类等工作，在完成这些工作的前提是都需要通过智能立体书库的图书上料机构将多本堆叠放置的图书分离成单本图书，然后依次完成整理书本、收集书本信息、粘贴书本信息、书本分类的工作。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中图书分离上料的困难，提供一种智能立体书库的图书上料机构，能够实现将堆叠放置的书本单本分离的动作，提高工作效率，为方便实现后续的图书管理动作。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能立体书库的图书上料机构，包括：
6.机架；
7.输送线，设置在所述机架上，用于承载和运送图书；
8.推书组件，与所述输送线配合设置，在输送线运送图书的过程中，抵压并跟随图书向输送线的传输方向移动；
9.拔书组件，设置在输送线的一端，与推书组件对应设置分别夹持在图书的两侧，所述拔书组件将最靠近拔书组件端的单本图书垂直抬起。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述输送线包括：
11.传输带支架；
12.传动轮，设置在所述传输带支架的两端，包括主动轮和从动轮；
13.环形传输带，张紧套设在主动轮和从动轮外周，由所述主动轮带动沿所述传输带支架水平移动；
14.支撑轮，设置在传输带支架上，用于支撑所述环形传输带；
15.支撑板，设置在传输带支架上，用于支撑放置在环形传输带上的图书；
16.传输带驱动源，与所述主动轮连接，带动主动轮转动。
17.在本实用新型的一个实施例中，所述图书垂直堆叠放置在环形传输带上，并且，多本图书的放置方向相同。
18.在本实用新型的一个实施例中，所述推书组件包括推书驱动部、由推书驱动部带
动的推书臂和设置在所述推书臂上的推书挡板；
19.其中，所述推书驱动部与输送线的延伸方向相同，所述推书驱动部带动推书臂沿所述输送线的延伸方向移动；
20.所述推书臂突出于所述推书驱动部设在所述输送线的上方；
21.所述推书挡板设置在靠近拔书组件的一侧，所述推书挡板上设置有与输送线垂直的推书面。
22.在本实用新型的一个实施例中，所述推书挡板包括与推书臂连接的转接板和用于抵压图书的紧压板，所述转接板与紧压板之间设置有销轴、与销轴匹配的轴套和套设在销轴及轴套外的弹性件，所述转接板与紧压板通过销轴、轴套和弹性件实现弹性滑动连接。
23.在本实用新型的一个实施例中，所述推书组件还包括压力控制检测传感器，所述压力控制检测传感器设置在所述推书挡板上，所述推书组件跟随输送线移动抵压图书时，所述紧压板抵接图书后相对于转接板弹性滑动，所述销轴穿过所述轴套，当所述压力控制检测传感器检测到销轴时，控制推书组件停止运动，从而实现推书组件推书压力的控制。
24.在本实用新型的一个实施例中，所述拔书组件包括：
25.拔书支架；
26.拔书支架驱动部，带动所述拔书支架向靠近或远离图书的方向移动；
27.海绵吸盘，向输送线方向突出设置在所述拔书支架上，所述海绵吸盘设置有相对于输送线垂直的吸附面；
28.拔书驱动部，设置在所述拔书支架上，带动所述海绵吸盘在输送线上方相对于输送线垂直移动。
29.在本实用新型的一个实施例中，所述拔书组件还包括固定在输送线端部的图书挡片，所述图书挡片上开设有供海绵吸盘穿过的豁口。
30.在本实用新型的一个实施例中，还包括设置在拔书组件上方的移载组件，所述移载组件与拔书组件配合，能够夹持运送被拔书组件垂直抬起的图书。
31.在本实用新型的一个实施例中，所述机架上设置有两条输送线，在两条输送线之间设置有推书支架，在所述推书支架的两个侧壁上分别设置有与两条输送线对应的推书组件。
32.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
33.本实用新型所述的智能立体书库的图书上料机构，设置推书组件与输送线配合使用，在输送线带动图书移动的过程中，推书组件随输送线同步移动，在提供一定的推书力，防止图书在输送线上倾倒的同时，又不会推动图书相对于输送线移动，也不会过渡压合图书造成图书损伤，在图书被单独取出的过程中，始终起到辅助夹持的作用；
34.本实用新型所述的智能立体书库的图书上料机构还设置拔书组件，与推书组件对应设置，一方面，与推书组件配合，实现对输送线上垂直堆叠放置的图书的夹持限位，保证垂直放置的图书不会倾倒，另一方面，将位于输送线上最前端的单本图书相对于其他堆叠的图书抬起，从而实现单本图书与堆叠图书的分离动作，完成单本图书的上料，提高工作效率，为方便实现后续的图书管理动作。
附图说明
35.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
36.图1是本实用新型的智能立体书库的图书上料机构的整体结构示意图；
37.图2是本实用新型的输送线的外部结构示意图；
38.图3是本实用新型的输送线的内部结构示意图；
39.图4是本实用新型的推书组件的结构示意图；
40.图5是本实用新型的推书挡板的结构示意图；
41.图6是本实用新型的拔书组件的结构示意图；
42.图7是本实用新型的移载组件的结构示意图。
43.说明书附图标记说明：1、机架；2、输送线；21、传输带支架；22、传动轮；23、环形传输带；24、支撑轮；25、支撑板；26、传输带驱动源；3、推书组件；31、推书驱动部；32、推书臂；33、推书挡板；331、转接板；332、紧压板；333、销轴；334、轴套；335、弹性件；34、压力控制检测传感器；4、拔书组件；41、拔书支架；42、拔书支架驱动部；43、海绵吸盘；44、拔书驱动部；45、图书挡片；46、到位传感器；5、移载组件；51、三轴机械手臂；52、夹持手；6、推书支架。
具体实施方式
44.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
45.参照图1所示，本实用新型的智能立体书库的图书上料机构，包括：
46.机架1；
47.输送线2，设置在所述机架1上，用于承载和运送图书；
48.推书组件3，与所述输送线2配合设置，在输送线2运送图书的过程中，抵压并跟随图书向输送线2的传输方向移动，所述推书组件3在跟随传输线2移动时抵压在图书的侧面，能够提供一定的推书力，防止图书在输送线2上倾倒，本实施例中的推书组件3仅起到跟随图书移动，防止图书倾倒的作用，不会起到额外的推动作用，因此推书组件3不会推动图书相对于输送线2移动，也不会过渡压合图书造成图书损伤，在图书被单独取出的过程中，始终起到辅助夹持的作用；
49.拔书组件4，设置在输送线2的一端，与推书组件3对应设置分别夹持在图书的两侧，实现对输送线2上垂直堆叠放置的图书的夹持限位，保证垂直放置的图书不会倾倒，并且通过所述拔书组件4将最靠近拔书组件4端的单本图书垂直抬起，从而实现单本图书与堆叠图书的分离动作，完成单本图书的上料，提高工作效率，为方便实现后续的图书管理动作。
50.参照图2和图3所示，本实施例的所述输送线2包括：
51.传输带支架21；
52.传动轮22，设置在所述传输带支架21的两端，包括主动轮和从动轮；
53.环形传输带23，张紧套设在主动轮和从动轮外周，由所述主动轮带动沿所述传输带支架21的延伸方向水平移动；
54.支撑轮24，设置在传输带支架21上，用于支撑所述环形传输带23；
55.支撑板25，设置在传输带支架21上，用于支撑放置在环形传输带23上的图书；
56.传输带驱动源26，与所述主动轮连接，带动主动轮转动；
57.具体地，本实施例的传输带支架21为矩形框架结构，所述传动轮22中的主动轮和从动轮分别设置在沿矩形框架长度方向延伸的两端，所述环形传输带23的宽度与矩形框架的宽度相同，所述环形传输带23沿矩形框架长度方向张紧套设在主动轮和从动轮外周，因此在所述主动轮转动的时候，通过摩擦力带动环形传输带3水平移动，同时通过所述环形传输带23再带动从动轮转动，将图书放置在环形传输带23上，在环形传输带23的带动下就能够实现图书的水平运输；但是由于环形传输带23具有一定的弹性和延展性，多本图书同步放置在环形传输带23上后，环形传输带23会下沉、凹陷，一方面不能保证图书的平稳运输，另一方面，在长期的使用过程中，也无法保证环形传输带23始终保持在张紧的状态，可以会出现打滑的情况，因此，本实施例在传输带支架21上还设置了多个支撑轮24，多个所述支撑轮24分别设置在环形传输带23的下方，能够对环形传输23带起到滑动支撑的作用，防止环形传输带23下沉或者塌陷，并且，本实施例为了进一步分担环形传输带23支撑图书受到的压力，在环形传输带23用于承载图书面的下方还设置了多段支撑板25，多段支撑板25共同支撑放置在环形传输带23上的图书，防止环形传输带23下沉、凹陷；
58.具体地，所述传输带驱动源26能够控制转动的方向和转动的速度，从而确定环形传输带23的传输方向和传输速度。
59.本实施例的上料机构是用于完成图书的上料动作的，相比于其它物料的上料动作，图书是有方向性的，因此，本实施例中输送线2上图书放置的方式和拔书组件4对图书的抓取都是有要求的。
60.根据现有的物料上料结构，很容易想到将多本图书平铺放置在输送线2上，将单本图书间隔放置在输送线2上或将多本图书一摞一摞的堆叠放置在输送线2上，在输送线2上方设置抓取机构，实现对图书的抓取和搬运动作，但是针对于图书的抓取动作，很难设置合适的抓取机构，如果采用夹爪式的抓取机构，由于图书较软，在对图书进行抓取时，会损伤图书，并且采用夹爪很难从平放面抓取图书，如果采用吸盘式的抓取机构，在吸盘将图书抓取时，图书会开页，难以完成后续的图书管理动作，并且吸盘只能吸附图书最上层的一页，仅通过吸附一页纸张将整本图书吸起，在移载的过程中，容易将吸附页的纸张撕掉，因此，将书本平铺在输送线2上，采用现有的抓取机构是无法完成图书的抓取动作的；
61.结合上述分析，对于书本的抓取，仅能够从书本的侧面，即抓取臂沿书本的厚度方向进行夹持，才能完成抓取动作，因此如果抓取机构相对于传输线2设置在传输线2的侧面或者上方，需要图书能够垂直放置在传输线2上，然而，在实际的操作过程中，难以将多本图书稳定垂直放置在输送线2上，即使能够将多本图书垂直放置在输送线2上，但是开启输送线2后，由于惯性作用和摩擦力的作用，垂直放置好的图书也会倾倒，无法完成上料动作；
62.因此，为了实现将图书垂直放置在输送线2上，并且保证图书随传输线2运动的过程中还不会倾倒，可以借鉴书架的原理，设置限位机构，将图书堆叠挤压放置在限位机构中，将限位机构设置在输送线2上，多个垂直堆叠的图书紧密排列放置在限位机构之间，通过限位机构挤压图书，防止图书倾倒，因为图书上料是一个动态变化的过程，随着不断的抓取上料，垂直堆叠的图书数量不断减少，因此需要限位机构也能够随图书数量的减少实时改变限位机构的间隙大小，从而保证限位机构能够始终挤压图书，防止图书倾倒，根据这一
设计需要，设置了本实施例的推书组件3，在跟随传输线2移动时抵压在图书的侧面，能够提供一定的推书力，防止图书在输送线2上倾倒，并且，该推书组件3不会起到额外的推动作用，因此推书组件3不会推动图书相对于输送线2移动，也不会过渡压合图书造成图书损伤。
63.为了实现上述设计要求，参照图4和图5所示，本实施例的所述推书组件3包括推书驱动部31、由推书驱动部31带动的推书臂32和设置在所述推书臂32上的推书挡板33；
64.其中，所述推书驱动部31与输送线2的延伸方向相同，所述推书驱动部31带动推书臂32沿所述输送线2的延伸方向移动，根据实际的使用需求，所述输送线2能够朝向两个方向运输图书，因此，所述推书驱动部31也能够推书臂32向两个方向移动；
65.所述推书臂32突出于所述推书驱动部31设置在所述输送线2的上方；
66.所述推书挡板33设置在靠近拔书组件3的一侧，所述推书挡板33上设置有与输送线2垂直的推书面；
67.本实施例的推书组件3通过推书驱动部31带动推书臂32朝向靠近拔书组件4的方向移动，通过推书挡板33抵接图书，防止图书倾倒。
68.具体地，所述推书挡板33包括与推书臂32连接的转接板331和用于抵压图书的紧压板332，所述转接板331与紧压板332之间设置有销轴333、与销轴333匹配的轴套334和套设在销轴333及轴套334外的弹性件335，所述销轴333固定在紧压板332上朝向转接板331的方向延伸设置，所述转接板331上设置有与销轴333位置对应的供所述销轴333穿过的轴套334，当推书驱动部31带动紧压板332抵接到图书后，所述紧压板332向靠近转接板331的方向移动，压缩所述弹性件335提供，通过弹性件335提供一定的反弹推力，同时在紧压板332靠近转接板331的过程中，所述销轴333穿过轴套334，所述转接板331与紧压板332通过销轴333、轴套334和弹性件335实现弹性滑动连接；
69.具体地，为了实现上述要求中推书臂32能够随输送线2同步移动，并对推书力的进行精确控制，所述推书组件3还包括压力控制检测传感器34，所述压力控制检测传感器34设置在所述推书挡板33上，所述推书组件3跟随输送线2移动抵压图书时，所述紧压板332抵接图书后相对于转接板331弹性滑动，所述销轴333穿过所述轴套334，当所述压力控制检测传感器34检测到销轴333时，控制推书组件3停止运动，表示书本已经被压好，从而实现推书组件3推书压力的控制，不至于把书本压的太紧或压坏；当一本图书被取走后，输送线2继续带动书本向前移动，紧压板332在弹性件335的弹性力的作用下相对于向远离转接板331的方向移动，销轴333也从轴套334中逐步移出，当所述压力控制检测传感器34检测不到销轴333时，所述推书组件3重新启动，从而实现同输送线2的随动。
70.具体地，为了配合管理系统中，后续设备的工作，垂直堆叠放置在输送线2上的多本图书的放置方向相同，本实施例中，所有图书均书脊朝上，isbn号朝向远离拔书组件4的一侧。
71.根据上述设计思路，将多个图书垂直堆叠放置在输送线2上后，可以从图书的侧面抓取图书，但是图书是堆叠放置的，且不同图书的厚度也不仅相同，如何实现对单个图书的抓取也是一个比较大的难点：
72.如果采用机械夹臂对其进行抓取，如何确定机械夹臂开合的大小是问题的关键，因为不同图书的厚度不同，设置开合夹臂时，不可能针对不同图书设置不同的开合大小，因此只能设置开合夹臂的开合大小尽量大，开合的大小要比最厚的一本图书大，才能实现对
所有图书的夹持，但是设置固定大小的开合夹臂在对多个堆叠的图书进行夹持时，无法对单个图书进行夹持，有可能一次夹取多个图书，也有可能在插入到堆叠的图书中时，对图书造成损伤，因此机械夹臂的夹取方式并不适用；
73.如果采用吸盘对其进行吸附抓取，由于书本的厚度不同，也无法设置相同大小的吸盘进行抓取，甚至由于有些图书较薄，即使采用最小的吸盘也无法对其完成准确的定位吸附，因此吸盘吸附的方式也不适用；
74.针对上述问题，本实用新型的智能立体书库的图书上料机构设置了特殊的拔书组件4，将所述拔书组件4设置在输送线2的一侧，通过所述拔书组件4将最靠近拔书组件4端的单本图书垂直抬起，从而实现单本图书与堆叠图书的分离动作，将单本图书分离后，在单本图书的两侧就不会有机械臂开合的干涉空间，机械臂开合的大小就不受限制，这样就能够采用现有的机械夹臂夹取方式对单本图书进行夹持运输。
75.为了实现上述设计要求，参照图6所示，所述拔书组件4包括：
76.拔书支架41；
77.拔书支架驱动部42，带动所述拔书支架41向靠近或远离图书的方向移动；
78.海绵吸盘43，向输送线2方向突出设置在所述拔书支架43上，所述海绵吸盘43设置有相对于输送线2垂直的吸附面；
79.拔书驱动部44，设置在所述拔书支架41上，带动所述海绵吸盘43在输送线2上方相对于输送线2垂直移动；
80.本实施例中，所述拔书组件4与推书组件3对应设置，所述拔书支架驱动部41带动所述拔书支架42向靠近图书的方向移动，所述海绵吸盘43抵压在最靠近拔书组件4的一本图书上，海绵吸盘43中的海绵压缩增大与图书的接触面积，同时，海绵吸盘43吸附图书，在拔书驱动部44的带动下，将被吸附的图书相对于其他图书能够抬起一定的高度，从而实现单本图书的分离，再配合机械臂就能实现单本图书的夹持和运输。
81.具体地，所述拔书组件4还包括固定在输送线2端部的图书挡片44，所述拔书组件4中的图书挡片44与推书组件3中的推书臂32共同形成抵压在图书两侧的夹臂，所述推书臂32推动图书抵压在图书挡片44上，通过推书臂32和图书挡片44在图书的两侧形成支撑臂，防止图书倾倒，所述图书挡片44上开设有供海绵吸盘43穿过的豁口，通过设置豁口，使所述图书挡片44避让所述海绵吸盘43，从而不影响海绵吸盘43对图书的吸附和拔取动作。
82.具体地，所述图书挡片44上还设置有到位传感器45，当所述到位传感器45检测到图书抵压到所述图书挡片44上的时候，控制所述输送线停止运动，表示输送线2已经将图书运输到能够与拔书组件4配合的位置。
83.为了与拔书组件4配合，将被拔书组件4抬起的单本图书夹持并运送到下一工位，本实用新型的智能立体书库的图书上料机构还包括设置在拔书组件4上方的移载组件5，所述移载组件5与拔书组件4配合，能够夹持运送被拔书组件4垂直抬起的图书，参照图7所示，所述移载组件5包括三轴机械手臂51，能够实现空间上xyz轴三个方向上的移动，在三轴机械手臂51的输出端设置有用于夹持图书的夹持手52，设置夹持手52张开的间距大于最厚的一本图书的厚度，实现夹持手52对任意一本图书的夹持，并且，所述三轴机械手臂51还能够对带动夹持手52移动的位置进行定位控制，使夹持手52的中心位置对准图书的中心位置，所述三轴机械手臂51先带动夹持手52移动到图书的上方，然后夹持手52张开，三轴机械手
臂51带动夹持手52向图书方向靠近，使图书插入到夹持手52中，夹持手52闭合将图书夹紧，三轴机械手臂51带动夹持手52将图书从输送线2上夹持走，搬运到下一到工序中。
84.参照图1所示，为了进一步提升本实用新型智能立体书库的图书上料机构的工作效率，对智能立体书库的图书上料机构中的组件数量和空间布局做了一定的调整，使工作效率达到最大化，具体地，在本实用新型的一个实施例中，所述机架1上设置有两条输送线2，在两条输送线2之间设置有推书支架6，在所述推书支架6的两个侧壁上分别设置有与两条输送线2对应的推书组件3；
85.具体地，两条所述输送线2可以同步工作，所述移载组件5交替从两条传输线2上夹取图书，从而增大一次性的图书上料数量；两条所述输送线2也可以一条上料工作，另一条码垛，当一条输送线2完成图书的运输后，可以直接开启另一条输送线2，不用等待码垛时间，实现不停机连续上料。
86.本实施例的智能立体书库的图书上料机构的上料动作为：
87.首先，根据需要完成上料的图书数量观察推书组件3至拔书组件4中间位置是否可以放下待操作书本，若距离不够可以调整推书组件3和拔书组件4之间的间距；
88.然后，将需要上料的图书按照一定的方向放置在输送线2上，开启推书组件3，当推书组件3与图书存在一定间隙时，推书组件3向图书靠近，直至推书挡板33接触到图书后，其中紧压板332抵接图书后相对于转接板331弹性滑动，销轴333穿过轴套334，当压力控制检测传感器34检测到销轴333时，控制推书组件3停止运动，表示书本已经被压好；
89.书本放置好后，开启输送线2，输送线2带着书本向前运动，并且推书组件3跟随书本向前运动防止书本倾倒，当拔书组件4上的到位传感器检测45到书本到达预设位置时，输送线2停止运动，推书组件3随之停止运动；
90.最后，海绵吸盘43在拔书支架驱动部41的带动下向图书方向移动，并抵压在图书上，开启真空吸住书本，通过拔书驱动部44带动海绵吸盘43向上移动，书本随海绵吸盘43抬起，移载组件5实现图书夹持运输；
91.当图书取走，海绵吸盘43后退下降到待机位置，拔书组件4中的到位传感器45未检测到书本到达预设位置，输送线2继续带着书本向前运动，当拔书组件4上的到位传感器45再次检测到书本到达预设位置时，重复上述拔书动作，从而实现书本单本剥离。
92.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。