一种图书馆自动存取书系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及自动化设备系统领域，尤其涉及一种图书馆自动存取书系统。
【背景技术】
[0002] 实现图书馆图书的自动化管理一直是图书馆管理工作的重要目标。目前，图书信 息的采集及查询技术已经非常成熟。用户可以在图书馆终端设备上对馆藏图书信息进行实 时查询。但是即使查询到用户所需要的图书信息，仍然需要用户亲自到达图书所在的区域 进行取书操作。同时，在还书过程中，图书馆管理人员需要人工将归还的图书放置至指定区 域，这导致了图书馆的人工成本较大。
[0003][0004] 有鉴于此，有必要对现有技术中的图书馆中的自动存取书系统予以改进，以解决 上述问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于公开一种图书馆自动存取书系统，以此降低前期投入成本 与后期维护费用，并提高整个存取书系统对于不同图书馆的适应性。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提出了一种图书馆自动存取书系统，包括：
[0007] 信息交互终端、后台、引导系统和机器人，后台首先接收用户在信息交互终端选择 的图书信息，然后发送至机器人，机器人根据引导系统自主运动至图书存取操作的目标区 域，以完成对目标图书的存取操作。
[0008] 在一些实施例中，机器人由板状车身、垂直设置于板状车身的升降导轨、与升降导 轨垂直设置的水平导轨以及设置于水平导轨末端的夹持部件组成。
[0009] 在一些实施例中，板状车身底部设有四个由独立马达驱动的轮盘及第一摄像头。
[0010] 在一些实施例中，升降导轨包括第一螺杆，内设电机的第一滑块，以及齿轮；水平 导轨包括支撑板，齿条，设置于齿条上的电机，第二摄像头，与电机连接的输出齿轮，齿条设 置于与第一滑块固定连接的支撑板上，齿轮与齿条啮合并驱动齿条实现前后位移。
[0011] 在一些实施例中，水平导轨还包括平衡锤，平衡锤与夹持部件分别位于齿条的两 端端部。
[0012] 在一些实施例中，夹持部件包括第二螺杆，以及位于第二螺杆中心的输入齿轮，第 二螺杆反向于输入齿轮的两侧分别设置第二滑块，第二滑块刚性连接用于夹持图书的夹 板；
[0013] 第二螺杆在输入齿轮的两侧设有两段反向螺纹，并嵌套第二滑块，输出齿轮驱动 输入齿轮，以驱动夹板同向或者反向运动。
[0014] 在一些实施例中，引导系统由坐标点、连接坐标点的引导线、若干位于引导线相交 处的识别码组成，识别码包含引导线相交处的坐标信息，第一摄像头通过不断拍摄引导线、 识别码引导机器人沿引导线运动至指定区域的坐标点。
[0015] 在一些实施例中，识别码包括一维码、二维码。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：机器人根据引导系统的引导，实现了 对图书存取操作的自动化，降低了图书馆工作人员的劳动强度；同时，由于不需要铺设轨 道，降低了前期投入成本与后期维护费用，并提高了整个存取书系统对于不同图书馆的适 应性，特别适合于布局不规则的图书馆。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型一种图书馆自动存取书系统的整体结构示意图；
[0018] 图2为机器人的结构示意图；
[0019] 图3为图2中标号A处的局部放大图；
[0020] 图4为图2中水平导轨与夹持部件的放大图；
[0021] 图5为引导系统的不意图；
[0022] 图6为在四行六列书架布局的图书馆中机器人实现自主运动时各个位置点的示 意图；
[0023]图7为图6中的图书馆的引导系统的矩阵化描述；
[0024] 图8为机器人确定最优行驶路径的流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是， 这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功 能、方法或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
[0026] 请参图1至图8所示的本实用新型一种图书馆自动存取书系统的一种具体实施方 式。如图1所示，在本实施方式中，一种图书馆自动存取书系统10,包括：信息交互终端1、 后台2、引导系统3和机器人4。后台2接收用户在信息交互终端1选择的图书信息并发送 至机器人4,机器人4根据引导系统3自主运动至图书存取操作的目标区域，以完成对目标 图书的存取操作。
[0027]具体而言，信息交互终端1可以是安装有图形操作界面的自助查询机，也可为安 装有数据库查询系统的计算机。读者可在信息交互终端1上查询其所需要借阅的图书信 息。该信息交互终端1接收到用户的指令后，将图书所在书架的位置信息、书名、ISBN信息 等信息发送至后台2。具体的，后台2为具有数据库系统的服务器，数据库系统选用MySQL 数据库。
[0028] 后台2接收到用户选择的图书后，根据图书所在书架的位置信息、书名、ISBN信息 等信息，确定机器人4的行驶轨迹。机器人4根据引导系统3自主行驶至目标图书所在的 书架前，通过机器人4的夹持部件44从书架上对目标图书进行存取操作。
[0029] 如图2所示，在本实施方式中，该机器人4由板状车身41、垂直设置于板状车身41 的升降导轨42、与升降导轨42垂直设置的水平导轨43以及设置于水平导轨43末端的夹持 部件44组成。板状车身41的底部设有四个由独立马达驱动的轮盘411及第一摄像头412。
[0030] 如图3所示，升降导轨42包括第一螺杆421，内设电机的第一滑块422,以及齿轮 423 ;水平导轨43包括支撑板431，齿条432,设置于齿条432上的电机433,第二摄像头434， 与电机433连接的输出齿轮435。齿条432设置于与第一滑块422固定连接的支撑板431 上，齿轮423与齿条432啮合并驱动齿条432实现前后位移。支撑板431的两端通过连接 件4310实现与齿条432的固定连接。
[0031] 如图4所示，夹持部件44包括第二螺杆441，以及位于第二螺杆441中心的输入齿 轮442,第二螺杆441反向于输入齿轮442的两侧分别设置第二滑块443,第二滑块443刚 性连接夹持图书的夹板444。具体的，该第二螺杆441在输入齿轮442的两侧设有两段反向 螺纹，并嵌套第二滑块443,输出齿轮435驱动输入齿轮442,使驱动夹板444同向或者反向 运动，从而实现对图书的夹取。
[0032] 作为更优选的实施方案，水平导轨43还可设置平衡锤436,平衡锤436与夹持部件 44分别位于齿条432的两端端部，用以在夹持部件44夹持图书时，保证整个水平导轨43的 平衡，防止机器人4发生倾倒现象。
[0033] 如图5所示，在本实施方式中，该引导系统3由坐标点31、连接坐标点31的引导线 32、若干位于引导线32相交处的识别码33组成，识别码33包含引导线32相交处的坐标信 息。该第一摄像头412通过不断拍摄引导线32、识别码33引导机器人4沿引导线32运动 至指定区域的坐标点31。具体的，该识别码包括一维码、二维码，并进一步优选为二维码。
[0034] 同时，板状车身41底部所设置的第一摄像头412在机器人自主行驶过程中，对引 导线32的斜率进行实时监测，确保引导线32在图像中的垂直度，确保引导线32在由第一 摄像头412所形成的视频图像中垂直；同时，利用PID控制算法控制轮盘411的转动方向， 确保机器人4沿着引导线32直线行走。
[0035] 进一步的，机器人4在存取书过程中能够根据图书馆中各个书架之间的引导线32 实现自主导航并找出最优选的行驶路线。具体而言，在本实施方式中，引导线32是五厘米 宽的黑色胶带。如图6所示，机器人4在执行取书或者还书动作之前位于借还书处11，机器 人4能够沿着引导线32在图书馆中自主导航并执行取书或者还书动作。
[0036] 在图书馆地面上，将机器人4进行行驶的路径覆盖五厘米宽的黑色胶带，该黑色 胶带构成引导线32。当