[实用新型]一种基于红外测距定位抓取图书的智能书柜

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能书柜，具体涉及一种基于红外测距定位抓取图书的智能书柜。

背景技术

随着时代的发展和科技的进步，产品智能化成为趋势，书柜作为人们日常接触较多的产品，也进入了智能化时代。

目前，智能书柜的设计方向多种多样，初期的智能书柜，很多被设计成可转动式，从而使老人和残疾人等特殊群体存取图书不受空间的限制，这类产品严格意义上说还不能算是智能化产品。随后，随着信息识别系统如射频识别技术(RFID)的成熟，智能书柜中开始加入了图书定位功能，通过对放置在书柜中的图书标记、定位，可节省人们进行图书寻找的时间，使存取图书更有目的性。例如，中国专利号CN201410007413.2，该申请案公布了一种自助借阅装置及方法，该申请案的装置包括主控计算机和铁质书盒，书架上设置丝杆传动系统，主控计算机控制丝杆传动系统旋转，丝杆传动系统最终控制目标铁质书盒的打开，该申请案的装置可以实现目标书盒自动打开，方便获取图书。再如中国专利号CN201410517766.7，该申请案公布了一种自动搜索定位顶出的智能书柜，该申请案的智能书柜设置搜索机构和顶出机构，将目标图书顶出在突出位置，引起人们注意。上述图书自助借阅装置虽然实现了图书自动查找功能和打开目标书柜的功能，然而无法代替人工存取图书。

然而在实际的生活中，图书定位后通常需要使用者自己进行存取，对于存书量较多的环境，例如图书馆等，存在书柜的垂直空间利用率低、书柜占地面积大等问题，同时放置在书柜顶层或底层的图书存在不便于存取的问题。

因此，在智能识别的基础上增加存取图书的机械装置成为人们对智能书柜新的需求，目前越来越多的智能书柜也已做了改进，机械抓手上安装限位器，通过预设的书柜尺寸、所在图书位置等确定机械抓手的运动距离，再由限位器判定是否移动到所需位置，其所采用的方式是通过步进电机传动到达目标位置抓取图书。由于机械限位装置本身存在不可避免的机械误差，同时由于电机传动的误差性，随着行程的增加误差会越来越大。所以机械抓手对于目标图书位置准确判定和实现存在一定的缺陷。中国专利号CN201610198826.2公布了一种图书存取装置，该申请案的机械装置的升降控制系统可控制机械抓手到达目标高度，且机械抓手上安装的RFID感应器可对目标图书进行感应识别，从而提高了定位的准确度，然而，该抓取装置仍然没有避免目标距离准确实现存在的机械误差，且在实现抓取动作时容易碰到书柜壁。

除此之外，基于准确抓取的改进已公开了较多的技术方案，如中国专利号CN201520020406.6，该申请案公布了一种带智能控制系统的书缝寻找装置。该申请案的装置采用激光传感器、应变片和扫描仪等传感器配合智能系统控制模块控制分书片对图书进行精确的选择、抓取等动作，增加了系统抓取的准确率。该装置在位移驱动装置上设置扫描仪和激光传感器，激光传感器和扫描仪联合进行目标图书书缝的确认。然而，该装置也存在自身的缺陷：(1)仅仅通过书缝的确认进行抓取，如遇到图书放置紧贴书柜壁的情况则容易导致失误；(2)对于目标图书位置的实现采用现有技术手段，仍然无法避免位置实现存在机械误差的缺陷；(3)通过扫描增加了图书寻找的难度。

为了避免机械抓取装置对目标定位不准确的缺陷，中国专利号CN201621152984.6公布了一种机械零件抓取机械手臂在现有机械手臂技术上进行创新设计，其在机械手臂上设置红外测距传感器，使装置能够精确定位机械零件，很好的减小误差。红外测距具有有效距离广，误差小，定位精准度高，便于安装等特点，在现代的科技产品应用范围越来越广。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

现有技术中机械抓取目标图书采用限位器判定目标距离，通过步进电机传动到达目标位置，由于电机传动不可避免的机械误差，常常无法准确到达目标位置，本实用新型用红外测距传感器测距定位，能够实时识别测距，使目标位置实现更精确，抓取准确率高。此外，现有技术中图书放置单元的设计容易导致图书抓取时抓手碰到书柜壁，导致抓取失败，而本实用新型在原有图书放置单元的基础上设置凹槽，有效避免了抓手碰壁的缺陷，进一步提高了抓取成功率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：