[发明专利]图书自主取放机构

权利要求书

1.一种图书自主取放机构，包括导轨组合、寄存书架，其特征在于，还包括滚轮机械臂、平台；

滚轮机械臂的前端朝向外部书架，后端朝向寄存书架；滚轮机械臂包括若干开合臂组；每个开合臂组内包括两个开合臂，开合臂组通过所述两个开合臂的远离和靠近实现开合运动，所述两个开合臂的相对面上均设置有用来转动以传送图书的滚轮，

用于为图书提供支撑的平台位于所述两个开合臂之间间隙的下方；

导轨组合主要由三个导轨组成，使滚轮机械臂实现三维运动；

寄存书架的开口朝向外部书架。

2.根据权利要求1所述的图书自主取放机构，其特征在于，开合臂组的数量为两组，其中，较为靠近寄存书架的开合臂组记为内机械手，较为远离寄存书架的开合臂组记为外机械手；

由电机驱动的内机械手与外机械手沿前后方向依次设置；内机械手的后端朝向寄存书架，内机械手的前端朝向外机械手的后端，外机械手的前端朝向外部书架；

开合臂组中的两个开合臂镜像对称地分别设置在左右两侧；

外机械手中两个开合臂的前端分别延伸出一外夹板，构成一对用于夹取图书的外夹板；

内机械手中两个开合臂的后端分别延伸出一内夹板，构成一对用于夹取图书的内夹板。

3.根据权利要求2所述的图书自主取放机构，其特征在于，一对外夹板中的两个外夹板均为正圆弧形，且凸弧面相对；一对内夹板中的两个内夹板均为正圆弧形，且凸弧面相对。

4.根据权利要求1所述的图书自主取放机构，其特征在于，每组开合臂组中的两个开合臂相对面的对应位置处分别设置一滚轮，构成一对滚轮；每对滚轮之间的间距能够变化；滚轮由滚轮马达驱动。

5.根据权利要求4所述的图书自主取放机构，其特征在于，滚轮的轴向为垂直方向；滚轮的中心轴的两端分别连接安装支架的两端，安装支架通过弹簧连接开合臂的内侧面；弹簧的形变形成每对滚轮之间的间距的变化。

6.根据权利要求5所述的图书自主取放机构，其特征在于，弹簧穿在导向杆上，导向杆的外端连接开合臂的内侧面，导向杆的内端伸入安装支架的通孔内。

7.根据权利要求1所述的图书自主取放机构，其特征在于，平台水平设置且表面光滑以允许图书在平台上表面滑动；平台的长度使得平台从寄存书架底面延伸至外部书架底面。

8.根据权利要求1所述的图书自主取放机构，其特征在于，导轨组合包括X轴导轨、Y轴导轨以及Z轴导轨；滚轮机械臂在步进电机带动下，能够沿平行于寄存书架朝向方向、垂直于寄存书架朝向方向进行水平运动，并能够沿垂直于地面的竖直方向进行升降运动。

9.根据权利要求2所述的图书自主取放机构，其特征在于，还包括取书控制装置，所述取书控制装置用于实现如下控制：

滚轮机械臂在摄像头的引导下，通过导轨组合运动，到达目标图书所在的位置，使平台和目标图书所在层的底面构成一个连续的面，使得目标图书能够通过这个连续的面从外部书架到达外机械手内部；

通过作为撑开夹紧装置电机使外机械手的两个外夹板前端分别对准目标图书与左右邻接图书的缝隙，然后使外机械手向前移动，使两外夹板前端分别插入目标图书与左右邻接图书的缝隙中；

通过撑开夹紧装置使外机械手的两个外夹板前端夹紧图书，然后通过Y轴导轨使外机械手向后移动，使目标图书移出，渐渐脱离其他图书并移动到平台上，此时目标图书后半部分仍未脱离其他图书；

通过撑开夹紧装置使外机械手的两个外夹板前端松开图书，由于目标图书后半部分仍未脱离其他图书，故目标图书保持直立状态不会倒下；然后启动外机械手的滚轮马达驱使使滚轮转动，并使外机械手向前移动，直到目标图书书背部分移动到最靠前的一对滚轮的中间，此时通过撑开夹紧装置使外机械手夹紧，从而目标图书被滚轮移动到外机械手后方，滚轮停止转动；

使平台对准寄存书架的一层；

通过撑开夹紧装置使内机械手张开至外机械手所张开的宽度，并开启外机械手和内机械手上的所有滚轮，将目标图书从外机械手后部传送至内机械手内，再传送至寄存书架内部；

通过撑开夹紧装置使内机械手在略微张开以松开目标图书，使内夹板从寄存书架隔层中抽出。

10.根据权利要求2所述的图书自主取放机构，其特征在于，还包括还书控制装置，所述还书控制装置用于进行如下控制：

滚轮机械臂在摄像头的引导下，通过导轨组合运动，到达待还图书所在的位置，使平台和待还图书所在层的底面构成一个连续的面，使得待还图书能够通过这个连续的面从寄存书架到内机械手内部；

通过作为撑开夹紧装置的电机使内机械手的两个内夹板后端张开，向寄存书架内运动，夹紧待还图书，然后使内机械手向前移动，使待还图书部分被移出；

通过撑开夹紧装置使内机械手的两个内夹板后端松开图书，由于待还图书后半部分仍未脱离寄存书架隔层，故待还图书保持直立状态不会倒下；然后启动内机械手的滚轮马达驱使滚轮转动，并使内机械手向前移动，直到待还图书书背部分移动到最靠后的一对滚轮的中间，此时通过撑开夹紧装置使内机械手夹紧，从而待还图书被橡胶滚轮移动到内机械手前方，橡胶滚轮停止转动；

使外机械手的两个外夹板前端对准外部书架中待还图书所对应的缝隙，再使外夹板插入到目标缝隙中；

通过撑开夹紧装置使外机械手的两个外夹板前端张开，将缝隙两侧的书逐渐撑开，张开程度至内机械手所张开的宽度，停止运动；

开启外机械手和内机械手上的所有滚轮，将待还图书从内机械手前部传送至外机械手内，再传送至外部书架所撑开缝隙内，此时图书部分进入外部书架；

当待还图书脱离外机械手的最后一对滚轮后，外夹板仍处于夹紧状态，使外机械手向外部书架的内部运动，将待还图书完全送入外部书架被撑开缝隙内。

通过撑开夹紧装置使外机械手的两个外夹板前端略微张开以释放待还图书，使外夹板从外部书架缝隙中抽出。