图书馆智能电子控制系统的制作方法

本发明涉及图书馆智能电子控制系统。

背景技术：

无人图书馆采用rfid无线射频识别技术(rfid是无线射频识别技术的英文radiofrequencyidentification的缩写，自带存储空间，可重复编辑，用于物体识别、资产管理、档案管理、防伪、防盗等)。实现快速识别，智能查找，书籍自助借还，210小时自助服务突破时间和场地的限制，可与公共图书馆、联盟校区资源共享互补，快速上架，精准馆藏盘点。是一个具备多种功能的智能化图书馆。纵观图书馆发展的历史，其趋势是逐渐走向现代化、智能化，而无人图书馆正是图书馆智能化的产物，它将在图书馆的发展史上添上浓墨重彩的一笔，也将有力的推动文化的发展。

文献管理和收集一直是图书馆等单位主要工作，目前，往往通过人工查阅的方式实现文献的分类，工作量十分巨大，而且容易出错。因此，为了解决上述技术问题，需要设计一种书籍自动分类系统。cn202020807053060104.5一种书籍自动分类系统无法实现自动识别，无法无法人化操作。cn202040405018405086.5一种基于lda主题模型的书籍自动分类方法没有提供支撑该方案的硬件设施。cn202030504050212694.6一种分类数据库的构建方法以及书籍分类的方法也没有提供硬件设施。

市面上的书籍分类技术标准都基于中图法分类标准，中图法仿照美国国会书籍分类的办法用208个大写字母作为大类代号，其中有的“附属学科”又用th、tn等双字母标示。在中图法中有许多既可入此类又可入彼类的书籍，或“宜入此”的模棱两可的现象。当我们输入某学科关键词检索，竟会出现三种或四、五种分类。标示与学科门类之间没有关联，没有提示性，分类号、索取号、重叠使用，标识繁琐，检索芜杂，种次号定义标准模糊，无法实现检索、目录、索引一体化和开放式自助分类编目，使中图法丧失了大众化的功能。书籍分类工作通常是人手工进行，但是由于书籍分类的复杂性、多样性、模糊性等原因，使书籍分类工作更加困难，准确性也不能得到绝对保证，仅仅提高工作人员的素质是根本不够的。随着科技的迅速发展，使用新的计算机技术来解决书籍分类的问题是十分有必要的。n10105502550b-图像文字识别方法及装置、cn10668213011a-图像文字识别系统、cn1099610775a-图像方向识别方法、装置、终端设备及可读存储介质-公开。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种图书馆智能电子控制系统。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种图书馆智能电子控制系统，包括位于图书馆底层的书籍自动分拣计算机系统、设置在底层与图书馆各楼层之间且电梯门用于输送承载有书籍书籍运送车升降的楼层间货梯、设置在各楼层上的馆室中的放书架、以及设置在放书架上的书架射频标签；

书籍自动分拣计算机系统包括工作机架、以及依次工序连接设置在工作机架上的输入组件、传进组件、辨认规整组件、标签组件、与分离组件。

作为上述技术方案的进一步改进：

包括智能控制单元，智能控制单元包括

扫描模块，载体为辨别拍摄摄像头，用于将书籍信息生成图片格式并输入，将版面信息与书名、条形码建立映射；辨别拍摄摄像头，用于将书籍信息生成图片格式并输入，将版面信息与书名、条形码建立映射；辨别拍摄摄像头还连接有图书馆计算机系统；

存储模块，载体为图书馆服务器，存有要馆藏书籍的版面信息与书名、条形码以及扫描图片信息；

识别处理模块，载体为安装有计算机软件的图书馆处理器，调取扫描模块与存储模块信息，识别扫描图像中文字信息后并与存储模块文字信息对应，同时，将采集的扫描图像中图片信息与存储模块版面信息对应；

图像方向识别模块，载体为安装有计算机软件的图书馆处理器，基于像素梯度识别方法或图像标定点矢量长度比识别将采集的扫描图像中图片信息与存储模块版面信息比对，从而确定书籍的方向与正反面；

控制器，用于执行图书馆处理器发送的指令，基于图像方向识别模块识别方向确定控制书籍进行旋转到预设方向，基于识别正背面控制书籍进行翻个，基于识别处理模块识别的文字信息，根据中图分类号对书籍粘贴标签；将分类后的书籍送入指定的书籍运送车中；通过无线连接，控制书籍运送车通过楼层间货梯送至指定的放书架处，通过机械手或人工上架。

输入组件包括根部铰接在工作机架上的输入翻动基板、设置在输入翻动基板相邻两侧的输入侧立板与输入前侧板、设置在相邻输入前侧板之间的输入间隙、以及设置在工作机架与输入翻动基板头部之间的输入摆动驱动件；还包括活动在输入翻动基板上表面的输入加强翻动板、设置在输入翻动基板上表面与输入加强翻动板头部之间的输入加强弹簧；

输入加强翻动板的铰接方向与输入翻动基板的铰接方向相同。

传进组件包括传进传送带、分布在传进传送带上且同组横向共线的传进前挡位板、硫化在传进传送带侧部的传进侧拨手臂、纵向设置在传进传送带上行段与下行段之间的传进纵向导轨、纵向往复设置在传进纵向导轨上的传进直线活动托、设置在传进纵向导轨两端的传进换向触点、设置在传进直线活动托上且用于伸出吸附书籍下表面的传进伸缩吸头、设置在传进直线活动托侧部的传进直线活动侧架、设置在传进直线活动侧架上的传进三位换向电磁阀/气动阀、设置在传进三位换向电磁阀/气动阀上的传进竖直阀芯轴、设置在传进传送带侧部的传进侧辅助斜板、以及设置在传进传送带输出端前方且用于阻挡后续书籍前行的传进前端定位块；

当传进直线活动托前行时，传进竖直阀芯轴向上伸出与上行段的传进侧拨手臂接触，当传进直线活动托后退时，传进竖直阀芯轴向下伸出与下行段的传进侧拨手臂接触。

辨认规整组件包括输入端高于输出端且中空的倾斜差速传送带、横向分布在倾斜差速传送带上的规整挡板、设置在倾斜差速传送带中空上下两侧且分别用于对书籍正背面识别的辨别拍摄摄像头、设置在倾斜差速传送带中空处且用于伸出托举书籍旋转设定角度且位于辨别拍摄摄像头一侧的规整伸缩转动托架、设置在规整伸缩转动托架上端且用于伸出托举书籍的规整转动吸风托手、设置在倾斜差速传送带输出端横向一侧且用于将书籍脱离倾斜差速传送带的规整辅助机械手、设置在倾斜差速传送带输出端横向另一侧且用于承接规整辅助机械手输出书籍的规整前接料摆动手、根部与规整前接料摆动手根据通过规整差速啮合齿轮组传动连接对合设置的规整后承接摆动手、设置在斜差速传送带输出端中空下方的规整下方传感器、以及设置在倾斜差速传送带输出端前方的导向辊；

规整前接料摆动手与规整后承接摆动手相向或相对运动；对合传递书籍时，规整前接料摆动手摆动幅度大于规整后承接摆动手摆动幅度，规整前接料摆动手摆动幅度越过规整前接料摆动手与规整后承接摆动手之间的中心线；

在规整前接料摆动手与规整后承接摆动手的旁侧平行设置有用于将翻转后的书籍送回倾斜差速传送带上的规整送回传送带，

书籍落到倾斜差速传送带输入端时，书籍与倾斜差速传送带运动方向斜交且前端边先于规整挡板接触。

标签组件包括用于承接辨认规整组件输出书籍的标签传送带、设置在标签传送带中空处上下端面的标签封面贴码机、设置在标签封面贴码机一侧且用于打开书籍封面的标签翻书机械手、设置在标签翻书机械手一侧且用于给打开封面书籍的贴码的标签第二贴码机、横向设置在标签传送带输出端的标签前阻挡杆、设置在标签传送带输出端一侧的标签移开横向气缸、以及设置在标签传送带输出端另一侧的托板上的标签分离推送气缸；

分离组件包括环形设置在工作机架上的分离水平环形传送带、位于标签分离推送气缸外侧且在分离水平环形传送带上循环移动且用于夹取标签分离推送气缸推出书籍的分离取书机械手、设置在分离水平环形传送带一侧且用于承载分类后对应书籍的书籍运送车、设置在书籍运送车侧壁上且与分离取书机械手对应的车侧壁豁口。

附图说明

图1是本发明智能电子的结构示意图。

图2是本发明控制系统的结构示意图。

图3是本发明输入组件的结构示意图。

图4是本发明辨认规整组件的结构示意图。

图5是本发明辨认规整组件的结构示意图。

图6是本发明标签组件的结构示意图。

其中：100、书籍；200、输入组件；300、传进组件；400、辨认规整组件；500、标签组件；600、分离组件；700、工作机架；101、输入翻动基板；102、输入侧立板；103、输入前侧板；104、输入间隙；105、输入加强弹簧；106、输入加强翻动板；107、输入摆动驱动件；201、传进传送带；202、传进前挡位板；203、传进侧拨手臂；204、传进直线活动托；205、传进纵向导轨；206、传进换向触点；207、传进伸缩吸头；208、传进直线活动侧架；209、传进三位换向电磁阀；210、传进竖直阀芯轴；211、传进侧辅助斜板；212、传进前端定位块；301、倾斜差速传送带；302、规整挡板；303、辨别拍摄摄像头；304、规整伸缩转动托架；305、规整转动吸风托手；306、规整辅助机械手；307、规整下方传感器；308、规整前接料摆动手；309、规整后承接摆动手；310、规整差速啮合齿轮组；311、规整送回传送带；401、标签传送带；402、标签封面贴码机；403、标签翻书机械手；404、标签第二贴码机；405、标签前阻挡杆；406、标签移开横向气缸；407、标签分离推送气缸；501、分离取书机械手；502、分离水平环形传送带；503、书籍运送车；504、车侧壁豁口；505、楼层间货梯；506、电梯门；507、放书架；508、书架射频标签。

具体实施方式

如图1-6，本实施例的图书馆智能电子控制系统，包括位于图书馆底层的书籍自动分拣计算机系统、设置在底层与图书馆各楼层之间且电梯门506用于输送承载有书籍100书籍运送车503升降的楼层间货梯505、设置在各楼层上的馆室中的放书架507、以及设置在放书架507上的书架射频标签508；从而实现了书籍的自动存储。

如图2，书籍自动分拣计算机系统包括工作机架700、以及依次工序连接设置在工作机架700上的输入组件200、传进组件300、辨认规整组件400、标签组件500、与分离组件600。从而实现了书籍的自动标记管理。书籍自动分拣计算机系统还包括智能控制单元，智能控制单元包括扫描模块，载体为辨别拍摄摄像头303，用于将书籍信息生成图片格式并输入，将版面信息与书名、条形码建立映射；存储模块，载体为图书馆服务器，存有要馆藏书籍100的版面信息与书名、条形码以及扫描图片信息；识别处理模块，载体为安装有计算机软件的图书馆处理器，调取扫描模块与存储模块信息，识别扫描图像中文字信息后并与存储模块文字信息对应，同时，将采集的扫描图像中图片信息与存储模块版面信息对应；图像方向识别模块，载体为安装有计算机软件的图书馆处理器，基于像素梯度识别方法或图像标定点矢量长度比识别将采集的扫描图像中图片信息与存储模块版面信息比对，从而确定书籍100的方向与正反面；关于去噪处理、灰度处理等为公知常识，广泛应用于图像识别。控制器，用于执行图书馆处理器发送的指令，基于图像方向识别模块识别方向确定控制书籍进行旋转到预设方向，基于识别正背面控制书籍进行翻个，基于识别处理模块识别的文字信息，根据中图分类号对书籍100粘贴标签；将分类后的书籍100送入指定的书籍运送车503中；通过无线连接，控制书籍运送车503通过楼层间货梯505送至指定的放书架507处，通过机械手或人工上架。电控系统可以采用plc等常用控制器来实现控制公知常识。本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。实现了书籍入馆到上架全过程智慧自动控制与管理，极大节约人力，实现智慧城市，节约人力，避免了人们乱拿乱放书籍而造成后续借阅人查询不方便的弊端。

如图3，输入组件200包括根部铰接在工作机架700上的输入翻动基板101、设置在输入翻动基板101相邻两侧的输入侧立板102与输入前侧板103、设置在相邻输入前侧板103之间的输入间隙104、以及设置在工作机架700与输入翻动基板101头部之间的输入摆动驱动件107。其采用开口式设计，利用两侧挡板为依托，实现对各种尺寸书籍的兼容，同时利用重力，使得图纸靠近自动靠近两侧板定位，通过间隙减少摩擦力，牵拉可以是推杆等常见件。进一步，输入组件200包括根部铰接在输入翻动基板101上表面的输入加强翻动板106、设置在输入翻动基板101上表面与输入加强翻动板106头部之间的输入加强弹簧105；当其倾倒之后，活动板受力减少，弹簧可以使得活动板将位于底部的书籍向开口处推送。输入加强翻动板106的铰接方向与输入翻动基板101的铰接方向相同。其翻转方向为输入侧立板102与输入前侧板103的交接处。作为优选，输入侧立板102与输入前侧板103为伸缩板。输入组件200在传进组件300之前，实现对进馆书籍的快速收集，提高工作效率，降低了人工分拣的工作量。

如图4，传进组件300与辨认规整组件400输入端连接，从而实现将层叠的书籍送出，传进组件300包括传进传送带201实现传送，分布在传进传送带201上且同组横向共线的传进前挡位板202减少摩擦力、硫化在传进传送带201侧部的传进侧拨手臂203、纵向设置在传进传送带201上行段与下行段之间的传进纵向导轨205实现导向、纵向往复设置在传进纵向导轨205上的传进直线活动托204方便移动、设置在传进纵向导轨205两端的传进换向触点206实现行程控制、设置在传进直线活动托204上且用于伸出吸附书籍100下表面的传进伸缩吸头207实现负压吸附带动书籍快速前行与其上书籍分离，传进伸缩吸头207在前行的过程中，可以不断上升，从而上顶书籍，使得其上方书籍下后下方滑落，进一步提高书籍分离效果，设置在传进直线活动托204侧部的传进直线活动侧架208、设置在传进直线活动侧架208上的传进三位换向电磁阀209/气动阀、设置在传进三位换向电磁阀209/气动阀上的传进竖直阀芯轴210、设置在传进传送带201侧部的传进侧辅助斜板211、以及设置在传进传送带201输出端前方且用于阻挡后续书籍100前行的传进前端定位块212，控制图纸的前进的数量，同时可以将层叠未分离的书籍进行分离拨开；当传进直线活动托204前行时，传进竖直阀芯轴210向上伸出与上行段的传进侧拨手臂203接触，当传进直线活动托204后退时，传进竖直阀芯轴210向下伸出与下行段的传进侧拨手臂203接触。其减少动力源，实现同步同速驱动。

如图5，辨认规整组件400从而实现了对书籍信息进行识别，并根据识别信息进行调整书籍方向，方便统一管理；辨认规整组件400包括输入端高于输出端且中空的倾斜差速传送带301其速度快于传进传送带，从而使得书籍在传送带产生间隙距离、横向分布在倾斜差速传送带301上的规整挡板302，利用自重使得，使得书籍前端与挡板线接触从而实现对其自动调整，设置在倾斜差速传送带301中空上下两侧且分别用于对书籍100正背面识别的辨别拍摄摄像头303从而实现进行信息输入、设置在倾斜差速传送带301中空处且用于伸出托举书籍100旋转设定角度且位于辨别拍摄摄像头303一侧的规整伸缩转动托架304、设置在规整伸缩转动托架304上端且用于伸出托举书籍100的规整转动吸风托手305，从而方便书籍方向的调节、设置在倾斜差速传送带301输出端横向一侧且用于将书籍100脱离倾斜差速传送带301的规整辅助机械手306、设置在倾斜差速传送带301输出端横向另一侧且用于承接规整辅助机械手306输出书籍100的规整前接料摆动手308、根部与规整前接料摆动手308根据通过规整差速啮合齿轮组310传动连接对合设置的规整后承接摆动手309、设置在斜差速传送带301输出端中空下方的规整下方传感器307、以及设置在倾斜差速传送带301输出端前方的导向辊；

规整前接料摆动手308与规整后承接摆动手309相向或相对运动；对合传递书籍100时，规整前接料摆动手308摆动幅度大于规整后承接摆动手309摆动幅度，规整前接料摆动手308摆动幅度越过规整前接料摆动手308与规整后承接摆动手309之间的中心线；

在规整前接料摆动手308与规整后承接摆动手309的旁侧平行设置有用于将翻转后的书籍100送回倾斜差速传送带301上的规整送回传送带311，作为本发明一大创新，其通过摆臂实现图纸平稳的翻转，避免对书籍的损失，第二摆动臂实现对书籍的承接，同时通过传送带送回，其巧妙合理，成本低廉，不损伤书籍。

书籍100落到倾斜差速传送带301输入端时，书籍100与倾斜差速传送带301运动方向斜交且前端边先于规整挡板302接触。

如图6，标签组件500，与辨认规整组件400输出端连接、以及与标签组件500连接的分离组件600；实现自动归类与输出。标签组件500包括用于承接辨认规整组件400输出书籍100的标签传送带401、设置在标签传送带401中空处上下端面的标签封面贴码机402、设置在标签封面贴码机402一侧且用于打开书籍100封面的标签翻书机械手403、设置在标签翻书机械手403一侧且用于给打开封面书籍100的贴码的标签第二贴码机404、横向设置在标签传送带401输出端的标签前阻挡杆405、设置在标签传送带401输出端一侧的标签移开横向气缸406、以及设置在标签传送带401输出端另一侧的托板上的标签分离推送气缸407；实现了表面与内部的贴标签与签章。

如图6，分离组件600包括环形设置在工作机架700上的分离水平环形传送带502、位于标签分离推送气缸407外侧且在分离水平环形传送带502上循环移动且用于夹取标签分离推送气缸407推出书籍100的分离取书机械手501、设置在分离水平环形传送带502一侧且用于承载分类后对应书籍100的书籍运送车503、设置在书籍运送车503侧壁上且与分离取书机械手501对应的车侧壁豁口504，从而方便机械手离开。实现自动分类，利用环形传送带可以兼容多个无轨车，实现循环工作，结构巧妙，节约空间，提高效率，减少了无轨车的等待时间。

本发明的使用方法包括以下步骤；

步骤一，借助于输入组件200完成书籍收集，首先，将进馆的书籍100分批次层叠放到输入加强翻动板106上；然后，输入摆动驱动件107驱动输入翻动基板101倾斜幅度大于90°，利用重力使得书籍100的两侧边分别与输入侧立板102与输入前侧板103接触；其次，当倾斜翻转角度大于90°后，位于最上方的书籍100位于最底层，并在输入加强弹簧105作用下，输入加强翻动板106对书籍100施力；

步骤二，借助于传进组件300完成单个书籍100的输送，首先，传进伸缩吸头207上升通过输入间隙104与书籍100下表面接触；然后，传进竖直阀芯轴210向上伸出；其次，传进传送带201带动传进侧拨手臂203前行与传进竖直阀芯轴210接触从而带动单个书籍100克服摩擦力前行并与其层叠书籍100进行分离；当到达传进传送带201时，传进前端定位块212控制该书籍100是否进入下一步；

步骤三，借助于辨认规整组件400完成对书籍100的书名/条形码/版面/正背面的识别；首先，打开传进前端定位块212，单个书籍100落到倾斜差速传送带301上；然后，书籍100其前端面与倾斜差速传送带301或规整挡板302接触后落在倾斜差速传送带301上；其次，倾斜差速传送带301带动该书籍100经过辨别拍摄摄像头303，辨别拍摄摄像头303对书籍100上下表面进行拍摄，获取书名/条形码/版面和/或正背面信息；再次，基于图像文字识别方法，提取书面和/或条形码，并与图书馆计算机存储的信息进行匹配，当图书馆计算机不存在该信息时，图书馆计算机通过互联网云端查询该信息或人工输入或自动提取并存储该书籍100书名；

步骤四，借助于辨认规整组件400完成对书籍100的书籍100方向整理；首先，将步骤三采集的文字方向与设定文字方向对比，或将步骤三获取的版面图片方向与存储的该版面方向对比，从而确定书籍100的方向；然后，启动规整伸缩转动托架304上升，规整转动吸风托手305吸附书籍100下表面；其次，规整伸缩转动托架304带动书籍100旋转到设定方向；

当书籍100放置的正背面与预定不符时，启动本步骤五，否则执行步骤六，步骤五，借助于辨认规整组件400完成对书籍100的书籍100正背整理方向整理；首先，规整辅助机械手306将书籍100推送到规整前接料摆动手308上；然后，规整前接料摆动手308通过规整差速啮合齿轮组310带动规整后承接摆动手309相向对合，其中，规整前接料摆动手308摆动幅度大于规整后承接摆动手309且摆动超过铅垂面，书籍100通过自重落到第二摆动臂309上；其次，规整前接料摆动手308通过规整差速啮合齿轮组310带动规整后承接摆动手309相背分开，并摆动到规整送回传送带311上表面下方，翻转后的书籍100落到规整送回传送带311上；再次，规整送回传送带311将该书籍100送回到倾斜差速传送带301上，当规整下方传感器307感应到书籍100后，规整辅助机械手306调整书籍100使得书籍100与规整送回传送带311分离；最后，倾斜差速传送带301将书籍100送出；

步骤六，借助于标签组件500进行书籍贴码与预览登记，首先，根据步骤三提取的书名以及条形码信息，处理器将该信息发送给射频标签读写器；然后，根据中图分类号规则以及图书馆订制rfid书籍条码的写入标准，射频标签读写器对射频标签进行书写；其次，标签传送带401将设定封面朝下的书籍100传送到标签封面贴码机402处，标签封面贴码机402对其粘贴设备标签，同时通过机器人操作的签章机对书籍进行盖章；再次，标签翻书机械手403将书籍100上表面的封面打开，再次对书籍100进行贴标签和/或盖章操作；最后，标签移开横向气缸406与标签分离推送气缸407将书籍100输出。

步骤七，借助于分离组件600进行书籍输出完成书籍入室，首先，分离取书机械手501夹持该书籍送至书籍运送车503中，并通过车侧壁豁口504实现分离取书机械手501将书籍层叠放置；然后，书籍运送车503通过楼层间货梯505送至对应的放书架507处；

步骤八，书籍入架，借助于人工或机械手，将书籍运送车503中的书籍100进行上架，并在书架射频标签508写入该书籍的信息并将书籍100的信息与上架位置上传给图书馆服务器；

步骤九，首先，借用人通过app终端或图书馆查询端查找所需书籍的信息与馆藏状态；然后，通过app终端或图书馆输入端输入该书籍信息；其次，图书馆服务器通过机械手将给该书籍送至设定取书位置；再次，借用人扫码取书；紧接着，图书馆服务器记录借用人与书籍借出信息；接下来，当借用人还书时，将书籍按要求方向放置到指定还书点；下一步，射频接收器读取书籍信息，图书馆处理器根据书籍信息，控制分离取书机械手501，将其放置到对应的书籍运送车503上，并执行步骤七与步骤八。