智能借书还书一体化装置

本发明涉及一种智能借书还书一体化装置，具体涉及一种自动借书取书装置及还书归置方法和机械结构原理。

背景技术：

1、目前，图书馆作为社会和高校重要学习工作场所，越来越往大型化和智能化方向发展，当当前借书和还书工作主要靠人工完成。尤其在高校中，图书馆作为学生的重要学习场所，借还书的工作量巨大，对图书馆工作人员要求较高。当前图书馆借还书服务存在如下缺点和不足：1)借书过程中，人工到指定书架找书取书较为麻烦，尤其对所借书的具体书架位置不明确，找书花费时间较多；2)还书过程中，采用人工方式工作大，不能完成有效及时分拣和归置工作，存在一定滞后性；3)借还书工作与人们查阅浏览书籍时间经常冲突，容易造成工作效率低，阅览体验感差，无法较好利用夜间休息时间进行借还书的整理工作；4)自动化程度不高，借还书工作当前主要还是靠人工完成，虽然目前已经提出一些自动还书装置，但是无法将借书和还书做到一体化功能整合，另外在还书机械结构和精准性上还存在一些不足，以造成还书机械装置无法较好夹取和归置书籍。

2、针对这种现状，智能借还书装置可以代替人力，让机器人来对图书进行借书取书和还书归置工作，同时提高书籍夹取和归置精确度和便捷度，以达到减少人力、降低工作强度、提高工作效率的目的。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种自动化图书借阅、夹取、还书、归置的智能借书还书一体化装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种智能借书还书一体化装置，其特征在于，包括书籍夹取机械结构，机械车移动书箱、书架优化路线、避障警示系统。所述书籍夹取机械结构包括借还书两种功能，采用中间识别，上下波动，左右夹取相结合保证书架夹取和归置准确性和便捷性；所述机械车移动书箱采用双齿轮两自由度机械臂和滑动书箱，保证书籍书箱精准放置和夹取对接。所述路线优化和避障系统顺序编号，路径最优最近原则，机械车行驶过程中，当前方出现人员阻挡，车辆自动停车，并发出警示提醒音，当人员远离路线时，机械车继续行驶；整体完成书籍的自动借阅取书和还书归置工作。

3、所述的书籍夹取机械结构，包括借书和还书两个功能，其特征在于，所述书籍夹取机械结构包括机械手、机械臂和动力系统，其中机械手包括上拨杆，侧夹杆，夹板，铰接接头ⅰ，铰接接头ⅱ，夹板齿轮，夹板齿条，下撑杆，扫描器、摩擦皮套和拨杆齿轮齿条；借书过程中，机械手在扫描器识别作用下对准书架书籍位置，上拨杆和摩擦皮套压住借阅书籍上方，然后上拨杆向后拉，借阅书籍向外转出，两侧夹紧借阅书籍并向后拉，此时借阅书籍被夹出，夹取方式为上下波动，左右夹取相结合；还书过程，机械手的两侧杆夹紧归还书籍从移动书箱取出移动到归还书籍所在书架位置，上拨杆平动和转动撑开归还书籍空位，两侧杆夹紧归还书籍向前移动放置到空位处，上拨杆和两侧杆在齿轮齿条作用下水平移动收回，完成书籍归还放置过程。

4、所述的机械车移动书箱，其特征在于，所述机械车移动书箱包括双齿轮两自由度机械臂，完成书籍夹取和吊装；滑动书箱，书箱在取放书籍时通过导轨滑动至中间位置，保证书箱在借还图书时与机械手精准定位和对接。

5、所述的路线优化和避障系统，其特征在于，所述路线优化和避障系统包括全部书籍连通路径，路线优化方案和避障系统；其中书架路径按顺序编号，将每个书籍所有书目码统一编制在书籍路径编号，根据借书和还书编码，确定书籍路径编号，按照最优最近原则，确定机械车行驶路线；人员避让警示系统，机械车行驶过程中，当前方出现人员阻挡，车辆自动停车，并发出警示提醒音，当人员远离路线时，机械车继续行驶。

6、本发明与现有技术相比具有以下优点：

7、1、本发明的智能借书还书一体化装置可实现借书和还书的一体化功能，当前已有智能图书整理机器人装置主要针对还书工作和书籍归置，对于借书寻书难点没有呈现和解决。本发明中智能借书还书一体化装置可完成在固定书籍上纺织归位书籍和夹取书籍，可以实现一机两用，提高机械利用和工作效率，解决借还书一体化难题。

8、2、本发明的智能借书还书一体化装置中机械手夹取装置，采用先拨转书籍，再通过侧面夹取和穿插书籍，更精准放置和取出书籍。

9、3、本发明的智能借书还书一体化装置中移动书箱和滑轨装置，当进行借书或还书工序时，移动书箱通过滑轨移动到机车中间，机械臂正下方，实现书籍精确夹取和尽可能多的装载量。

10、4、本发明的利用机器人机构进行图书借阅和归还的操作方法，设计合理，功能齐全，便于推广应用。

技术特征：

1.智能借书还书一体化装置，所述智能借书还书一体化装置具体涉及一种自动借书取书装置及还书归置方法和机械结构原理，包括书籍夹取机械结构，机械车移动书箱、书架优化路线、避障警示系统。

2.如权利要求1所述的书籍夹取机械结构，包括借书和还书两个功能，其特征在于，所述书籍夹取机械结构包括机械手、机械臂和动力系统，其中机械手包括上拨杆，侧夹杆，夹板，铰接接头ⅰ，铰接接头ⅱ，夹板齿轮，夹板齿条，下撑杆，扫描器、摩擦皮套和拨杆齿轮齿条；借书过程中，机械手在扫描器识别作用下对准书架书籍位置，上拨杆和摩擦皮套压住借阅书籍上方，然后上拨杆向后拉，借阅书籍向外转出，两侧夹紧借阅书籍并向后拉，此时借阅书籍被夹出，夹取方式为上下波动，左右夹取相结合；还书过程，机械手的两侧杆夹紧归还书籍从移动书箱取出移动到归还书籍所在书架位置，上拨杆平动和转动撑开归还书籍空位，两侧杆夹紧归还书籍向前移动放置到空位处，上拨杆和两侧杆在齿轮齿条作用下水平移动收回，完成书籍归还放置过程。

3.如权利要求1所述的机械车移动书箱，其特征在于，所述机械车移动书箱包括双齿轮两自由度机械臂，完成书籍夹取和吊装；滑动书箱，书箱在取放书籍时通过导轨滑动至中间位置，保证书箱在借还图书时与机械手精准定位和对接。

4.如权利要求1所述的路线优化和避障系统，其特征在于，所述路线优化和避障系统包括全部书籍连通路径，路线优化方案和避障系统；其中书架路径按顺序编号，将每个书籍所有书目码统一编制在书籍路径编号，根据借书和还书编码，确定书籍路径编号，按照最优最近原则，确定机械车行驶路线；人员避让警示系统，机械车行驶过程中，当前方出现人员阻挡，车辆自动停车，并发出警示提醒音，当人员远离路线时，机械车继续行驶。

技术总结
本发明公开了一种智能借书还书一体化装置，包括书籍夹取机械结构，机械车移动书箱、书架优化路线、避障警示系统。所述书籍夹取机械结构包括借书和还书两种功能，采用中间识别，上下波动，左右夹取相结合保证书架夹取和归置准确性和便捷性；所述机械车移动书箱采用双齿轮两自由度机械臂和滑动书箱，保证书籍书箱精准放置和夹取对接。所述路线优化和避障系统顺序编号，路径最优最近原则，机械车行驶过程中，当前方出现人员阻挡，车辆自动停车，并发出警示提醒音，当人员远离路线时，机械车继续行驶；整体完成书籍的自动借阅取书和还书归置工作。

技术研发人员：孙晓瑜,曹宇光,朱江峰
受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13