一种自动化自助借还图书柜及其使用方法

1.本发明涉及图书自助借还设备技术领域，尤其是涉及一种自动化自助借还图书柜及其使用方法。


背景技术：

2.现有图书馆借还书系统多为借还书信息登记系统，不能实现将图书自动摆放到书架上的操作，扔需人工对归还的图书进行人工摆放到书架。而且现有的自助借还图书柜不能储存大量图书，不能满足广泛阅读图书的现实需求。现有技术下的自助借还图书柜没有将借书、还书和存书环节高效地联合在一起，导致借书和还书效率较低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种自动化自助借还图书柜及其使用方法，不仅可以有效地提高读者的借书效率和还书效率，也方便图书馆实现无人化，实现智能图书馆。
4.根据本发明的目的，本发明提供一种自动化自助借还图书柜，包括框体，所述框体顶端一侧固定有丝杆y，所述框体顶端另一侧固定有导杆轴，所述丝杆y和所述导杆轴之间安装有活动吊架；所述活动吊架的底部安装有抓书爪；所述框体的底部设有书架a，所述框体的底部设有两组直线导轨线性滑轨，两组所述直线导轨线性滑轨上滑动安装有书架b，所述书架a和所述书架b之间设有还书装置和借书结构。
5.进一步地，所述活动吊架内安装有电机，所述活动吊架内设有丝杆套筒，所述丝杆套筒套在所述丝杆y上；所述丝杆套筒上安装有圆柱齿轮a；所述电机一端连接圆柱齿轮b；所述圆柱齿轮a和所述圆柱齿轮b相互啮合连接。
6.进一步地，所述活动吊架下方设置有滑块，所述滑块中间设有丝杆x，所述滑块两侧安装有两个吊架导轨。
7.进一步地，所述吊架导轨和步进电机固定在步进电机固定件上；所述步进电机通过梅花联轴器与所述丝杆x连接；所述丝杆x和所述吊架导轨的末端固定在所述活动吊架上。
8.进一步地，所述滑块上安装有旋转通孔圆板，所述旋转通孔圆板通过丝杆z、导杆与抓书爪固定件连接。
9.进一步地，所述抓书爪包括安装在所述抓书爪固定件上的舵机，所述舵机连接有齿轮连杆，所述齿轮连杆连接有抓书爪爪钳，所述抓书爪爪钳通过抓书爪连接件与所述抓书爪固定件铰接连接。
10.进一步地，所述还书装置包括装书袋、还书传送带a和还书传送带b，所述还书传送带b下方设有所述还书传送带a，所述还书传送带a上安装有所述装书袋。
11.进一步地，所述直线导轨线性滑轨内设有直线导轨、线性滑轨、铝件和齿条；所述书架b内安装有伺服电机，所述伺服电机上设有圆柱齿轮d，所述圆柱齿轮d与所述齿条啮合；所述齿条安装在所述铝件上，所述铝件上安装有所述线性滑轨，所述线性滑轨上安装有
所述直线导轨。
12.进一步地，所述借书结构包括借书传送带a和借书传送带b，所述借书传送带b与所述借书传送带a形成一个135度的夹角。
13.根据本发明的另一个目的，本发明提供一种自动化自助借还图书柜的使用方法，包括如下步骤：
14.s1，借书：
15.书架b在直线导轨线性滑轨上移动，书架b与书架a之间留出足够空隙；活动吊架在丝杆y上移动，滑块上的旋转通孔圆板旋转，滑块在x轴上移动，抓书爪在z轴上移动，活动吊架在y轴上移动，抓书爪抓取图书；
16.活动吊架在y轴上移动，滑块在x轴上移动，活动吊架在y轴上移动，滑块上的旋转通孔圆板旋转，滑块在x轴上移动，抓书爪在z轴上移动，抓书爪爪钳放开图书至借书传送带b，图书在借书传送带b的带动下传送至借书传送带a，完成借书；
17.s2，还书：
18.图书放置于还书传送带b上，图书在还书传送带b的带动下，落入装书袋并且竖立起来；书架b在直线导轨线性滑轨上移动，书架b与书架a之间留出足够空隙；活动吊架在y轴上移动，滑块上的旋转通孔圆板旋转，滑块在x轴上移动，抓书爪在z轴上移动，抓书爪抓取图书；
19.抓书爪在z轴上移动，滑块在x轴上移动；活动吊架在y轴上移动；滑块在x轴上移动，抓书爪在z轴上移动，活动吊架在y轴上移动，抓书爪放开图书至书架b，完成还书。
20.本发明的技术方案通过自动化的借取和归还书本，不仅可以有效地提高读者的借书效率和还书效率，也方便图书馆实现无人化，实现智能图书馆。自助借还图书柜还可以减少人员接触。书架导轨设计可以储存大量图书，避免空间资源的浪费，实现读者对丰富的图书资源的需求。促进图书馆内工作任务的高效运行同时也可以减轻人力管理图书费时费力的情况，也可避免因工作人员失误导致归还图书位置出错的情况发生。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例的结构示意图；
23.图2为本发明实施例的活动吊架的结构示意图。
24.图3为本发明实施例的滑块的结构示意图。
25.图4为本发明实施例的抓书爪的结构示意图。
26.图5为本发明实施例的还书装置的结构示意图。
27.图6为本发明实施例的直线导轨线性滑轨的结构示意图；
28.图中，1、抓书爪；2、滑块；3、活动吊架；4、书架a；5、伺服电机；6、直线导轨线性滑轨；7、还书装置；8、书架b；9、借书传送带a；10、借书传送带b；11、导杆轴；12、丝杆导轨固定件；13、丝杆y；14、丝杆套筒；15、圆柱齿轮a；16、圆柱齿轮b；17、电机；18、旋转通孔圆板；19、
步进电机；20、步进电机固定件；21、梅花联轴器；22、吊架导轨；23、丝杆x；24、舵机；25、抓书爪连接件；26、抓书爪固定件；27、齿轮连杆；28、抓书爪爪钳；29、装书袋；30、还书传送带a；31、直线导轨；32、线性滑轨；33、铝件；34、圆柱齿轮d；35、还书传送带b；36、齿条；37、丝杆z；38导杆。
具体实施方式
29.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.实施例1
33.如图1-图6所示：
34.一种自动化自助借还图书柜，包括框体，框体顶端一侧固定有丝杆y 13，框体顶端另一侧固定有导杆轴11，丝杆y 13和导杆轴11上安装有活动吊架3。框体的底部设有书架a 4，框体的底部设有两组直线导轨线性滑轨6，每组直线导轨线性滑轨6上滑动安装有书架b 8。书架a 4和书架b 8之间设有还书装置7和借书结构。
35.如图2所示，活动吊架3内安装有电机17；活动吊架3内设有丝杆套筒14；丝杆套筒14套在丝杆y 13上；丝杆套筒14安装有圆柱齿轮a 15；电机17一端连接圆柱齿轮b 16；电机17通过圆柱齿轮a 15和圆柱齿轮b 16相互啮合，带动活动吊架3在丝杆y 13上移动。
36.如图3所示，活动吊架3下方设置有滑块2，滑块2中间设有丝杆x 23，并在两侧安装有两个吊架导轨22；吊架导轨22和步进电机19固定在步进电机固定件20上；梅花联轴器21一端连接步进电机19，另一端连接丝杆x 23；丝杆x 23和吊架导轨22的末端固定在活动吊架3上。
37.如图4所示，滑块2上安装有旋转通孔圆板18；旋转通孔圆板18绕z轴旋转；旋转通孔圆板18通过丝杆z 37、导杆38连接抓书爪固定件26。
38.抓书爪1包括安装在抓书爪固定件26上的舵机24；舵机24连接有齿轮连杆27，舵机24通过转动使齿轮连杆27旋转；齿轮连杆27连接有抓书爪爪钳28；抓书爪爪钳28通过抓书
爪连接件25与抓书爪固定件26相互铰接，保证抓书爪爪钳28抓书的稳定性。
39.如图5所示，还书装置7包括装书袋29、还书传送带a 30和还书传送带b 35；还书传送带b 35下方设有还书传送带a 30；还书传送带a 30上安装有装书袋29。
40.如图6所示，直线导轨线性滑轨6内设有直线导轨31、线性滑轨32、4040铝件33和齿条36；书架b 8内安装有伺服电机5，伺服电机5上设有圆柱齿轮d 34；圆柱齿轮d 34与齿条36啮合；齿条36安装在4040铝件33上；4040铝件33上安装有线性滑轨32；线性滑轨32上安装有直线导轨31。
41.借书结构包括借书传送带a 9和借书传送带b 10；借书传送带b 10与借书传送带a 9形成一个135度的夹角，保证图书能够顺利地从借书传送带b 10传送至借书传送带a 9。
42.本发明还书时：读者将图书放置于还书传送带b 35上，图书将在还书传送带b 35的带动下，落入装书袋29并且竖立起来，然后伺服电机5转动，通过圆柱齿轮d 34与齿条36的啮合转动，使书架b 8在线性滑轨32上移动，书架b 8与书架a 4之间留出足够空隙，使抓书爪1在书架b 8与书架a 4之间能够平稳抓取图书，然后电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，滑块2上的旋转通孔圆板18旋转，带动丝杆z 37和导杆38，使抓书爪1旋转到特定位置，步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动，抓书爪固定件26通过丝杆z 37，使抓书爪1在z轴上移动。舵机24转动，使抓书爪爪钳28抓取图书。抓书爪固定件26通过丝杆z 37，使抓书爪1在z轴上移动，步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动；电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动；步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动，抓书爪固定件26通过丝杆z 37，使抓书爪1在z轴上移动，电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，舵机24转动，使抓书爪爪钳28放开图书至书架b 8，完成还书。
43.借书时：伺服电机5转动，通过圆柱齿轮d 34与齿条36的啮合转动，使书架b 8在线性滑轨32上移动，书架b 8与书架a 4之间留出足够空隙。电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，滑块2上的旋转通孔圆板18旋转，带动丝杆z 37和导杆38，使抓书爪1旋转到特定位置，步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动，抓书爪固定件26通过丝杆z 37，使抓书爪1在z轴上移动，电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，抓书舵机24转动，使抓书爪爪钳28抓取图书，电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动，电机17转动，使丝杆套筒14旋转，活动吊架3在y轴上移动，滑块2上的旋转通孔圆板18旋转，带动丝杆z 37和导杆38，使抓书爪1旋转到特定位置，步进电机19转动使丝杆x 23旋转，滑块2在x轴上移动，抓书爪固定件26通过丝杆z 37，使抓书爪1在z轴上移动，舵机24转动，使抓书爪爪钳28放开图书至借书传送带b 10，图书将在借书传送带b 10的带动下传送至借书传送带a 9，完成借书。
44.本发明通过自动化的借取和归还书本，不仅可以有效地提高读者的借书效率和还书效率，也方便图书馆实现无人化，实现智能图书馆。自助借还图书柜还可以减少人员接触。书架导轨设计可以储存大量图书，避免空间资源的浪费，实现读者对丰富的图书资源的需求。促进图书馆内工作任务的高效运行同时也可以减轻人力管理图书费时费力的情况，也可避免因工作人员失误导致归还图书位置出错的情况发生。
45.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽
管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。