[发明专利]智能图书管理机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，具体涉及一种智能图书管理机器人，尤其适用于图书馆图书全自动借还和整理的实现。

背景技术

随着现代图书馆藏书量的不断增加，图书管理将是一项越来越艰辛的工作。仅靠传统的人工操作不仅将浪费大量的时间、人力和财力，还会不可避免地出现很多错误，带来不必要的麻烦。尽管现在已经有很多图书馆采用贴条形码或RFID技术辅助图书的识别与管理，但这只是稍稍提高了效率，并没有从根本上解决问题。这时，以机器人为基础的运营自动化就成为了图书馆未来发展的必然趋势。机器人代替人类员工完成图书的上下架、借取、归还、查错查重和其他管理操作，其执行效率高，正确率高，完全可以满足图书馆日常管理工作的需要。

图书管理机器人目前已经有一定的研究，具体描述如下：

专利公告号为CN 202400531 U，名称为“一种图书馆图书自动上下架装置”的中国实用新型专利中，公开了一种图书馆图书自动上下架装置，包括夹书机构、拨书机构、机械臂、升降机构、移动车、图书临时放置栏、图书挡板机构。该实用新型用简单的结构实现了单本取书、放书。但该装置的机构对所取书籍的大小有所限制，而且放回书籍时只能放在书架一层的一端，无法插入到书架的任何位置。所以，该实用新型只适用于整批图书的上下架，不适用于图书的日常管理。

专利公开号为CN 102642689 A，名称为“无人值守的全自动图书管理系统”的中国发明专利中，公开了一种全自动图书管理系统，包括书架、巷道车、巷道车接口、输送装置、出书窗口、还书窗口、书篓和独立于书架的书盒，还包含闭架书库管理系统。该发明在原有闭架书库的基础上进行了彻底的优化和改进，引入书篓概念，批量处理每一名借阅者的订单，在存书、取书、还书、书篓传递和输送过程中，简化了设备，提高了工作效率。但此系统不仅造价昂贵，而且无法通过简单的改造就套用在图书馆中(比如要更换所有的书架)。其中书篓的设计虽然使机械手取书放书变得简单，但是对书的大小、厚度有了限制，并在提高成本的同时使得单个书架的容量变小。

专利公告号为CN 203592482 U，名称为“图书馆取书机器人”的中国实用新型专利中，公开了一种图书馆取书机器人，包括行走装置、设置在行走装置上的控制器，固定在行走装置上方的升降机构、与升降机构连接的存书架，固定在存书架上的CCD摄像头、固定在升降机构上与存书架对称放置的配重块、位于升降机构上方的机械手臂，固定在机械手臂末端的夹书板。该实用新型用于在图书馆中实现从书架上自动取书功能，不过其机械臂设计不够完善，在取书时会影响书架上的其他书籍，而且有可能根本取不到书。

其他一些用于图书管理的机械臂设计，如“一种用于图书馆机器人的书本上架装置”(专利公告号CN 202880264 U)、“自动整理图书的机器人机械手”(专利公告号CN 201471438U)等，其通病在于装置不完善，不是只能取书就是只能放书；而且由于其手爪的设计缺陷，机械手能成功取书或放书的概率不大。

还有一些有关移动图书馆的设计，如“一种抗干扰自助移动图书馆”(专利公告号CN 202887342 U)、“图书馆自助终端”(专利公告号CN 201152995Y)，虽有一定的参考价值，但与本发明的关系不大，不再赘述。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，设计一种能够高效稳定运行的、基于图像识别的、实现图书馆内全自动取还书以及整理图书的机器人。

根据本发明提供的一种智能图书管理机器人，包括移动车、寄存书架、放书篮、图书取放机构、驱动装置以及控制装置，其特征在于：

寄存书架、放书篮、图书取放机构、驱动装置以及控制装置均设置在移动车上；

寄存书架的正面朝向与移动车前进方向相同；

图书取放机构，用导轨的组合来实现上下、左右以及前后方向的运动，图书取放机构的末端是主要由撑书臂和取书臂构成的复合机械臂，能够执行伸缩、撑开以及夹紧动作；

图书取放机构的末端还设置有摄像头；

放书篮位于寄存书架的前侧；

在控制装置的控制下，驱动装置驱动移动车移动并驱动图书取放机构执行取放书动作。

优选地，图书取放机构，包含有安装在移动车上的垂直于移动车前进方向的水平X导轨，水平X导轨上面装有提供复合机械臂上升下降的竖直Y导轨；复合机械臂与竖直Y导轨的连接处安装了微调Z导轨，能够对复合机械臂相对于书架的水平位置进行调整；撑书臂和取书臂上分别装有摄像头。