本实用新型涉及一种用于图书自动抓取与放置的装置，特别适用于图书馆在自主取还书系统以及便于管理员高效快捷的进行图书的获取与放置。
背景技术：
当今社会已经迈入知识经济时代，社会各界对知识获取的热情空前高涨，图书馆作为公众知识获取的重要场所更突显其重要性，伴随科技的发展，自动化设备正越来越多的出现在图书馆。随着图书馆藏书规模的增加和接待能力的日益提高，如何进一步提高图书馆的运营效率，有效缓解图书馆工作人员的工作强度已迫在眉睫，图书馆对高效图书管理设备的需求也比以往任何时期都显得更加迫切。
随着科学技术的发展，图书ATM机得到了快速的发展，其中图书管理设备最关键的技术是抓取图书的机械手快速实现精确定位。由于机械手的精确定位是一个二维的运动，现有的图书ATM机中图书抓取机械手的定位系统，为了保证达到一定精度的定位，同时为了降低成本，利用相应算法把二维运动分解为一维运动，如先走Y方向，后走X方向运动，但是这种方法所需要的时间较长。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于针对现有图书馆藏书量大，人工拿取、摆放图书工作量大，管理员在寻找目标图书时耗时长，而提供一种用于图书自动抓取与放置的装置，本实用新型适于网格化的图书书架，采用如下解决方案：
一种用于图书自动抓取与放置的装置，包括用于支撑装置的底座，用于查找目标图书的图书定位结构和用于取放目标图书的图书夹取装置，以及外设的控制器，所述图书定位结构可实现旋转和直线滑移复合动作，所述图书夹取装置可实现水平方向直线伸缩，还包括连接于夹取装置上部的用于识别图书编码的CCD相机，所述图书定位结构包括竖直设置的直线导轨和与直线导轨垂直连接的水平转轴，所述转轴轴身设有径向支撑件，所述径向支撑件左侧安装有直驱电机，所述直驱电机外接有用于检测并向控制器反馈直驱电机动作的旋转编码器，所述直驱电机通过电机转接件连接在转轴并通过平键与转轴构成刚性连接，所述直驱电机经向外侧设有电机固定架，所述转轴轴向末端设置电磁离合器。
所述图书定位结构经在水平转轴外同心设置的壳体固定于底座上方。
所述夹取装置与所述直线导轨的滑块之间连接有内置气缸的可伸缩空心杆。
所述气缸驱动可伸缩空心杆伸长或缩短实现夹取装置对目标图书的取放。
所述装置采用Bresenham直线算法确定目标图书的直线搜索路径。
本实用新型由控制器控制直驱电机驱动直线导轨实现角位移，控制器同时控制步进电机实现直线滑动，复合动作高效协同完成由Bresenham直线算法确定的最优直线路径，通过CCD相机获取图书编码向控制器的反馈，不仅可以有效修正了机械装置在路径执行时产生的误差，更有效提高了目标图书获取的准确性，采用电磁离合器实现系统异常断电的保护功能。
附图说明
图1为本实用新型的结构主视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。
如图1所示，一种用于图书自动抓取与放置的装置，包括用于支撑装置的底座1，用于查找目标图书的图书定位结构和用于取放目标图书的图书夹取装置13，以及外设的控制器，所述图书定位结构可实现旋转和直线滑移复合动作，所述图书夹取装置13可实现水平方向直线伸缩，还包括连接于夹取装置13上部的用于识别图书编码的CCD相机，所述图书定位结构包括竖直设置的直线导轨9和与直线导轨垂直连接的水平转轴3，所述转轴3轴身设有径向支撑件5，所述径向支撑件5左侧安装有直驱电机6，所述直驱电机6外接有用于检测并向控制器反馈直驱电机6动作的旋转编码器，所述旋转编码器可精确监测直驱电机6的角位移并将实际发生角位移与反馈给控制器，以便及时修正角位移的偏差。所述直驱电机6通过电机转接件4连接在转轴3并通过平键与转轴3构成刚性连接，所述直驱电机6经向外侧设有电机固定架8，所述转轴3轴向末端设置电磁离合器7，所述电磁离合器7在系统出现异常停电时通过机械自锁平衡直线导轨9的偏心自重，以约束直线导轨9绕转轴3轴线方向的转动而实现掉电保护。
所述图书定位结构经在水平转轴3外同心设置的壳体2固定于底座1上方。
所述夹取装置13与所述直线导轨9的滑块之间连接有内置气缸11的可伸缩空心杆10。
所述气缸11驱动可伸缩空心杆10伸长或缩短实现夹取装置13对目标图书的取放。
所述装置采用Bresenham直线算法确定目标图书的直线搜索路径。
本实用新型使用时，以图书定位结构的转轴3为原点确定坐标系，夹取装置13初始位置处于原点坐标，根据控制器接收的目标图书编码，确定目标图书的执行坐标，采用Bresenham直线算法得出夹取装置13自原点至执行坐标的直线路径；控制器根据直驱电机需转过的角度和直线导轨直线滑动距离确定相同时间内两者的运行速度，假如直驱电机的转动速度超过其额定转速，则根据直驱电机的标定转速确定运行时间，再根据运行时间确定直线导轨的直线平移速度，同样，直线导轨的直线平移速度不得超出其步进电机的额定转速；根据确定的时间，由控制器同时向旋转编码器和步进电机发出信号，旋转编码器控制直驱电机驱动转轴3与直线导轨9一起实现角位移，同时控制器控制步进电机驱动直线导轨9带动夹取装置13实现直线滑动，实现执行路径的最优；因机械装置存在误差，夹取装置13处于目标图书的临近区域，控制器控制CCD相机12进行图书编码的获取，所述网格化书架的每一格图书编码以数列的数据形式存储在控制器，控制器根据CCD相机12获取的图书编码与目标图书编码进行比对，根据算法进行对夹取装置13微调路径的确定，通常只需要单独控制驱动电机或步进电机即可完成，夹取装置13在到达预定位置后，由CCD相机12获取图书编码反馈给控制器，控制器与目标图书编码进行比对，如图书编码不一致，根据算法再次确定夹取装置13的微调路径；如图书编码一致,控制器控制气缸伸出抓取目标图书，并送达预定位置。
至此可进入下一个工作循环。