[发明专利]一种图书馆自动还书机器人及其还书系统

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种图书馆自动还书机器人及其还书系统。

背景技术

在学校的图书馆里，经常看见归还的书籍堆放在还书处未被及时放回书架上，不免导致资源的浪费。为了降低图书馆长期运营成本、使图书馆的书籍得到充分利用，需要设计一种还书机器人，可以实现自动还书功能。

现有的图书馆管理机器人大致分为两类：一类是是全自动化的图书馆，这需要图书馆有配套硬件设施，成本高昂；另一类是辅助式的管理机器人，虽然起到了一定的帮助，但是还是不能做到在某个流程里免除人的工作。一些简易的图书排架机器也仅仅能够完成图书排放工作，并不能完成指定书本指定区域的还书工作，所以实际应用前景并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种图书馆自动还书机器人及其还书系统，该还书机器人结构设计合理，操作简单，能够实现无人工干预条件下图书的自动归还操作。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开的一种图书馆自动还书机器人，包括能够带动机器人整体运动的运动组件，在运动组件一端设有图书装载组件，在运动组件上方设有升降组件，升降组件上安装有图书入架组件，升降组件能够带动图书入架组件上下移动；

所述图书入架组件包括升降台，在升降台上设有图书底板，以及能够在图书底板上垂直滑动的第一图书推板，在第一图书推板上设有推书器，在升降台的一侧还设有分书器，分书器能够沿升降台侧边运动，在分书器上还安装有扫码器。

推书器包括推书器齿条及与推书器齿条配合的齿轮，推书器齿条上设有推书杆及推书器电机，推书器电机能够带动推书杆在推书齿条上移动。

推书杆相对升降台的位移距离大于推书电机相对升降台的位移距离。

分书器包括分书器推杆，分书器推杆上设有分书杆及分书杆电机，分书器推杆底部设有分书电机；分书杆能够在分书杆电机的带动下绕轴转动，分书电机带动分书器推杆沿升降台上的齿条移动。

所述运动组件包括底盘，在底盘底部中心位置设有两个同轴主动轮及控制同轴主动轮运动的主动轮电机，在底盘底部四角分别设有一个从动万向轮。

在底盘上还设有控制计算机、蓄电池、定位传感器及壁障传感器。

图书装载组件包括图书底板及能够在图书底板上滑动的第二图书推板；还包括用于夹持书本的第一升降隔板和第二升降隔板，第一升降隔板设置在升降台上，第二升降隔板垂直设置在底盘端部；

在第一升降隔板和第二升降隔板板面底部设有通槽，在第二升降隔板底部设有升降隔板推杆、圆柱凸轮及用于控制升降隔板推杆运动的推杆电机，升降隔板推杆能够在通槽中往复运动。

在装载书本时，第一升降隔板和第二升降隔板下降到最低点，升降隔板推杆与第一升降隔板和第二升降隔板上的通槽均卡和，书本被推到升降台上；书本装载完毕后，第一升降隔板和第二升降隔板上升到最高点，第一升降隔板上的通槽与升降台上的卡键卡和而与升降隔板推杆分离，第一升降隔板和第二升降隔板分开运动。

所述升降组件为对称设置在底盘两侧的升降单元，每侧升降单元均包括升降连杆、丝杆、丝杆电机、丝杆连杆传动件及与升降台相连的升降台杆连接件；

丝杆固定在底盘上且与升降连杆相连，丝杆电机与丝杆连杆传动件通过螺纹配合，能够推动丝杆连杆传动件沿丝杆轴线移动进而带动升降连杆升降；

升降台杆连接件包括设置在升降连杆上的固定扣以及连杆，连杆的自由端能够穿过该固定扣并沿轴线方向移动，连杆的另一端设有与图书入架组件相连的固定件。

本发明还公开了一种基于上述图书馆自动还书机器人的自动还书系统，该系统由自动还书机器人与主机配合组成，主机包括读码识别装置、图书馆信息管理系统、控制自动还书机器人的计算机、图书分配装置以及与自动还书机器人联络的网络；其中：

读码识别装置，用于为读者提供扫码借书服务；

图书馆信息管理系统，用于存储书本的识别信息、几何信息、所在书籍位置信息和排列顺序信息，能够为自动还书机器人提供还书位置信息；

控制自动还书机器人的计算机，用于统筹安排多个自动还书机器人的工作量；

图书分配装置，用于存放读者归还的书籍，且能够给自动还书机器人分配书本。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：